報道資料
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2019年10月3日

裏面照射型画素構造のグローバルシャッター機能を搭載した
積層型CMOSイメージセンサー 6タイプを産業機器向けに商品化

認識・計測の高精度化、高速化および小型化により、産業のスマート化を加速

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、産業機器向けに、裏面照射型画素構造のグローバルシャッター機能を搭載した積層型CMOSイメージセンサー 6タイプを商品化します。
動体歪みの無い高い撮像性能と小型化の両立を実現する本商品は、今年3月に技術開発を発表した、独自の裏面照射型画素構造のグローバルシャッター機能を搭載した積層型CMOSイメージセンサー技術“Pregius S(プレジウス エス)”を採用しています。
工場や物流の自動化や省人化が進む中で、重要な役割を担うマシンビジョンカメラにおいて、認識や計測の高精度化、高速化などの高い撮像性能と小型化を両立することで産業における生産性向上、スマート化に貢献します。

CMOSイメージセンサー『IMX530』(左:白黒品、右:カラー品)
Pregius SPregius S
型名 タイプ サンプル出荷時期
(予定)※2
サンプル価格
(税抜き)
1.2型(対角19.3mm)有効約2455万画素※1
積層型CMOSイメージセンサー『IMX530』
高速 2019年10月 210,000円
1.1型(対角17.5mm)有効約2035万画素※1
積層型CMOSイメージセンサー『IMX531』
2019年11月 182,000円
1.1型(対角16.8mm)有効約1619万画素※1
積層型CMOSイメージセンサー『IMX532』
2019年11月 142,000円
1.2型(対角19.3mm)有効約2455万画素※1
積層型CMOSイメージセンサー『IMX540』
標準 2019年10月 150,000円
1.1型(対角17.5mm)有効約2035万画素※1
積層型CMOSイメージセンサー『IMX541』
2019年11月 126,000円
1.1型(対角16.8mm)有効約1619万画素※1
積層型CMOSイメージセンサー『IMX542』
2019年11月 99,000円
  • ※1:イメージセンサーの有効画素規定方法に基づく。
  • ※2:白黒品のサンプル出荷時期(予定)。カラー品は約1か月後に出荷開始予定。

工場や物流において、目視検査の置き換えなどの高度な自動化を実現するためには、検査精度の向上と、検査時間の短縮による効率化が求められます。それらの機能を主に担うマシンビジョンカメラには、高解像度や高速性など、より高い撮像性能を持つイメージセンサーが必要です。
これまで、多画素化のためにイメージセンサーの画素数を増やすと、チップサイズが大きくなり、カメラサイズも大きくなるという課題がありました。一方、カメラサイズを大きくしないために、画素サイズを小さくすると、1画素あたりの集光面積が小さくなり、感度とともに飽和信号量も低くなります。その結果、画質劣化による認識・検知性能の低下は避けられませんでした。
本製品では、動体歪みの無い撮像を可能にするグローバルシャッター機能を実現しつつ、裏面照射型の独自の画素構造を採用することで、感度や飽和信号量といった画素特性を維持しながら、画素面積を従来比※3約63%の2.74µm角に微細化しました。同一光学系でありながら多画素化を実現し、パッケージサイズ(面積)も従来比※3約91%に小型化しました。これにより、より高い解像度で検査精度を向上させる小型のCマウントレンズ※4対応マシンビジョンカメラの実現が可能になります。
さらに、裏面照射型画素構造が持つ配線レイアウトの高い自由度と、ソニーが開発した高速インターフェース規格SLVS-EC(Scalable Low Voltage Signaling with Embedded Clock)の採用により、読み出しフレームレートが従来比※3約2.4倍の高速化を実現し、測定や検査工程の時間短縮など、大幅な生産性向上に貢献します。
加えて、積層型構造を活用し、動体歪みの無いハイダイナミックレンジ(HDR)処理回路を内蔵する※5など、従来※3よりも小型化したパッケージサイズでありながら、多様化するマシンビジョンの用途に対応するための多くの機能を実現します。

  • ※3:当社の1.1型有効約1237万画素CMOSイメージセンサー『IMX253』と『IMX531』の比較。
  • ※4:業界標準のレンズとカメラ本体の接合機構。
  • ※5:『IMX530/531/532』に搭載。

主な特長

グローバルシャッター機能搭載CMOSイメージセンサーで、高精細化と小型化を両立

本製品は、裏面照射型画素構造グローバルシャッター機能を搭載した積層型により、動体歪みの無い撮像に加えて、高精細化と小型化の両立を実現しました。感度や飽和特性を維持しながら、画素サイズを従来比※3約63%の2.74µm角に微細化することで、同一光学サイズで約1.7倍の高解像度化を実現するとともに、パッケージサイズを従来比※3約91%に小型化しました。これにより、Cマウントサイズで1.2型有効約2445万画素まで対応した高解像度の小型マシンビジョンカメラの実現が可能になり、装置や製造ライン内での柔軟な設置ができます。

高精細化により撮像範囲が拡大し撮像回数を削減

撮像データの読み出しの高速化を実現

SLVS-EC

裏面照射型画素構造が持つ配線レイアウトの高い自由度と、ソニーが開発したエンベデッド・クロック方式※6の高速インターフェース規格SLVS-ECの採用により、読み出しフレームレートが従来比※32.4倍の高速化を実現しました。これにより、製造装置・設備のタクトタイムの短縮やスループット向上が可能になります。
USB3.0や5GigEの採用が拡大する中、5G bpsをサポートする標準品『IMX540/541/542』に加えて、高速帯域を使用するハイエンドカメラ向けに、高速品『IMX530/531/532』の幅広いラインナップを展開し、検査、画像認識、識別、計測など様々な用途での測定や検査工程の時間短縮など、大幅な生産性向上に貢献します。

高速化により検査時間を短縮
  • 撮像面積 約1.7倍(1237万画素→2035万画素)
  • 撮像枚数 約1.4倍(3枚→約4枚)
  • 高速性(出力データレート)約2.4倍
  • ※6:クロックをデータに埋め込んで転送する方式。レーン間の遅延時間のばらつきを抑える対応が不要なため、基板設計が容易で高速化に適しています。

ユーザビリティを向上する高機能化の実現

積層構造を活用することで、様々な信号処理回路の搭載が可能となり、CMOSイメージセンサーの小型化と高機能化の両立を図っています。撮像データから必要な情報のみを抽出するデータ最適化機能(ROI、セルフトリガなど)に加えて、新たにデュアルA/Dコンバーターを活用した動体歪みの無いHDR内部合成処理、短時間間隔露光制御など、信号処理回路を積層して組み込むことで、従来※3よりも小型でありながら、多様化するマシンビジョンの用途に対応するための多くの機能を実現します。

主な仕様

型名 IMX530 IMX531 IMX532
有効画素数 5328(H)×4608(V)
約2455万画素
4512(H)×4512(V)
約2035万画素
5328(H)×3040(V)
約1619万画素
イメージサイズ 対角 19.3㎜(1.2型) 対角 17.5㎜(1.1型) 対角 16.8㎜(1.1型)
ユニットセルサイズ 2.74µm(H)×2.74µm(V) 2.74µm(H)×2.74µm(V) 2.74µm(H)×2.74µm(V)
フレームレート 全画素 8bit: 105fps,
10bit: 101fps,
12bit: 73fps
8bit: 106fps,
10bit: 102fps,
12bit: 74fps
8bit: 155fps,
10bit: 149fps,
12bit: 109fps
感度(標準値F8)白黒※7 2030 Digit 2030 Digit 2030 Digit
感度(標準値F5.6)カラー※7 2571 Digit 2571 Digit 2571 Digit
センサー飽和信号量
(最小値)
10000 e- 10000 e- 10000 e-
電源電圧 アナログ 3.3V,2.9V 3.3V,2.9V 3.3V,2.9V
デジタル 1.1V 1.1V 1.1V
インターフェース 1.8V 1.8V 1.8V
主な機能 ROI、セルフトリガ、
短時間間隔露光、
デュアルADC(HDR)
ROI、セルフトリガ、
短時間間隔露光、
デュアルADC(HDR)
ROI、セルフトリガ、
短時間間隔露光、
デュアルADC(HDR)
出力 SLVS-EC
(1/2/4/8 Lane切替)
SLVS(4/8 ch切替)
SLVS-EC
(1/2/4/8 Lane切替)
SLVS(4/8 ch切替)
SLVS-EC
(1/2/4/8 Lane切替)
SLVS(4/8 ch切替)
カラーフィルター 白黒/Bayer配列 白黒/Bayer配列 白黒/Bayer配列
パッケージ セラミックLGA 21.0mm(H)× 20.0mm(V) セラミックLGA 21.0mm(H)× 20.0mm(V) セラミックLGA 21.0mm(H)× 20.0mm(V)
型名 IMX540 IMX541 IMX542
有効画素数 5328(H)×4608(V)
約2455万画素
4512(H)×4512(V)
約2035万画素
5328(H)×3040(V)
約1619万画素
イメージサイズ 対角 19.3㎜(1.2型) 対角 17.5㎜(1.1型) 対角 16.8㎜(1.1型)
ユニットセルサイズ 2.74µm(H)×2.74µm(V) 2.74µm(H)×2.74µm(V) 2.74µm(H)×2.74µm(V)
フレームレート 全画素 8bit: 34fps,
10bit: 28fps,
12bit: 23fps
8bit: 42fps,
10bit: 34fps,
12bit: 28fps
8bit: 52fps,
10bit: 42fps,
12bit: 35fps
感度(標準値F8)白黒※7 2030 Digit 2030 Digit 2030 Digit
感度(標準値F5.6)カラー※7 2571 Digit 2571 Digit 2571 Digit
センサー飽和信号量
(最小値)
10000 e- 10000 e- 10000 e-
電源電圧 アナログ 3.3V,2.9V 3.3V,2.9V 3.3V,2.9V
デジタル 1.1V 1.1V 1.1V
インターフェース 1.8V 1.8V 1.8V
主な機能 ROI、セルフトリガ、
短時間間隔露光
ROI、セルフトリガ、
短時間間隔露光
ROI、セルフトリガ、
短時間間隔露光
出力 SLVS-EC
(1/2 Lane切替)
SLVS(2/4/8 ch切替)
SLVS-EC
(1/2 Lane切替)
SLVS(2/4/8 ch切替)
SLVS-EC
(1/2 Lane切替)
SLVS(2/4/8 ch切替)
カラーフィルター 白黒/Bayer配列 白黒/Bayer配列 白黒/Bayer配列
パッケージ セラミックLGA 21.0mm(H)× 20.0mm(V) セラミックLGA 21.0mm(H)× 20.0mm(V) セラミックLGA 21.0mm(H)× 20.0mm(V)
  • ※7:1Digit = 0.2445 mV(12 bit 出力時), 1Digit = 0.9779 mV(10 bit 出力時), 1Digit = 0.9779 mV(8 bit 出力時)で換算した値です。
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