グローバルシャッター技術 Pregius / Pregius Sのメインビジュアル
技 術
産業用イメージセンサー

グローバルシャッター技術
Pregius™ / Pregius S

概要

PregiusPregius S

Pregius(プレジウス)は、ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社の低ノイズCCD構造を採用することで高画質を実現したアクティブピクセル型CMOSイメージセンサーグローバルシャッター画素技術です。CCDの優れた低ノイズと、ファクトリーオートメーション用途に求められるグローバルシャッター(GS)の高速性/高精度(Precision)を両立できた(Precision GS)という意味を込めて、Pregiusと名付けました。

また、Pregiusを発展させるかたちで新たに開発されたPregius S技術は、裏面照射構造の採用により、Pregiusの高い撮像性能を維持しながら、イメージセンサーの小型化とフレームレートの高速化を同時に実現させました。また、積層構造の採用により信号処理回路の面積を広く確保しているため、さまざまな新機能*1を搭載できるようになりました。

Pregius / Pregius Sおよびロゴは、ソニーグループ(株)またはその関連会社の登録商標または商標です。

*1) Pregius Sの新機能についてはこちらをご覧ください。

技術解説

グローバルシャッターとローリングシャッター

CMOSイメージセンサーには大別して2つの方式があります。光を線順次に露光しながら出力するローリングシャッター方式と、面一括で露光して出力するグローバルシャッター方式です。ローリングシャッター方式では、高速で動く被写体を撮像すると、画像が歪むことがありますが、グローバルシャッター方式では、被写体の全体を同時に取りこんでから出力するため、高速で動いている被写体でも画歪みがなく、実態通りに記録されます。またマシンビジョン検査などにおいてもフラッシュとの同期をさせやすく、タクトタイム向上が図れます。

グローバルシャッターとローリングシャッターの比較

グローバルシャッター

ローリングシャッター

グローバルシャッターでは文字が判読でき、被写体の形状も歪みません。

高速信号処理・高画質

Pregiusの特長のひとつは、高速信号処理と高画質です。Pregiusは生産ラインでのマシンビジョンによる高速で高精度な画像検査を可能にし、生産性の向上に大きく寄与します。また、画面の一部領域を指定して記録するなど、画像検査の効率を高める機能も搭載。さらなる生産効率向上に貢献します。

Pregiusと従来品の性能比較

Pregiusのグローバルシャッターと従来品のローリングシャッター比較(動体の歪みの有無)については動画の00:51〜、Pregiusと従来品の比較(ノイズの量)については動画の01:18〜をご覧ください。

高速信号処理とノイズ抑制を両立

Pregiusは右図にある通り、低ノイズ特性を持った受光部(フォトダイオード)に加え、メモリー部を備えています。全画素の各フォトダイオードで同時刻に受光した光を電荷に変換し、一斉に各メモリー部に転送した後に信号処理しています。それによって動体を歪みなく撮像できるため、動体検査などに最適な性能を実現しています。

Pregius技術搭載のCMOSイメージセンサーの高速化の鍵は並列信号処理にあります。CMOSイメージセンサーはアナログ信号である画素の信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路を持っていますが、このA/D変換回路を水平方向に数千個並べ、同時に動作させることで高速化を実現しました。さらにA/D変換回路内においてノイズを発生するアナログ回路の設計を見直し、ノイズを自動的に抑圧する回路構成を採用することで、高速化と低ノイズ化を両立させています。

Pregiusの高速信号処理の図
参考画像 拡大 拡大アイコン
Pregiusの高速信号処理の図

Pregius S について

Pregius S技術は上に説明したPregius技術の発展形です。Pregius S技術は、裏面照射構造の導入によりフレームレートの高速化を実現すると共に、積層構造の採用により、イメージセンサーの小型化と様々な機能の搭載や機能拡張を可能にします。

Pregius S (グローバルシャッター技術)

裏面照射構造と積層構造のメリット(Pregius S)

裏面照射構造の第一のメリットは、右図のように光の入射角を広くとることができる点です。一般的にはこのような構造をとるとノイズの抑制や暗電流への対策などが課題となりますが、Pregius Sでは、裏面照射構造に最適化した独自のフォトダイオード構造と遮光構造を新たに開発することで感度や飽和特性を大きく改善、ノイズの発生も抑制しました。この特性を用いることで、画質を維持したまま画素微細化し、イメージセンサーサイズの小型化も可能です。

さらに、画素領域と信号処理領域を重ね合わせる積層構造(右図参照)をとることで、信号処理回路の面積拡大による多機能化とセンサーサイズ小型化の両立に成功しました。

Pregius Sの構造的なメリットの図
参考画像 拡大 拡大アイコン
Pregius Sの構造的なメリットの図

Pregius S技術搭載イメージセンサーの機能紹介

・追尾ROI

ベルトコンベア上のバーコードなどROI(Region of Interest/関心領域)を追尾して撮像する機能。
データ処理の効率化が期待できます。

搭載イメージセンサー:IMX535, IMX536, IMX537, IMX545, IMX546, IMX547, IMX565, IMX566, IMX567

・動体検知

動体を検知し、必要な部分のみ撮像する機能。データ処理の効率化や消費電力の削減が期待できます。

搭載イメージセンサー:IMX535, IMX536, IMX537

・Dual ADC(Analog Digital Converter)

高ゲインと低ゲインの画像を同時に撮像し合成することで、部品等の視認性が向上します。
これにより検査精度の向上や検査時間の短縮が期待できます。

搭載イメージセンサー:IMX530, IMX531, IMX532, IMX535, IMX536, IMX537, IMX487

活用事例

バーコード認識

物流の業界では、バーコードの識別により分類の自動化が行われており、精度とスピードの向上が求められています。グローバルシャッタ―方式イメージセンサーは、高速で動くバーコードを歪みなく撮像できるため、この分野に適しています。昨今では2次元バーコードの採用も増加している為、より高解像度の小型センサー需要が増加しており、ソニーの微細化技術を用いたセンサーを多数採用いただいています。

関連する分野

物流

バーコード認識のイメージ画像

FPD欠陥検査

フラットパネルティスプレイ(FPD)の製造現場において、パネル表面や配線パターンの異常や欠陥を検査する工程でイメージセンサーが使われています。より高効率かつ高精度に検査の実施のためには、高画質・高解像度・高速のグローバルシャッタ―方式イメージセンサーが適しています。

関連する分野

FPD製造

FPD欠陥検査のイメージ画像

ナンバープレート認識

高速で走行中の車両のナンバープレートを識別するためには、高速シャッター/読み出しに対応するグローバルシャッター方式イメージセンサーが適しています。特に、複数の車線・車種をカバーする場合には高解像度のイメージセンサーが適しています。

関連する分野

交通(ITS)

 

ナンバープレート認識のイメージ画像

複数レーンのナンバープレートをまとめて撮像

ナンバープレート認識のシミュレーション画像

高解像度センサーにより、複数レーンにおける複数車両のナンバープレートを1つのセンサーで撮像できます。
レーン数に合わせて、小型センサーから高解像度センサーまで幅広いラインナップをご用意しています。
(シミュレーション画像)

形状認識

飲料などの使用済容器のリサイクルに欠かせない自動回収機において、ビンや缶の形状の分別にイメージセンサーが使われることがあります。グローバルシャッタ―方式のイメージセンサーは高速で動く物体でも歪みのない撮像が可能であり、容器の種類の判別精度向上、処理時間の短縮に貢献しています。

関連する分野

リサイクル

形状認識のイメージ画像

橋梁点検

橋梁点検は,橋梁を良好な状態に保全するために必要な検査です。その一つの手段として、カメラを搭載した機動性のあるドローンによる点検のニーズが高まっています。作業員による点検と比べ、足場を組む必要もなく、少ない人員で短時間かつ安全に点検できます。グローバルシャッタ―方式のイメージセンサーは安定性が悪い飛行中の環境下でも歪みのない撮影を得意とするため、この用途への応用が期待されています。

関連する分野

インフラ検査

橋梁点検のイメージ画像

関連製品&ソリューション

関連コンテンツ

Pregius / Pregius S ロゴについて

お客さまは以下の場合に限り、ソニーグループの承諾を得ることでPregius / Pregius Sのロゴを使用することができます。ロゴデータの提供にあたっては、ロゴ使用同意書の取り交わしを実施させていただきます。下部の「お問い合わせ」ボタンよりお問い合わせください。

対象製品:Pregius / Pregius S技術搭載のソニーセミコンダクタ―ソリューションズ製CMOSイメージセンサーを採用したお客さまの製品
対象媒体:対象製品の外箱、カタログ、ポスター、商品紹介Web等の販促用資料、または、展示会での造作物(パネルなど)

・ロゴは、製品本体、システム(アプリ画面内等を含む)には、ご使用いただけません。
・ロゴ使用同意書の取り交わし前に、事前審査を実施します。結果のお知らせは非公開とさせていただきます。
・全てのお客さまのご要望にお応えできるとは限りませんのでご了承ください。
・ロゴの使用によって生じるいかなる事柄において、弊社は一切の責任を負いません。

お問い合わせ

仕様書や見積もりのご依頼はこちらから!

※これより先は、当社が委託した株式会社セールスフォース・ドットコムのサイトへリンクします。

お知らせ
メール配信の登録

産業用およびセキュリティカメラ用イメージセンサーの製品・技術、イベント、サービスなどの情報をお届けします。