報道資料
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2017年12月19日

裏面照射型Time of Flight方式距離画像センサーを商品化

小型でVGA解像度、遠距離から近距離まで高精度な測距性能を実現

ソニー株式会社
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社

ソニーは、測距性能の向上と併せて一層の小型化を実現した1/2型でVGAの解像度をもつ裏面照射型Time of Flight 方式(以下、ToF方式)距離画像センサーを商品化し、2018年4月からサンプル出荷を開始します。当社は測距技術を使った距離画像センサーをDepthSense®商品群と呼んでおり、本商品は裏面照射型ToF方式を採用した初めてのDepthSense®商品となります。

自律的な動作が必要となるロボットやドローン、VR(バーチャルリアリティ)のほか、将来拡大が見込まれるAR(拡張現実)/MR(ミックスドリアリティ)などの市場では、ジェスチャー認識や物体認識、障害物検知のために、小型で正確な距離画像の取得ができるセンサーが求められます。本センサーは、10µm角画素の開発により小型を実現し、さらに遠距離から近距離まで高精度な測距を可能にすることで、これらの領域における応用の幅を広げます。

裏面照射型Time of Flight方式距離画像センサー
『IMX456QL』
型名 サンプル出荷時期 量産出荷時期 (予定) サンプル価格 (税抜き)
裏面照射型ToF方式距離画像 センサー『IMX456QL』 2018年4月 2018年11月 3,000円

一般的にToF方式とは、光源から発した光が対象物で反射し、センサーに届くまでの光の飛行時間(時間差)を検出することで、対象物までの距離を測定する方式です。ToF方式を採用したイメージセンサーは、画素ごとに距離情報を検出し、高精度な距離画像を取得できます。遠距離から近距離にわたってさらなる精度向上を図るためには、反射光を効率よく捉えるとともに、より高速に距離測定の処理を行う必要があります。
本センサーは、反射光信号の読出し精度を上げるための画素技術と、裏面照射型CMOSイメージセンサーの画素技術を融合させることで、集光効率の向上と、測距のための高速な処理を可能にしました。従来のToF方式では距離の測定が難しかった約10mの遠距離においては、感度を高める駆動モードの搭載により、高い検出率を実現でき、約30cmから約1mの近距離では、VGAの解像度で高精度な距離画像の取得が可能です。

加えて、本センサーは距離画像をフレーム単位で取得するため、レーザーで対象物をスキャンして測距する方式に比べて、高フレームレートで撮像が可能となり、動く対象物の撮像では距離画像の歪みを抑えることができます。

なお、2015年の買収以降、ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社の子会社としてToF方式距離画像センサーの技術開発を行ってきたSoftkinetic Systems S.A. (ソフトキネティックシステムズ社)は、12月18日付でSony Depthsensing Solutions Holding SA/NV(ソニーデプスセンシングソリューションズホールディング社)に社名変更しました。技術開発の融合が加速し、本商品を皮切りにソニーブランドでのDepthSense®の商品化の目処がついたこと、また、同社を測距ソリューションの開発拠点に特化させ、より一層の商品力強化に繋げることを目的としています。

主な特徴

裏面照射型のToF方式により遠距離から近距離まで、高精度な距離検出を実現

反射光信号の読み出し精度を上げる画素技術に、裏面照射型CMOSイメージセンサーの画素技術を組み合わせることで、10µm角画素を実現。単一カメラモジュールで約10mの遠距離から約30cmの近距離にわたり、高精度な測距性能を可能としました。

CMOSイメージセンサーによる撮影画像
本製品による取得距離画像
距離画像と白黒画像を合成した3D Model画像(被写体距離0.5m)
CMOSイメージセンサーによる撮影画像
本製品による取得距離画像:(被写体距離4.5m)
CMOSイメージセンサーによる撮影画像
本製品による取得距離画像:(被写体距離7.5m)

動体歪みを抑制

距離画像をフレーム単位で取得できるため、レーザーで対象物をスキャンして測距するスキャン方式に比べて、動体歪みを抑えることができます。

カメラ開発をサポートするソフトウェア開発キットを提供

サンプル出荷にあわせて、カメラ開発を容易にするためのソフトウェア開発キット(ハードウェア、ソフトウェア)を提供します。

主な商品仕様

型名 IMX456QL
有効画素数 640(H)×480(V) 30.7万画素
イメージサイズ Diagonal 8.0mm(Type 1/2)
推奨光源波長 850nm/940nm
画素サイズ 10µm×10µm
変調周波数 5~100MHz
信号コントラスト比 0.8※1
測距フレームレート 120fps
1m測距時の距離精度 6mm※2
  • ※1:変調周波数100MHz時
  • ※2:環境光2klux、光源強度104mW(平均)、変調周波数100MHz、光源波長850nm時
  • DepthSense®は、ソニーセミコンダクタソリューションズの子会社であるソニーデプスセンシングソリューションズホールディング社の日本国およびその他の国における登録商標です。
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