イメージセンサーを“湾曲“させて広角撮影時の周辺ぼやけを抑える技術、NHK技研が開発

NHK放送技術研究所は、技術展示イベント「技研公開2026」（5月28日〜31日）で、広視野カメラの小型化と高画質化を両立する「凹面湾曲イメージセンサー」を展示している。厚さわずか0.01mmまで薄くしたセンサーを凹面状に湾曲させ、広角レンズで生じる映像周辺部のぼやけを抑える。2030年ごろの実用化を目指す。

[林裕也，ITmedia]

　NHK放送技術研究所（以下、NHK技研）は、技術展示イベント「技研公開2026」（5月28日〜31日）で、広視野撮影に適した「凹面湾曲イメージセンサー」を展示している。厚さわずか0.01mm（12μm）まで薄くしたシリコン製イメージセンサーを凹面状に曲げて使う技術で、小型かつ高画質な広視野カメラの実現を狙う。2030年ごろの実用化を目指す。

凹面湾曲イメージセンサーによる広視野撮影（画像：技研公開2026公式ページより）

　広視野撮影には広角レンズを使うが、映像の中心はくっきりしていても、周辺部はレンズの収差によって結像がずれ、ぼやけたり、色がにじんだりしてしまう。NHK技研は、平らなセンサーではなく、レンズが本来結像する湾曲面に合わせてセンサー自体を凹面状に曲げることで、このずれを補正。実際に湾曲センサーで撮影し、周辺部のぼやけが改善できることを確認したという。

湾曲によるぼやけの改善効果。平面センサーでは四隅のぼやけが目立つのに対し、湾曲センサーでは抑えられている

凹面湾曲イメージセンサーによるぼやけ改善の原理

　センサーを湾曲させる利点は画質面だけではない。一般に広角レンズで収差を抑えるにはレンズを複数枚組み合わせた複雑な設計が必要だが、センサー側を曲げて収差を吸収できれば、レンズの構成を簡素化できる。

凹面湾曲イメージセンサー（曲率半径15mm）

　基板に薄い酸化膜を挟んだ特殊な構造を作り、エッチング（化学反応で不要な部分を溶かす処理）でシリコン支持基板を除去する。この際、酸化膜の部分でエッチングを停止させることで、必要な構造だけを残し、厚さ0.01mmに仕上げる。薄くするほど曲げやすくなるため、この薄片化技術が同研究の強みになっているという。

　この薄片化技術と組み合わせるのが、センサーを曲げた状態で固定する「転写技術」だ。極薄のセンサーは単体では扱えないため、いったん仮の土台に貼り付けてから、曲げられる柔らかい基板へ移し替える。これにより、曲率半径15mmの凹面状にできた。

エッチング前後。化学処理で削り、厚さ0.01mmまで薄くする

　一連の技術で鍵を握るのが「曲げ」だが、これはセンサーの大きさとも関わる。大型化できるのかとの問いに、担当者は、曲げられるセンサー自体を大きくすることは可能だとしつつ、大きくなるほどお椀状に曲げて固定するのが難しくなると説明した。

　NHK技研は27年までに湾曲イメージセンサーの基盤技術を確立し、30年ごろまでに小型で高画質な広視野カメラの実用化を目指す方針だ。

転写前後

フィルムに転写した湾曲イメージセンサー

将来の発展形