Sony Pregius® S グローバルシャッター機能搭載 CMOS センサー

さらに小さく、より高性能に


グローバルシャッター機能搭載 CMOS センサー、ソニー Pregius  シリーズは、鮮明で歪みのない画像の撮影を可能にします。「小型で高性能」というシリーズの特長を伝承するこの第 4 世代 Pregius S は、画素サイズを縮小しても解像度、量子効率、感度を向上させることができる裏面照射型 (BSI) センサーを採用しており、文字通りセンサー設計の常識を覆した製品です。

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図 1. 従来の前面照射型センサーの構造を逆転させたBSI (裏面照射型) センサーは、各画素の受光素子(フォトダイオード)に光が入射しやすい。

初回ラインアップ

Pregius S センサーの初回ラインアップは 2020 年の第 2 四半期以降に発売が予定されており、以下のモデルが含まれます。

  • IMX540 24.5 MP (15 fps) グローバルシャッターセンサー搭載 Blackfly S USB3: 白黒, カラー
  • IMX530 24.5 MP (35 fps) グローバルシャッターセンサー搭載 Oryx 10GigE
  • IMX542 16 MP (7.5 fps) グローバルシャッターセンサー搭載 Blackfly S GigE

ソニー Pregius センサーのラインナップおよび詳細は、こちらのページをご覧ください。 

Pregius S センサーは、コンパクトでありながら撮像性能を犠牲にすることなく高解像度を得ることができるため、システムコストを削減し、スループットを向上させます。

1. より高い解像度をよりシンプルに

Pregius S の初回ラインアップに登場する 24.5 メガピクセル『IMX530 / IMX540』は、解像度の低いカメラ複数台分をこの 1 台で補うことができるため、システムの複雑化を最小限に留めコストも大幅に抑えられます。

2. 優れた撮像性能をより低価格で

新たに画素サイズ 2.74 µm 角を実現した Pregius S センサーは、初期の Pregius シリーズの約 2 倍の画素密度を可能にしました。そのため、フットプリントがより小さくなり、小型で低額な光学系を利用できるようになったことで、24.5 メガピクセルのグローバルシャッター CMOS センサーをコンパクトなキューブ型に納め、他社に負けない低価格でご提供できるようになったのです。

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図 2. 世代の異なる Pregius センサーの画素サイズの違い 

最新の画素設計により、小型の C マウントレンズを 4/3 型以下のセンサーに使用した際に生じる、レンズシェーディング (周辺減光) が大幅に減少しました。裏面照射型センサーは高角度の入射光も取り込むことができるため、低コストな光学系であっても、より画質の良い画像撮影を可能にします。Pregius S は、小型レンズを大型高解像度センサーに、画質を落とさず使用することを可能にした技術です。

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図 3. IMX253 Pregius センサーよりも IMX530 / IMX540 Pregius S センサーの方が画素密度が高い。 

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図 4. 小型レンズを 1.1 型 IMX253 Pregius センサーに使用した場合と、同レンズを 4/3 型 IMX530 / IMX540 Pregius S に使用した場合のシェーディングの比較 

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3、スループットの向上

グローバルシャッター (同時露光一括読み出し) なら、動きの速い被写体も歪み無く撮影することができます。感度が高いことで露光時間が短くなりスループットが向上するので、高速で稼働する製造ライン上の物体の分析や検査にかかる時間も短縮されます。

4、照明コストの削減

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図 5. ソニー Pregius S センサーは、グローバルシャッター及び旧世代 Pregius の低ノイズ、そして STARVIS の高量子効率・高画素密度を併せ持つ。

Pregius S センサーは、強力な照明を必要としない短時間露光を可能にしています。例えば、旧世代のグローバルシャッターセンサーの量子効率が 65 % だったのに対し、IMX530 / IMX540 は実に 71.5 % という高効率を実現しています。今回の性能のアップグレードに際し、妥協点は一切ありません。新しい裏面照射構造が、Pregius センサーに求められる低ノイズ・高画質を引き続き可能にしているのです。

 

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図 6. 裏面照射型 IMX530 / IMX540 の方が、画素サイズの大きい前面照射型 IMX250 よりも最高量子効率が高い。

 

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図 7. Pregius S の読み出しノイズは低レベルに留まっている。 

ソニーは、グローバルシャッターの読み出し方式と Pregius センサーの低ノイズ、そして STARVIS の高量子効率・高画素密度を合体させることで、CMOS イメージセンサーの新たな性能水準を生み出したのです。

アプリケーション別メリット

アプリケーション

Pregius 世代

機能

利点

生物医学、顕微鏡

Pregius

高量子効率、低い絶対感度閾値 (= 感度が非常に良い)

弱光環境で感度が最大限高まり、弱い信号もしっかり検出

半導体プロセス制御

第 3 世代 Pregius および Pregius S

高画素密度、近赤外分光 (NIR) 性能

表面より更に下層にある微細な欠陥も検出

計測

Pregius S

高画素密度

大型の物体を正確に測定

ベンチトップまたは携帯型機器

Pregius S

高画素密度、極小レンズへの高い許容性

より小型で軽い本体デザインを可能に

 

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