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対角6.09mm (1/3型) 有効約127万画素 カラーCMOSイメージセンサ

IMX224LQR, IMX225LQR

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

ソニーでは、従来品 (IMX238LQJ) ※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「IMX224LQR，IMX225LQR」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、最高の感度※2を有する画素を実現しています。また、最大72dBまで対応可能なセンサ内蔵プログラマブルゲインアンプを実装することで、最低被写体照度0.005lx以下を達成しました。新規WDR (Wide Dynamic Range) 技術/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。
今回はWDR機能を搭載した「IMX224LQR」と、WDR機能非搭載の「IMX225LQR」の2種類のラインナップを用意しました。

※1：2013年8月製品情報参照
※2：2014年8月現在、ソニー調べ

  • 新開発3.75µm画素による高感度特性 (従来品と比較して約2倍の改善)
  • 最低被写体照度 0.005lx以下 (72dBゲイン時)
  • 近赤外領域の感度向上
  • 新規WDR機能 (IMX224LQRのみ)
  • 多彩なインタフェース (CMOSパラレル/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。

新開発画素による高感度特性

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、最高の感度を有する画素を新規開発することで、同一の3.75µm画素サイズの従来品 (IMX238LQJ) と比較して約2倍の高感度特性を実現しました。
また、センサゲイン72dBを実装することで、0.005lxという超低照度環境においても、カラー高画質映像の撮影が可能です。
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。

新規WDR機能 (IMX224LQRのみ)

IMX224LQRは、DOL (digital overlap) 方式のWDR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WDR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

IMX224LQR，IMX225LQR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/CMOSパラレルといった3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/MIPI CSI-2では、出力データレートが最大594Mbps/ch (lane) で、出力チャネル数は1/2/4ch (lane) から選択できます。CMOSパラレルでは、出力データレートが最大74.25 Mpixel/sになります。

※画像上でマウスカーソルが変化するものは、クリックして頂くと、新しいWindowが開き拡大画像が表示されます

写真-1 IMX224LQR出力画像例

条件：400 lx　F1.4 (Quad VGA画像　60 frame/s)

写真-1

IMX224LQR (内部ゲイン0 dB)

写真-2 当社従来品との比較

条件1：0.05 lx　F1.4 (Quad VGA画像　30 frame/s)

写真-2-1

従来品IMX238LQJ (FI 3.75 µm SXGA)
内部ゲイン42 dB (MAXゲイン)

写真-2-2

IMX224LQR
内部ゲイン60 dB

条件2：0 lx (IR光照射)　F1.4 (Quad VGA画像　30 frame/s)

写真-2-3

従来品IMX238LQJ (FI 3.75 µm SXGA)
内部ゲイン-6 dB

写真-2-4

IMX224LQR
内部ゲイン0 dB

写真-3 WDR機能を使用した画像例

写真-3-1

シングル露光での画像

写真-3-2

DOL-WDRを使用した画像

表-1素子構造
項目 IMX224LQR/ IMX225LQR
イメージサイズ 対角 6.09 mm (1/3型)　(Quad VGA mode)
対角 5.59 mm (1/3.2型)　(HD720p mode)
有効画素数 1305 (H) × 977 (V) 約127万画素
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 54 MHz / 27 MHz / 37.125 MHz / 74.25 MHz
パッケージ 110-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 値 備考
G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
モード インタフェース ADC フレームレート (Max.) ビットレート (Max.)
Quad
VGA		 低電圧版LVDS
シリアル4ch		 10 bit 120 frame/s 594 Mbps/ch
低電圧版LVDS
シリアル4ch		 12 bit 60 frame/s 594 Mbps/ch
CSI-2 4lane 10 bit 120 frame/s 594 Mbps/lane
CSI-2 4lane 12 bit 60 frame/s 594 Mbps/lane
CMOS Parallel 10 bit / 12 bit 30 frame/s 74.25 Mpixel/s
720p
HD		 低電圧版LVDS
シリアル4ch		 10 bit 120 frame/s 594 Mbps/ch
低電圧版LVDS
シリアル4ch		 12 bit 60 frame/s 594 Mbps/ch
CSI-2 4lane 10 bit 120 frame/s 594 Mbps/lane
CSI-2 4lane 12 bit 60 frame/s 594 Mbps/lane
CMOS Parallel 10 bit / 12 bit 60 frame/s 74.25 Mpixel/s

※ 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 (鳥居、薊、矢野、徳永、丸野)

IMX224LQR，IMX225LQRでは、究極の低照度画質を実現するために、現在考えうる最高の技術を搭載しました。開発メンバーで初めて映像を見た際、従来のセンサはもちろん、肉眼でも全く見ることができないような環境でもクリアなカラー映像を得ることができて、非常に驚いたことを覚えています。
ぜひ本センサを試していただき、同じような驚きを味わっていただければと思います。