68MP グローバル シャッター センサーの新たな選択肢: Sony IMX938 シリーズの技術分析と業界アプリケーション

はじめに: IMX938 の位置付けと価値
Sony の Pregius S センサー ファミリの中で、IMX938 シリーズは注目すべきメンバーとして際立っています。 IMX938 は、以前に導入された IMX928 と同じ 68MP 解像度と 2.0- インチの光学フォーマットを共有していますが、最大フレームレートが 70fps と低いことで差別化されています。これにより、解像度と速度のバランスが取れ、超高速が優先されないアプリケーションにより適した選択肢となります。

ソニーは、モノクロ IMX938 AMB とカラー IMX938 AQB の両方を提供しています。この二重提供戦略により、システム設計者は特定のアプリケーション要件に合わせて最適なセンサーを柔軟に選択できます。-

1. IMX938 AMB と IMX938 AQB: 技術仕様

1.1 共有プラットフォーム

どちらのセンサーも Pregius S 裏面照射型スタック アーキテクチャに基づいて構築されており、ピクセル層を回路層から分離しています。{0}この設計により、グローバル シャッターの高速読み出し機能を有効にしながら、高感度が実現されます。

1.2 フレームレートのパフォーマンス

フレーム レートは出力ビット深度によって異なります。

1.3 主な違い: モノクロとカラー

IMX938 AMB と AQB の主な違いは、カラー フィルター アレイの存在であり、次のような結果になります。

感度：モノクロセンサーは、入射光がフォトダイオードに直接当たるため、量子効率が高くなります。これにより、低照度条件下での弱い信号の検出が可能になります。-これは、高速、短時間露光のイメージングに重要です。-

空間解像度:各モノクロ ピクセルは独立して輝度をキャプチャし、理論上の 68MP 制限を達成します。カラー センサーにはデモザイク処理が必要で、これにより細かいディテールが約 30% 減少します。

出力形式:モノクロでは、定量分析や 3D 測定に適した純粋なグレースケールが生成されます。カラー センサーは、フルカラー画像を再構築するための処理を必要とする生のベイヤー データを出力します。-

スペクトル応答:モノクロ カバーは近赤外線まで可視で、マルチスペクトルおよび蛍光イメージングをサポートします。{0}}カラー センサーには、正確な色再現のための IR カット フィルターが含まれています。-

1.4 位置決めと IMX928 の比較

IMX938 は IMX928 と同じピクセル アーキテクチャと解像度を共有しますが、フレーム レートが異なります。

IMX938 のフレーム レートが低いことは、消費電力と信号処理における最適化の可能性を示しており、最大速度よりも画質とシステムの安定性を優先するアプリケーションに適しています。

2. IMX938 シリーズの主な利点

2.1 高度なピクセル アーキテクチャ: 鮮明な低光イメージング-

Sony の裏面照射型 2.74 μm ピクセルを使用した IMX938 シリーズは、高感度と大きな全ウェル容量を実現しています。{0}利点は次のとおりです。

影の効果的なノイズ抑制により、低照度環境でも鮮明なディテールを実現します。これは、短時間露出の高速イメージングに不可欠です。--

暗電流と時間ノイズが低く、SNR が向上し、AI ビジョン パイプラインの誤検知が減少します。

2.2 グローバル シャッター: 速い動きを正確に捉える

ローリング シャッターを備えた民生用カメラとは異なり、IMX938 ではすべてのピクセルが同時に露光されるため、「ゼリー」歪みが解消されます。これにより、産業生産ラインで高速に移動する PCB、ウェーハ、電子部品の正確なイメージングが保証されます。-

2.3 1-ショット HDR: 複雑なシーンのディテールを維持する

IMX938 は 1 ショット HDR をサポートしており、フレーム レートと解像度を維持しながら 1 回の露出でダイナミック レンジを拡張します。たとえば、PCB 検査では、明るいはんだ接合部と暗い基板を同時に捕捉できるため、誤分類が減少します。

2.4 柔軟な出力インターフェイス: システム統合の簡素化

SLVS-EC v3.1/v3.2 インターフェースはレーンあたり最大 12.5 Gbps をサポートし、必要なチャネルの数を減らし、FPGA オプションを拡張します。これにより、ファイバーや 100GigE Vision を介した CoaXPress- や 100GigE Vision などの次世代高速インターフェースがサポートされ、-リアルタイムのロスレス高解像度データ送信が可能になります。-

2.5 モジュラーパッケージング: カメラ設計の柔軟性

コネクタ付きの 45×52mm セラミック パッケージは以下を提供します。

16 製品シリーズ全体でピンの互換性があり、ユニバーサルなカメラ プラットフォームの設計が可能になります。

センサーを簡単に交換できる取り外し可能な設計で、表面実装型センサーと比べて組み立てが簡素化されています。-

ヒートシンク用の背面スペースにより、長期動作時の熱安定性を確保します。{0}}

2.6 高度なイメージング機能

モノクロ：複数のピクセル ビニング モード (2×1、1×2、2×2) をサポートし、必要な方向の解像度を維持しながら感度と速度を向上させます。

色：個々のカラー チャネル（赤、緑、青）の選択的なピクセル読み出しをサポートし、必要に応じてフルカラー機能を維持しながら、効率的なサブサンプリング イメージングを可能にします。-

3. 内視鏡モジュールの互換性

3.1 実現可能性

技術的には、IMX938 は内視鏡画像処理に使用できますが、次のような明らかな制限があります。

サイズのしきい値:パッケージ サイズ (45 × 52 mm) は、一般的な軟性内視鏡先端直径 (10 ～ 12 mm) を超えているため、フレキシブル プローブへの統合は不可能です。

適用用途:外部カメラを備えた硬性内視鏡 (腹腔鏡、胸腔鏡、関節鏡)、またはセンサーの配置に制限がない手術用顕微鏡に適しています。

比較：代表的な内視鏡センサーは次のとおりです。<15mm for soft-tip integration; IMX938 targets industrial/hard-endoscope applications.

3.2 内視鏡検査における独自の利点

グローバルシャッター：手術中の心拍、呼吸、血管の拍動によるモーションブラーを軽減します。

単色蛍光:高い近赤外感度により、肝臓、胆管、腫瘍の手術における ICG 蛍光イメージングが可能になります。{0}

色の精度:カラーセンサーは組織の色を保存し、正確な外科的意思決定を可能にします。{0}}高解像度により、細部を失うことなく関心のある領域にズームすることができます。

3.3 他のセンサーとの比較

4. 主要な応用分野

4.1 自動光学検査 (AOI)

68MP の解像度は、コンポーネントの小さな詳細を維持しながら、より大きな PCB 領域を 1 回のショットでカバーします。-グローバル シャッターは高速回線の歪みを防ぎます。-ワンショット HDR は、明るい部分と暗い部分を同時にキャプチャします。

4.2 半導体および精密電子機器の検査

ピクセル密度が高いと画像のスティッチングが減少し、ウェーハとチップの検査のスループットが向上します。

4.3 フラットパネルディスプレイの検査

1 回の高解像度キャプチャで OLED パネルと LCD パネル全体の微小欠陥を検出します。-

4.4 リチウム-イオン電池の検査

高い感度と解像度により、生産ライン速度での均一性チェック、欠陥検出、位置合わせ検証が可能になります。

4.5 ソーラーパネルの検査

微細な亀裂、隠れた亀裂、印刷欠陥を検出します。-大判フォーマットではショットごとに複数のセルをキャプチャできるため、検査効率が向上します。

4.6 3D レーザー形状測定

モノクロ AMB の高い SNR により、はんだ接合部、BGA ボール、精密部品の正確な高さ測定が保証されます。{0}}fps は完全なインライン検査をサポートします。

4.7 科学的かつ専門的な画像処理

高速現象、生体力学、スポーツ分析には、幾何学的精度と高解像度の詳細が役立ちます。-

5: 選択の推奨事項

モノクロ IMX938 AMB バージョンを選択するシナリオ

半導体ウエハ、精密金属部品、リチウム電極シートなど、色情報に依存しない検査対象の場合

構造化光やレーザーを使用して3D計測を行い、高さマップを出力する場合

最大限の感度が必要な低照度環境で動作する場合-

完全なスペクトルの柔軟性が必要な蛍光イメージングまたはマルチスペクトル イメージングを実行する場合

グレースケールの測定と判定に基づいた定量的な分析を実行

カラーバージョン IMX938 AQB を選択するシナリオ

検査対象には色分けされたコンポーネントやマーキングが含まれます。-

医薬品の包装や印刷物の品質管理など、色の一貫性検証が必要な場合

手動レビューまたは表示のために直感的なカラー画像を出力する必要がある

食品の格付けなど、色に基づいた選別を伴う検査-

複数のカラー チャネル情報の同時キャプチャが必要

6. 技術的な見通しと業界への影響

Sony IMX938 シリーズの導入により、Pregius S テクノロジー プラットフォームの 68MP 解像度層の製品ラインナップが完成しました。速度重視の IMX928 と比較して、IMX938 の 70fps フレーム レート設定は、消費電力の制御と画質の面で利点がある可能性があります。{3}}

システム インテグレータにとって、IMX938 シリーズは新たな設計の柔軟性を提供します。ピン-互換のモジュール式パッケージにより、同じカメラ プラットフォーム上で異なるセンサー仕様を柔軟に切り替えることができます。これにより、カメラ メーカーは、顧客のニーズに基づいて 12MP から 105MP の範囲のセンサーで構成可能なユニバーサル ハードウェア プラットフォームを構築できるようになり、開発サイクルが大幅に短縮されます。

エンドユーザーにとって、これは検査機器の選択肢が広がることを意味します。極限の速度を優先する場合でも、消費電力とパフォーマンスのバランスを追求する場合でも、適合するセンサー ソリューションが見つかります。

マシン ビジョンが超高解像度に向けて進化を続ける中、IMX938 シリーズは産業用イメージング向けにより多様なソリューションを提供します。{0}

結論

IMX938 AMB および IMX938 AQB は、Sony の Pregius S テクノロジー プラットフォーム内に正確に配置された製品を表します。 68MP の解像度と 70fps の高速出力の間で最適なバランスをとり、産業用ビジョン アプリケーションに新しいコア コンポーネントの選択肢を提供します。-

医療機器開発者にとって、軟性内視鏡への直接統合はサイズの制約に直面しますが、IMX938 シリーズを使用すると、硬性内視鏡、手術顕微鏡、検査室診断装置での超高精細ダイナミック イメージングが可能になります。--特に注目に値するのは、蛍光イメージングにおけるモノクロ バリアントの有望な用途であり、継続的な注目が必要です。

技術の進化が止まることはありませんが、IMX938 のような製品は、さまざまなアプリケーション シナリオに合わせて正確にカスタマイズされたイメージング ソリューションを提供しています。