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Memo_2020_08_21_by_Yoshiaki_Hagiwara.html
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●縦型 Overflow Drain ( VOD ) 機能付きで、かつ残像のない 、
P+NPNsub 接合型の Pinned Photodiode でないと、電子 shutter
機能は実現しません。この 1975 年の萩原のP+NPNsub 接合型の
Dynamic Photo Transistor の発明により、メカ Free の電子 shutter
機能付きのビデオカメラが実現しました。これにより、Film のない、
メカ Free の、電子映像の技術革新社会が実現したと思っています。 



残暑お見舞いもうしあげます。

この 1 ヶ月ほどあまり変化なく
のんびり静かに過ごすことが
できました。

時間がたっぷりあり、Home page の
掲載内容を整理してみました。

http://www.aiplab.com  


PPDの発明に関しても簡潔にまとめてみました。

日本語説明文 

http://www.aiplab.com/Hagiwara_invented_PPD_and_Sony_HAD_in_1975.pdf
 

英語説明文

http://www.aiplab.com/Hagiwara_invented_Pinned_Photodiode_in_1975.html

にまとめてあります。ご一読いただければ幸いです。


この数ヶ月で新しい発見がありました。

●縦型 Overflow Drain ( VOD ) 機能付きで、かつ残像のない 、
P+NPNsub 接合型の Pinned Photodiode でないと、電子 shutter
機能は実現しません。この 1975 年の萩原のP+NPNsub 接合型の
Dynamic Photo Transistor の発明により、メカ Free の電子 shutter
機能付きのビデオカメラが実現しました。これにより、Film のない、
メカ Free の、電子映像の技術革新社会が実現したと思っています。 


VOD自身は FT CCD 時代から ありました。
MOS容量型の VOD構造は、1975年の7月にF社
が考案していました。VOD機能付のPinned Photodiode
は、1975年の11月に SONYの萩原が考案しました。

1978年のSSDM1978での、萩原・阿部・岡田の3名による
論文発表は、世界で初めての、この Pinned Photodiodeを
開発・原理試作した結果を報告した、世界で初めての、
Original 論文でした。

http://www.aiplab.com/P1978_Pinned_Photodiode_1978_Paper_by_Hagiwara.pdf

萩原は翌年には、この仕事が評価され、Scoltland , UK の Edinburgh で開催の
国際会議 CCD1979 conference で 招待講演を受けています。

https://www.imagesensors.org/Past%20Workshops/1979%20CCD79/03-1%20Hagiwara.pdf


その後、SONYはビデオカメラ市場を制覇すると、
F社からこのVOD機能について特許訴訟問題が生じました。

F社が先に VOD機能を MOS容量型受光素子に
適応したものを1975年7月に先に考案していました。


たったの 4 ヶ月遅れでしたが、これで SONYと
F社との 10年に渡る特許戦争で SONY(萩原)は
苦しむことになりました。
 

しかし SONYは勝訴しました。

http://www.aiplab.com/End_of_Sony_Fairchild_Patent_War.jpg




その根拠は、

VOD自身は RCAが すでに FT方式CCDで
1975年以前に、実現していたことが大きいでした。

http://www.aiplab.com/Three_types_of_in_pixel_Vertical_Overflow_Drain_VOD.jpg



同じ、CCD型の、MOS容量型の受光素子での、
VOD機能は、1975年時点では周知情報でした。

しかし、萩原が1975年に発明した受光素子は、
基板(Nsub)にP+NP接合型受光素子を形成したものです。

これは RCA社 や F 社の考案の MOS容量型受光素子の
VOD 機能とは、受光部構造が 異なります。

Dynamic Photo MOS 容量型 transistor 動作を持つ、
CCD は ノーベル賞を受賞しました。

一方、萩原の 1975年の発明 ( JPA 1975-134985 ) は
Dynamic Photo P+NPNsub接合容量型 transistor 動作 を持ち、
VOD 機能を持つ、また残像のない、超短波長光感度の特性を持つ、
Pinned Photodiode の発明でした。


かつ、もと SONYの萩原は、 そのPinned Photodiode の発明者
だけでなく、その受光素子を 社内の反対を押し切り、岩間社長に
直訴し、初めて社内で開発の許可が出て、萩原自らが、CCDの
開発ラインに入り、当時の友人の、狩野さん、阿部元昭さん、松本
博行さんの指導を受けて、受光素子の 原理試作し、実用化開発
した、Pinned Photodiode の開発者でもありました。


1978年のSSDM1978での、萩原・阿部・岡田の3名による
論文発表は、世界で初めての、この Pinned Photodiodeを
開発・原理試作した結果を報告した、世界で初めての、
Original 論文でした。

http://www.aiplab.com/P1978_Pinned_Photodiode_1978_Paper_by_Hagiwara.pdf


また、1977年には、越智・橋本・萩原の3名の連名で、

VOD機能付きの Pinned Photodiode に 適応した、
電子 shutter 機能を実現するための駆動方法特許
( JPA  1975-1268885 )を出願しました。

この重要な事実を萩原はすっかり忘れていました。


これがこの数ヶ月での再認識でもあり、大発見でした。

http://www.aiplab.com/Image_Sensor_Story_14.jpg

東芝の山田さんの1978年出願特許の N+PN接合型の
受光素子では、表面の受光部が floating となります。

残像がある特性です。残像があるために電子 shutter
機能は不可能です。山田さんのVOD特許は電子
shutter機能は実現できません。


電子 shutter 機能には、完全に信号電荷がなくなる
必要があります。信号電荷が残ると、それが残像となり、
電子 shutter としては機能しません。


電子 Shutter 機能は メカ FREEの映像
社会を実現する最高の技術革新でした。その事は半導体
歴史の観点からこれはたいへん重要なことだったと現在
さらにその重要性を再認識しています。重要なのはVOD
機能でなく、電子 shutter 機能です。メカ FREEの
映像社会を実現するきっかけを創ったことになります。

世界で最初の、電子 shutter 機能付きのILT 方式
CCD Image Sensor の開発商品化したのは1987年で
SONYの若い技術者集団でした。

浜崎正治さん、鈴木智行さん、賀川能明さん、
石川貴久さん、宮田克郎さん、神戸秀夫さん
たちのチームでした。

それ以前のものには、電子 shutter 機能は
どこの会社の製品にもついていませんでした。

NIKKEI MICRODEVICE 1987年10月号 pp. 60-67
には、その詳細技術資料がカラー印刷で紹介され
ています。図6には、 shutter 速度が 1/500 秒
と 1/2000 秒の電子 shutterの映像例が明示され
ています。今振り返ると、これは歴史的な最高の
技術革新だったと思います。

1987年が、 Film と メカ free の 固体撮像装置の
開発実用化製品の元年でした。半導体歴史館のWEB
サイトの記事にもそのことを強調した内容になっています。


そのもととなったアイデアは 萩原の1975年の3つ特許、
 ( JPA 1975-127646, 1975-127647, 1975-134985 )
と 1977年考案の電子 shutter の駆動方法に関する
基本特許 ( JPA 1977-126885 )のアイデアを実現
したものでした。

その開発生産技術が継承され、今度は、世界で初めて
裏面照射型のCMOS Image Sensor の開発商品化を
SONYの若い技術者集団が実現しました。山口哲司さん、
梅林拓さん、賀川恵永さん、安陽太郎さん、浴良仁さん、
板垣圭一さん、池田哲崇さんたちのチームでした。

今後は、ぜひ、3次元集積化、 multi chip 化による、
AI IoT Robitics の世界の実現に向けて、ぜひ、SONYが 
中心になり、日本の半導体産業の復活のためにも、世界
の技術革新に貢献し、ソフトをハードの融合技術で日本
を、世界を、リードして行ってほしいです。

●縦型 Overflow Drain ( VOD ) 機能付きで、かつ残像のない 、
P+NPNsub 接合型の Pinned Photodiode でないと、電子 shutter
機能は実現しません。この 1975 年の萩原のP+NPNsub 接合型の
Dynamic Photo Transistor の発明により、メカ Free の電子 shutter
機能付きのビデオカメラが実現しました。これにより、Film のない、
メカ Free の、電子映像の技術革新社会が実現したと思っています。  


まだまだコロナ恐怖がおさまらず
油断できない毎日です。

みなさま、お体を充分注意し、
ご自愛くださいませ。

萩原


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