図1　�Z載ステレオカメラ��CMOSイメージセンサがスバルの最新レヴォーグに搭載　出�Z：ON Semiconductor

スマートフォン��のイメージセンサではソニーが圧倒的に�咾い�、�Z載��イメージセンサの世�cではON Semiが同様に圧倒している（図2）。映�気鮖�る機�Δ世韻離�メラでの�x場シェアは58.5%、ADAS（先進運転�мqシステム）で白線検出や運転�}の顔認識検出などのセンシングカメラの�x場では77%と圧倒している。

図2　�Z載��イメージセンサ�x場のシェア　出�Z：ON Semiconductor

�Z載��CMOSイメージセンサでON Semiが�咾い里蓮∪��Δ世韻任呂覆�����が良いからだ。常にZD（Zero Defect：不良率ゼロ）を�`指し、不良率がppb（Parts per billion）単位という10億分の�kのレベルに下げている。クルマでは何万個という膨�jな数の����を使うため、不良率100万分の�k（ppm）では�Hすぎる。ほとんどゼロを�`指すことになる。ON Semiがイメージセンサに限らず、�Z載��半導��に�咾い里�ZDを�`指す企業����にあるという。パワーMOSFETやIGBT、��音�SセンサインターフェイスやLEDフロントライトなども�Z載��でトップクラスだとしている。

ZDを�`指すこの����管理�}法はかつて日本が�u�Tだったが、クルマ応��ではZD�`�Yが今でも�Lかせない。人の命の�_さは何�Qたっても変わらないからだ。

今�vスバルの新型レヴォーグでは、�g���O動ブレーキシステム「アイサイト」に2眼カメラを��いる立��カメラを採��、これまでよりも��野角を広げた。2.3Mピクセルと画素数を��来の2倍に�\やしたのは、��野角を広げるためである。ただし、スバルは「アイサイト」というコンセプトを単なる�O動ブレーキシステムだけではなく、ADASシステム����を指すようにしている。このため、アダプティブクルーズ�U御やプリクラッシュブレーキだけではなく、アクティブレーン変���мqや運転�}異常時�官�システムなどもアイサイトと�}んでいる。

今�vのCMOSイメージセンサでは、コスト�峺�を抑えて画素数を�\やすため最小3µm幅の画素に設��し直した。ここに裏�C照�o型を採��、感度を高めた。

120dBという広いダイナミックレンジは、昼間の��るい所から暗いトンネルに入る場合やその逆に暗い所から��るい外を見る場合には暗すぎたり、��るすぎたりして見えにくいことに�官�した。イメージセンサでは、��るい所に最適な絞りで画�気鮖�り、さらに暗い所に最適な絞りで画�気鮖�り、それらの画�気鯆_ねることによって、ダイナミックレンジを広げている。通常は3〜4��の画�気鯆_ねることで��るい場所も暗い場所も同時に良く見える画�気鰓uることができる。

反�C、何��かの画�気鯆_ねて1��の画�気暴萢�するため、その処理時間がかかる。このためフレームレート（1秒間に見せる画�気僚�数）は、�_ねる時間が��ければ��いほど、落ちる。今�vの120dBでは、1フレームあたり最�j4�v露光するとフレームレートは30fps（frames per second）とテレビ並みの�]度になる。もし1フレーム最�j3�v露光となるとフレームレートは40fpsと高�]になる。

LEDフリッカの抑�Uでは、LEDの点�iの仕組みを�瑤辰討�く��要がある。ヘッドランプやテールランプのようなLED照��では、0.35mm角��度の小さなLEDチップを数�恩鎚造戮禿煎iしている。��てのLEDチップを並�`に常時動作させれば消�J電��が�\える。そこで、例えば20個のLEDチップを点�iさせる場合、LEDチップを5個直�`につなぎ、それを1ストリングとして4本のストリングを構成する。5個��度だともし1個が�sれてそのストリングが消えても、他の3本のストリングは点�iできる。

図3　LEDドライバの例　Analog DevicesのADD511の場合は4本のストリングを順次点�iさせていく　出�Z：Analog devices, Inc. (Reprinted with permission of Analog Devices, Inc. © 2020 All rights reserved)

図3はAnalog Devices社のLEDドライバの例だが、ここでは4本のストリングを点�iさせている。その仕組みはこうだ。例えば最初に1本�`のストリングを5ms点�iした後、次に�uのストリングを5ms点�i、さらに順次点�iし4本�`まで行ったら、また最初のストリングをもう�k度点�iさせる。これを繰り返している。人間の�`は残�気�できるため、�]時間で順次点�iさせても���霪瓜�に点�iしているように見える。

図4　LEDフリッカ（左）を抑�UしていなければLEDの表��を認識できなくなる　出�Z：ON Semiconductor

ところが、このLEDランプをCMOSカメラでシャッターを切ると点�iしていないストリングに当たれば、図4のように�k�竟Lけているように映る。これがLEDフリッカである。スマホのカメラ��ならともかく、�Z載��のカメラではLEDランプの�k�陲�点�iしていなければ、それを認識しない恐れがある。このためLEDフリッカを防�Vすることは�Z載��ではマストになる。

CMOSイメージセンサでは、点�iしていないストリングを映さないようにシャッター時間を長くすることで、フリッカを防ぐ。100Hz��度の周�S数で、順次点�iしていくため、シャッター時間をこの��度長くしても、30〜40fps��度のフレームレートならほとんど影�xしない。

ON Semiは今後さらなるダイナミックレンジの拡�j（140dB）と高�]フレームレート40fpsの両立を�`指し、次の�Z載��CMOSセンサを開発していく。