「業界最多」532万画素の産業向けSWIRイメージセンサー、ソニー：暗所でも低ノイズの撮像を実現（2/2 ページ）

ソニーセミコンダクタソリューションズが、「業界最多」（同社）の有効約532万画素の産業向けSWIR（短波長赤外）イメージセンサーを開発した。可視光からSWIRまで、1つのセンサーで撮像が可能。また、新たに搭載した撮影モードによって、低照度環境でもノイズを従来比で大幅に抑えている。サンプル出荷は2024年2月を予定している。

[永山準，EE Times Japan]

多画素化で精度を大幅向上、半導体の検査などでの需要見込む

　多画素化は、より微細な対象物の検出や、広範囲の撮影を可能にし、SWIRを使った各種検査における識別や計測精度の大幅な向上に貢献する。

解像度の違いによる撮影画像の比較（照明波長1550nm）。左がSSSの従来品（有効134万画素）、右がIMX992［クリックで拡大］ 出所：ソニーセミコンダクタソリューションズ

　SSSが、特に多画素化の需要が大きいと見込むのが、半導体の検査分野だ。開発担当者は、「プロセスの微細化によってウエハーの品質検査における要求精度が高まる中、IMX990より一歩進んだものが欲しいという声が多かった」と説明。また、「ICの3D化など、縦に構造を作っていくものも増加してきたことから、アライメント精度の要求も高まっている。高解像度化によってミクロンオーダーの位置合わせが可能になる」などと述べている。

　また、開発担当者は「産機向けに広く活用されている当社の産業用CMOSイメージセンサー『Pregiusシリーズ』でとりわけ世の中に浸透しているのが、今回のような画素サイズ3.45μmで5M／3Mピクセルのセンサーだ。産機向けで好まれている可視光センサーの解像感を、SWIRイメージセンサーで実現できたのは大きなポイントだ」とも語っていた。

新撮影モードを搭載、画素の微細化と低ノイズを両立

　さらに、新製品では、環境の明暗に左右されず低ノイズの撮像が可能となる撮影モードを新たに搭載した。

　十分な光量が確保できる環境では、「LCG（Low Conversion Gain）モード」によってダイナミックレンジを重視した撮像が可能となっている。一方で、光量が限られる暗い環境では、光が電気信号に変換された直後のまだノイズが少ない状態の時に信号を増幅することで、その後に載るノイズを相対的に小さくする「HCG（High Conversion Gain）モード」によって、低ノイズの画像を取得できるという。

　加えて、新開発の撮影モードである「Dual Read Rolling Shutter（DRRS）」を有効にすることで、さらなるノイズ低減を実現するとしている。DRRSは、イメージセンサーから特殊な2種類の画像（シグナル成分が含まれた画像と、そのシグナル成分のノイズ成分を打ち消すような画像）を出力。これらの画像をカメラ側で合成することで、ノイズ成分を大幅に除去した画像の取得を可能にする新機能だ（画像演算をするために後段システムにフレームメモリを設ける必要がある）

暗所における画質とノイズの比較（照明波長1450nm）。左がSSSの従来品（有効134万画素）、中央がHCGモード選択時のIMX992、右がHCGモードを選択しかつDRRSを有効にした場合のIMX992 ［クリックで拡大］ 出所：ソニーセミコンダクタソリューションズ

　開発担当者は、「IMX990／MIX991で好評だった画質感を、画素を微細化したからと言って裏切りたくないという思いがあった。技術的な難易度は高かったが、微細化と画質の両立を達成したのが、今回最大のポイントだ」と語っていた。

　なお、SSSはIMX992と同時に、同じく3.45μm角の画素サイズで、1/1.8型（対角8.9mm）有効約321万画素の「IMX993」も商品化し、ラインアップを拡充すると発表している。

　IMX992、IMX993ともに電子冷却素子内蔵セラミックPGA（30.0mm×30.0mm）またはセラミックLGA（21.0mm×20.0mm）パッケージで提供し、サンプル出荷時期は2024年2月を予定している。価格はいずれも非公開。