対角7.82mm (1/2.3型) 有効約2068万画素 裏面照射型カラーCMOSイメージセンサ

IMX147LQT

民生用デジタルスチルカメラ・カムコーダ向け、約2068万画素 高速CMOSイメージセンサ

ソニーが世界に先駆けてカメラ市場に展開した、裏面照射型CMOS イメージセンサExmor R™の技術をさらに発展させ、今回、有効約2068万画素裏面照射型CMOSイメージセンサ「IMX147LQT」を商品化しました。
画素微細化技術を進化させたことで、高精細かつ高画質な特性を備えています。また、1/3.2 型画角切り出し機能により、4Kフォーマットにも対応できます。これにより、カメラの豊かな映像表現の可能性をさらに拡げます。

  • 対角7.82mm (1/2.3型) 有効約2068万画素 (5256H × 3934H)
  • 画素サイズ:1.20µm角単位画素
  • 2068万画素 22frame/s 撮影対応
  • 高感度・高ダイナミックレンジ・低ノイズを実現した裏面照射型CMOSイメージセンサ
  • 4K動画撮影モード (4096H × 2160V、60frame/s)

Exmor R
* Exmor Rは,ソニー (株) の商標です。列並列A/D変換方式を採用したExmor™の画素の基本構造を裏面照射型にすることで,感度や低ノイズなどの撮像特性を大幅に向上させたCMOSイメージセンサです。

1/2.3型サイズにおける業界最多画素2068万画素の実現

業界最小1.2µm角の裏面照射型単位画素を開発し、1/2.3型イメージサイズ有効約2068万画素イメージセンサを実現しました。より高精細な画像記録と、出力画角や映像信号演算の自由度の向上による多彩な映像表現が可能になります。
また、IMX147LQTでは画素微細化技術を進化させることで、飽和信号量を従来構造比で約14%増加させており、画素サイズ縮小に伴う単位面積当たりの飽和信号低下の課題を解決しています。これにより、ISO80相当の低ISO設定も可能です (写真-1) 。

画素微細化と高光学特性を両立させる混色抑制技術の開発

一般的に、画素サイズが小さくなると、隣接画素への光の漏れ込み (混色) が増加するため、局所的な色付きが生じるという課題があります。また近年、付加価値が高まっている高倍率ズーム化を進めるため、光入射角はますます大きくなる傾向にあり、混色の耐性が一層必要になってきます。これらの問題を解決するために、IMX147LQTは画素構造に新しく開発した混色抑制技術を導入しました。
これにより、当社従来品IMX118CQT (1.26µm角単位画素、1/2.3型有効1847 万画素、CX-PAL Vol.91参照) に比べ、隣接画素への混色を半減させることに成功しました (図-1) 。

多様なニーズに応える読み出しモードバリエーション

ソニー独自の高速読み出し技術を活かし、高精細な静止画撮影や高速動画撮影など、目的に合わせて多様な駆動モードを選択できます (表-3) 。IMX147LQT では、用途に応じて1/2.3型と1/3.2型の画角を使い分けて使用することが可能です。
1/2.3型約2068万画素 (4:3) 使用時には、全画素を用いた高精細な映像を実現します。 1/3.2 型約903 万画素 (約17:9) 使用時には、今後期待される次世代4Kフォーマット60frame/sの動画撮影が可能となります。
また、フルHD 60frame/s 対応 (モード①) はもちろん、精細なスロー撮影が可能なHD240 frame/s (モード④) など、複数の動画機能を備えています。

写真-1 2068万画素での撮像例 (ISO80 相当)

写真-1

図-1 単色光入射時の混色率 Green光 (波長550nm)

図-1
*1 G画素出力を100 [%] とした場合の隣接R画素の出力比率

表-1 素子構造
項目 IMX147LQT
イメージサイズ 対角 7.82 mm (1/2.3型) アスペクト比 4:3
対角 5.59 mm (1/3.2型) アスペクト比 約17:9
製造プロセス 裏面照射型CMOSイメージセンサ
出力方式 デジタル10 bit / 12 bit 10 ch Sub-LVDS
576M bpsシリアル出力
総画素数 5352 (H) × 3950 (V) 約2114万画素
有効画素数 5256 (H) × 3934 (V) 約2068万画素
実効画素数 5208 (H) × 3924 (V) 約2044万画素
ユニットセルサイズ 1.20 µm (H) × 1.20 µm (V)
オプティカル
ブラック
水平方向 前48画素、後0画素
垂直方向 前16画素、後0画素
電源仕様 アナログ 2.8 V
デジタル 1.2 V
I/O 1.8 V
PGA 24 dB
入力クロック周波数 72 MHz
パッケージサイズ 12.8 mm (H) × 10.5 mm (V) × 1.95 mm (t)
表-2 特性一覧
項目 IMX147LQT 特性値 備考
感度 (F5.6) 986 digit (Typ.) *1 1/30秒蓄積, G信号
飽和信号量 2959 digit (Min.)*1 Ta = 60°C
消費電力 416 mW 全画素読み出しモード (12 bit) *2
ローリングシャッタ (0 dB, AD-Fullcount時)
311 mW フルHD 60 frame/s (0 dB, AD-Fullcount時)

*1 1digit ≈ 0.1314 [mV]
*2 22 [frame/s]

表-3 読み出しモード一覧
駆動モード 1/2.3 型 約2068万画素 (4:3) 使用時 1/3.2 型 約903万画素 (約17:9) 使用時
推奨記録画素数 フレームレート
[frame/s]
A/D変換
ビット数
ビット数 [bit]
推奨記録画素数 フレームレート
[frame/s]
A/D変換
ビット数
[bit]
全画素読み出し (12 bit) 5184 (H) × 3888 (V) 2016万画素 22 12 4096 (H) × 2160 (V) 約885万画素 48 12
全画素読み出し (10 bit) 5184 (H) × 3888 (V) 2016万画素 25 10 4096 (H) × 2160 (V) 約885万画素 60 10
モード①*1*2 2592 (H) × 1458 (V) 約378万画素 60 10 2048 (H) × 1080 (V) 約221万画素 60 10
モード②*1*2 1728 (H) × 1296 (V) 約224万画素 30 10 1364 (H) ×720 (V) 約98万画素 60 10
モード③*1 1728 (H) × 1296 (V) 約224万画素 60 10 1364 (H) ×720 (V) 約98万画素 120 10
モード④*1*2 1728 (H) × 378 (V) 約65万画素 240 10 1364 (H) × 720 (V) 約98万画素 240 10
モード⑤*1*2 1728 (H) × 432 (V) 約75万画素 30 9 - - -
モード⑥*2 2592 (H) × 1458 (V) 約378万画素 60 10 2048 (H) × 1080 (V) 約221万画素 60 10
モード⑦*1*2 1728 (H) × 202 (V) 約34万画素 450 10 1364 (H) × 126 (V) 約17万画素 660 10

*1 水平加算有り
*2 垂直加算有り

※民生向けデジタルスチルカメラ、カムコーダ用以外では、ご紹介できない場合もございますので、他用途を検討される際には必ずご相談ください。

※ 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 (鬼塚、渡辺)

新しい混色抑制技術の開発については、ソニーの技術の結晶だと思っています。
メンバーが一丸となってIMX147LQTの商品化を進めてきました。IMX147LQTは厳しい斜入射耐性が要求されるレンズにも対応でき、カメラの新しいバリエーションが期待できます。高速・多画素を進化させたソニーの技術を、ぜひ手にとって実感してください。