ソニー、有効1億2,768万画素でグローバルシャッター機能搭載の大型CMOSイメージセンサーを産業機器向けに商品化


▲CMOSイメージセンサー『IMX661』(左:カラー品、右:白黒品)

 

ソニーは、産業機器向けに、業界最多有効1億2,768万画素のグローバルシャッター機能を搭載した、対角56.73mmの大型CMOSイメージセンサー『IMX661』を商品化することを発表した。サンプル出荷時期は4月予定。

同製品は、産業機器向けとして一般的であるCマウントレンズ対応の1.1型イメージセンサーの約10倍の面積となる大型の光学サイズによる多画素化を実現しながら、動体歪みのない撮像を可能にする独自のグローバルシャッター画素技術“Pregius(プレジウス)”を採用している。さらに独自のデバイス構造およびインターフェース技術により、従来比約4倍の出力データレートとなる高速な画像読み出しが可能。幅広い用途に活用される産業機器向けカメラに搭載されることで、高度化・多様化する課題を解決し、産業の発展に貢献するとしている。

同製品は、3.6型(対角56.73mm)の大型の光学サイズに、独自技術である“Pregius(プレジウス)”を採用することで、多画素化と動体歪みのない撮像を実現。また、Chip on Wafer(チップ オン ウェーハ)プロセス技術を用いた独自のデバイス構造およびインターフェース技術により、全画素読み出しモードにおいて従来比約4倍となる高速読み出しに対応する。これらにより、1回の撮像で動体歪みなく広い視野角を捉えられることによる高効率な撮影や、高解像度撮影による認識精度の向上、高速撮像による高い処理性能を実現。例えば、高い生産性が求められるディスプレイや電子基板の検査工程において、検査精度の向上および検査時間の短縮が期待されるほか、広域モニタリング、空撮など、産業機器業界のさまざまな用途における課題解決に貢献するという。

 

主な特長

■業界最多の有効1億2,768万画素を実現

本製品は、産業機器向けとして一般的なCマウントレンズ対応の1.1型イメージセンサーの約10倍の面積となる3.6型(対角56.73mm)の大型の光学サイズに、3.45μmの画素サイズを採用し、グローバルシャッター機能を搭載したCMOSイメージセンサーとして、業界最多となる有効1億2,768万画素を実現しています。多画素化による広い視野角や高解像度での撮影を実現すると同時に、産業機器向けカメラに求められる動体歪みのない撮像を可能にし、撮影効率および認識精度を向上する。

▲イメージセンサーの光学サイズ(撮像面積)比較、面積比約10倍(1.1型比)※6:焦点距離が同じレンズを使用した場合。

 

■高速な画像読み出しを実現

多画素化することで信号処理量が増加すると、一般的にはフレームレートが低下し、読み出しに時間がかかるという課題がある。高速な読み出しを実現するためには、画素から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するADコンバータの処理能力を向上させつつ、出力インターフェースも高速化させる必要がる。同製品は、一部の機能を搭載したチップを画素ウェーハ上に積層するChip on Waferプロセス技術を採用した独自のデバイス構造により、ADコンバータを最適な位置に実装することで、センサーサイズを
大きくすることなく、処理能力を向上させることができる。

さらに、出力インターフェースを高速化するために、独自開発したエンベデッド・クロック方式の
高速インターフェース規格“SLVS-ECTM(Scalable Low Voltage Signaling with Embedded Clock)を
採用。これら2つの独自技術により、従来比約4倍の出力データレートとなる1億2,768万画素10bit 21.8fpsの高速読み出しを実現し、飛躍的な多画素高速化により産業用途における生産性の向上に大きく貢献するとしている。

 

■さまざまな産業機器用途に対応する信号処理機能を搭載

高速検査などにおける撮像タイミングを制御するトリガー同期、必要な領域のみを読み出すことにより後段信号処理の負荷を軽減するROI(Region of interest)、データ量を削減しつつ必要な情報を出力する階調圧縮、移動体の軌跡を検知可能な多重露出、高速移動体をブレなく撮像する短時間露光、低照度時に感度を高めることが可能な画素加算読み出しなど、産業機器向けCMOSイメージセンサーに求められるさまざまな信号処理機能を搭載し、多様な用途やニーズに対応する。

 

型名 IMX661(カラー/白黒)
ユニットセルサイズ 3.45μm(H)×3.45μm(V)
有効画素数 13,400(H)×9,528(V) 1億2,768万画素
イメージサイズ 対角 56.73mm(3.6型)
アクティブエリア 46.2mm(H)×32.9mm(V)
パッケージ セラミックLGA
マイクロレンズ EPD –100mm (CRA 15.8度)
電源電圧 アナログ 3.3V
デジタル 1.2V
インターフェース 1.8V
出力 4.7Gbps/lane SLVS-EC 16/8/4レーン
891Mbps/lane SLVS 16レーン
フレームレート 14bit: 12.9fps
12bit: 19.6fps
10bit: 21.8fps
主な機能 <グローバルシャッター、トリガー同期、ROI、階調圧縮、多重露出、短時間露光、画素加算読み出し

 

ソニー株式会社
https://www.sony.jp/