ソニー、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大型CMOSイメージセンサー「IMX661」を産業機器向けに商品化

昨今、さまざまな産業機器業界において、自動化、省人化を始めとするDXのニーズがますます高まっている。これに伴い、幅広い用途においてカメラの活用が加速しており、高い撮像性能を持つCMOSイメージセンサーが求められている。

ソニー株式会社は、産業機器向けに、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。

同製品は、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、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」を用いることで、有効1億2,768万画素を実現した。これにより、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。

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ある。

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という。

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-EC」（※）を採用している。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の読み出しを実現し、産業用途における生産性の向上に貢献する。

加えて、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信号処理機能を搭載し、用途やニーズに対応する。

これらの機能により、1回の撮像で動体歪みなく広い視野角を捉えることができるほか、認識精度の向上、より高い処理性能を実現する。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。

※7　SLVS-EC（Scalable Low Voltage Signaling with Embedded Clock）：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であり、配線数を少なくすることが可能であるため、基板設計が容易で高速化に適している。