セキュリティカメラ用
イメージセンサー技術
STARVIS™ / STARVIS 2

高感度の実現

STARVIS / STARVIS 2技術搭載イメージセンサーは裏面照射型のため、表面照射型のイメージセンサーとは異なり、配線や回路などの障害物の影響をうけることなく、より多くの光をフォトダイオードに集められるため、高感度を実現できます（右図参照）。

また、セキュリティカメラ用に開発した画素を採用しているため、暗所でも人間の眼や従来のカメラでは認識が困難な被写体の色・形・質感までを鮮明にとらえることができます（写真1参照）。

裏面照射型構造の利点

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裏面照射型構造の利点

写真1 低照度性能比較（照度0.08lx）

従来型表面照射型のイメージセンサー

STARVIS技術搭載裏面照射型のイメージセンサー

STARVIS / STARVIS 2技術搭載イメージセンサーは、従来型表面照射型のイメージセンサーでは撮影が困難だった低照度の環境でも、色・形・質感・詳細を撮像できる。
撮影条件：Type 1/ 2.8, F=1.4, Exp. 1/30s, Frame rate 30 fps, Gain 48dB, With IRCF

近赤外領域（NIR）での撮像性能について

通常のカメラは可視光領域での撮像を前提としていますが、セキュリティ用途では近赤外領域（NIR：Near Infra-red）での撮像性能が求められる場合があります。ソニーのセキュリティカメラ用イメージセンサーの現行機種は全て、完全な暗所では近赤外光の照射により高品質なNIR撮影を行うことができます。写真2は、同じ0ルクスの撮影条件下で可視光用イメージセンサーとNIR対応のイメージセンサーで撮影した画像を比較したものです。

なお、ソニーはSTARVISのNIR機能をさらに強化し、NIR領域において従来よりもさらに低ノイズでクリアに撮像できる改善版を搭載した機種を商品化しました。写真3は、従来版と改善版のNIR撮像性能を比較したものです。搭載機種に関する詳細はこちらでご確認ください。

写真2 可視光用イメージセンサーとの比較

可視光用（近赤外感度向上非対応）イメージセンサー

近赤外撮像性能の高いイメージセンサー IMX585

0ルクス、850nmの近赤外領域の照明で撮影した場合、可視光用イメージセンサーではほとんど撮像できませんが、STARVIS 2技術搭載の近赤外対応イメージセンサーIMX585では、形はもちろん、明るさの濃淡、はかりの文字まで撮像することができます。
撮影条件：F=1.6, Exp.=33.3msec, Gain=0dB, 850 nm

写真3 NIR機能 従来版と改善版の比較

近赤外対応（従来版） IMX415

近赤外対応（改善版） IMX515

撮影条件：F=1.6, Exp.=33.3msec, Gain=0dB, 850 nm

ハイダイナミックレンジ機能（HDR機能）について

固定設置されているセキュリティカメラは、時間帯や状況によって変化する光の条件に合わせて、カメラ側で撮影条件を最適化し続ける必要があります。また、映像内に明るすぎる部分と暗すぎる部分が共存するシーンでは、明るすぎる箇所は白飛びし、暗すぎる箇所が黒つぶれを起こすことがあります。ソニーのセキュリティカメラ用イメージセンサーには、こうした状況で被写体全体を鮮明にとらえるために、露光時間またはゲインを調整し、白飛びや黒つぶれしない画を撮像するハイダイナミックレンジ機能（以下HDR機能）が搭載されています（写真4参照）。

写真4 HDR機能による白飛びの軽減

STARVIS/ STARVIS 2には現在、DOL HDR（Digital Over-Lap High Dynamic Range）とClear HDRという2種類のHDR機能があります。STARVISはDOL HDR、STARVIS 2はDOL HDRに加え、Clear HDRにも対応しています。

DOL HDR機能

DOL HDRがオンの場合、イメージセンサーは、暗所に合わせて露光時間を長く設定した画像データと、明所に合わせて露光時間を短く設定した画像データを、若干の時差で取得して出力し、それを後段処理で合成します^*1。暗所と明所それぞれに最適な画像を撮像してから合成するため、単露光時よりダイナミックレンジを確保した画像を取得することができます。この方法では、特に動きの少ない被写体を撮像する際に効果が得られます。ただし2枚の画像にわずかな時差があるため、速い動きの被写体の撮影時には、動いた箇所に色ずれなどのアーティファクトが生じることがあります（写真5 左参照）。

Clear HDR機能

Clear HDRがオンの場合、イメージセンサーは、暗所に合わせてゲインを高く設定した画像と明所に合わせてゲインを低く設定した画像を、同時に取得して出力し、それを後段処理で合成します^*1。暗所と明所それぞれに最適な画像を撮像してから合成するため、単露光時よりダイナミックレンジを確保した画像を取得することができます。この方法では2枚の画像が同時に取得されているので、動きのある被写体でも色ずれなどのアーティファクトのない画像（写真5 右参照）を撮像することができます。こうした高画質な画像はAI処理などにも適しています。

*1) 最終映像にするためには、それらの出力をカメラ側で合成する必要があります。IMX585ではClear HDRの際、内部合成が可能です。

写真5 DOL HDRとClear HDR高速被写体での比較

DOL HDR

Clear HDR

上の2枚の画像は、同じメトロノームの動きをDOL HDR機能とClear HDR機能を使って撮像し、比較したものです。いずれも、明るい背景のディテールをとらえながら、暗所のメトロノーム先端の文字「S」を撮影することができています。その上で、DOL HDRでは振り子の絵に色ずれが生じていますが、Clear HDRには色ずれはありません。

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