対角8.35 mm (1/2型) 有効約213万画素 カラーCMOSイメージセンサ

IMX385LQR

当社従来品の約2倍の高感度を実現した、産業機器向け CMOSイメージセンサ

ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社は、従来品 (IMX185LQJ)※1から約2倍の高感度を実現した産業機器向けCMOSイメージセンサ「IMX385LQR」を開発しました。
産業機器向けカメラで最も必要とされる低照度画質を追求し、ソニーの産業機器向けイメージセンサの中で最高峰※2となる2350 mVの感度を有する画素を搭載しています。また、内蔵プログラマブルゲインアンプと高変換効率画素を搭載することで、ソニーの産業機器向けフルHD対応センサとして最高性能であるSNR1s: 0.13 lx※3を達成しました。さらに、HDR (High Dynamic Range) 技術と近赤外領域の感度向上技術を組み合わせることで、産業機器向けイメージセンサとして極めて優れた性能を実現しています。

※1:2013年8月製品情報参照
※2:2017年1月現在、当社調べ
※3:ソニーが提唱する産業機器向けイメージセンサの低照度性能指標
URL: https://www.sony-semicon.co.jp/products_en/IS/sensor0/technology/snr1s.html

  • 新世代3.75 µm画素による高感度特性 (従来品と比較して約2倍の改善)
  • 圧倒的な低照度性能 SNR1s: 0.13 lx
  • DOL-HDR機能
  • 多彩なインタフェース (低電圧版LVDSシリアル/MIPI CSI-2)

Exmor

* Exmorは,ソニー (株) の商標です。このExmorは,列並列A/D変換方式の採用により,高速処理,低ノイズ性能,低消費電力に優れたCMOSイメージセンサです。

圧倒的な低照度性能

産業機器向けカメラは、暗闇においてもカラーの高画質映像が求められています。ソニーの産業機器向けイメージセンサの中で、最高峰の感度を有する画素を搭載し、同一の1/2型フルHD3.75 µm画素サイズの従来品 (IMX185LQJ) と比較して、約2倍となる2350 mVの高感度特性を実現しました。
また、高変換効率画素を搭載することで、ソニーの産業機器向けフルHD対応センサとして最高性能のSNR1s: 0.13 lxを達成しました。
さらに、近赤外領域の感度向上技術を合わせることで、近赤外用LED光下の画質も改善しています。

DOL-HDR機能

IMX385LQRは、DOL (digital overlap) 方式のHDR機能に対応しています。この機能は蓄積時間の異なる3フレーム分のデータをフレームごとではなく、ラインごとに出力する方式で、従来の複数回露光HDRと比較して、特に低照度時の画質を改善できます。

多彩なインタフェース

IMX385LQRには、お客様の多様なニーズにお応えするために、低電圧版LVDSシリアル/MIPI CSI-2の2種類の出力インタフェースを搭載しました。低電圧版LVDSシリアルでは、出力データレートが最大445.5 Mbps/chで、出力チャネル数は1 ch /2 ch /4 chから選択できます。MIPI CSI-2では、出力データレートが最大742.5 Mbps/laneで、出力レーン数は1 lane /2 lane /4 laneから選択できます。

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写真-1 高照度時画像サンプル

条件:450 lx F2.0 (ADC12 bitモード 30 frame/s, 内部ゲイン0 dB)

写真-1

写真-2 低照度時画像サンプル

条件:1 lx F2.0 (ADC12 bitモード 30 frame/s, 内部ゲイン30 dB +高変換効率モード)

写真-2

表-1 素子構造
項目 IMX385LQR
出力イメージサイズ 対角8.35 mm (1/2型) アスペクト比16:9
有効画素数 1945 (H) × 1097 (V) 約213万画素
ユニットセルサイズ 3.75 µm (H) × 3.75 µm (V)
オプティカル
ブラック
水平方向 前4画素、後0画素
垂直方向 前16画素、後0画素
入力駆動周波数 37.125 MHz, 74.25 MHz
出力インターフェース Sub-LVDS (444.5 Mbps / ch, 最大4 ch)
MIPI CSI-2 (742.5 Mbps / lane 最大4 lane)
パッケージ 128-pin LGA
電源電圧 VDD (標準値) 3.3 V / 1.8 V / 1.2 V
表-2 撮像特性
項目 備考
感度 (F5.6) 標準値 2350 mV 1/30s 蓄積
飽和信号量 最小値 1210 mV Tj = 60 °C
表-3 基本駆動モード
駆動モード 推奨記録画素数 フレームレート
[frame/s]
ADC
[bit]
全画素読み出し (12 bit) 1920 (H) × 1080 (V) 60 12
全画素読み出し (12 bit) 1920 (H) × 1080 (V) 30 12
全画素読み出し (10 bit) 1920 (H) × 1080 (V) 120 10
全画素読み出し (10 bit) 1920 (H) × 1080 (V) 60 10
全画素読み出し (10 bit) 1920 (H) × 1080 (V) 30 10
表-4 HDR駆動モード
駆動モード 推奨記録画素数 合成後フレームレート
[frame/s]
ADC
[bit]
全画素読み出し (12 bit) DOL*1 2Fシーケンス 1920 (H) × 1080 (V) 30 12
全画素読み出し (10 bit) DOL*1 3Fシーケンス 1920 (H) × 1080 (V) 30 10

*1 DOL使用時の蓄積時間の設定値には制約があります。

※ 本資料に記載されております規格等は、改良のため予告なく変更することがありますので、ご了承ください。

VOICE

設計者集合写真

低照度環境下での視認性を改善するため、感度向上だけでなくS/N比の改善にも注目しプロジェクトメンバーが、一丸となり開発をしたのがIMX385LQRです。このCMOSイメージセンサは、ソニーの産業機器向け1/2型フルHDセンサで最高峰の低照度性能を実現しました。
ソニー1/2型CMOSイメージセンサシリーズに新たに加わるIMX385LQRにご期待ください。

設計者 (左から) 清水 陽介 池内 隆志