半導体業界観察者による
はじめに: 速度と解像度が出会うとき
マシン ビジョンの分野では、エンジニアは長い間、難しいトレードオフに直面してきました。-高解像度を追求するとフレーム レートが犠牲になる一方で、高速キャプチャを達成するにはピクセル品質を犠牲にする必要があります。-この-長年続いてきた業界全体の難題は、ソニーの新世代 Pregius S センサーによって段階的に解決されつつあります。-
2025 年、ソニーのセミコンダクター ソリューション グループは、モノクロ IMX937 AMB とカラー IMX937 AQB で構成される IMX937 シリーズ グローバル シャッター CMOS イメージ センサーを発表しました。 IMX927 シリーズの技術基盤に基づいて構築されたこれらのセンサーは、105MP の超高解像度と 56fps の高速出力を実現し、産業用検査装置に新しいコア コンポーネント オプションを提供します。{6}
この記事では、これら 2 つのセンサーの真の価値を、技術仕様の比較、主要な利点の分析、内視鏡の適応性評価、および主要なアプリケーション分野の 4 つの側面にわたって包括的に分析します。
I. IMX937 AMB と IMX937 AQB の技術仕様の比較
1.1 共有技術プラットフォーム
どちらのセンサーも、ソニー独自の Pregius S 裏面照射型積層構造を利用した同じ基礎技術を共有しています。{0}このアーキテクチャにより、ピクセル層が回路層から分離され、高感度を維持しながらより高速な信号処理が可能になります。
パラメータ 項目 仕様 値
センサーサイズ 2.5 インチ (対角 39.7mm)
有効画素数 10,272(H)×10,272(V)= 約1億550万画素
ピクセルサイズ 2.74μm × 2.74μm
シャッター方式 グローバルシャッター
出力インターフェイス SLVS EC (4.752 / 9.504 / 12.474 Gbps/レーンをサポート)
パッケージタイプ コネクタ付きセラミックパッケージ、寸法 45mm × 52mm
カラーフィルターなし（モノクロ版） / ベイヤーRGB（カラー版）
1.2 主な違い: モノクロとカラーの異なる経路
IMX937 AMB (モノクロバージョン) と IMX937 AQB (カラーバージョン) の根本的な違いは、カラーフィルター配列の有無にあります。この違いにより、次のような特徴が生まれます。
光感度: カラー フィルターを取り除くことで、モノクロ バージョンでは入射光が直接フォトダイオードに到達し、低照度条件下でより高い量子効率と優れたパフォーマンスを実現します。-これは、短い露出時間を必要とする高速キャプチャ シナリオでは特に重要です。-
空間解像度: モノクロ バージョンの各ピクセルは独立して輝度情報を記録し、理論上の最大解像度 1 億 500 万ピクセルを達成します。カラー バージョンでは、色を再構築するためにデモザイク アルゴリズムが必要ですが、このプロセスでは細部のわずかな損失が発生します。
フレーム レート パフォーマンス: どちらのセンサーもフル ピクセル出力で同一のフレーム レートを維持します: 8 ビットで 56fps、10 ビットで 51fps、12 ビットで 36fps。これにより、モノクロまたはカラーの選択に関係なく、撮影速度が影響を受けないことが保証されます。
出力特性: モノクロバージョンは純粋なグレースケール画像を出力し、定量分析や 3D 測定に最適です。カラー バージョンは生のベイヤー形式データを出力するため、フルカラー画像を復元するには後続のカラー処理が必要です。-
1.3 IMX927シリーズとの位置付けの違い
特に、IMX937 と IMX927 は同一のピクセル アーキテクチャと解像度を共有していますが、フレーム レートの仕様が異なります。 IMX927 は最大 112fps (8 ビット) の高速出力をサポートし、IMX937 は 56fps (8 ビット) で動作します。この違いは、IMX937 シリーズが電力効率または信号処理の深さを優先し、適度なフレーム レートを要求するが厳しい画質を要求するアプリケーションにより適していることを示唆しています。
II.主な利点: IMX937 シリーズの 3 つの主要な技術的ハイライト
2.1 グローバル シャッター: 歪みのない-モーション キャプチャ
民生用カメラで一般的に使用されているローリング シャッターとは異なり、IMX937 はすべてのピクセルが同時に露光するグローバル シャッター設計を採用しています。これはつまり：
高速で移動するオブジェクトを撮影する場合、-画像を傾けたり伸ばしたりする必要がなく、ゼリー効果を排除できます。-これは、工業生産ラインで高速に移動する回路基板、ウエハー、または電子部品を捕捉する場合に非常に重要です。たとえ露光中にオブジェクトが移動したとしても、グローバル シャッターは真の幾何学的完全性を維持します。
2.2 1 ショット HDR: 複雑なシーンの詳細なキャプチャ
IMX937 シリーズには 1 Shot HDR テクノロジーが組み込まれており、元のフレーム レートと解像度を維持しながら 1 回の露光内でダイナミック レンジを拡大します。
この技術は工業検査にとって重要な価値を持っています。 PCB 検査を例に挙げると、回路基板には反射性の高い金属はんだ接合部と光を吸収する黒色ソルダー レジスト層が同時に備えられており、極端な輝度差が生じます。-従来のセンサーでは両方を捉えることが困難なことが多く、その結果、ハイライトが白飛びしたり、シャドウが露出不足になったりします。. 1 Shot HDR は両方の領域のディテールを保持し、誤判定率を大幅に削減します。
2.3 モジュラーパッケージング: システム統合の利便性の向上
IMX937シリーズは、ソニーが新開発した45mm×52mmのコネクタ-付きセラミックパッケージを採用しています。この設計には、次のようないくつかの利点があります。
取り外し可能であるため、カメラモジュール内でセンサーを簡単に交換できるため、カメラ製造時の組み立てが簡素化されます。 IMX927/937 シリーズの 16 製品はすべて、同一のコネクタとピン定義を共有しています。これにより、カメラ メーカーはユニバーサル マザーボード プラットフォームを設計できるようになり、顧客の要件に基づいてさまざまな仕様のセンサーを柔軟に交換できるようになります。
パッケージ背面にはヒートシンク設置用のスペースが確保されているため、効率的な熱管理が容易になり、長時間の動作でもセンサーの安定性が確保されます。
Ⅲ．内視鏡カメラモジュールの互換性分析
これは医療機器開発者にとっての最大の懸念事項です。 IMX937シリーズは内視鏡カメラモジュールに使用できますか?
3.1 実現可能性の評価
技術的には、IMX937 シリーズは内視鏡イメージング システムで使用できますが、アプリケーションには重大な制限が存在します。
サイズの制約: センサーのパッケージ寸法は 45mm × 52mm です。このサイズは、従来の軟性内視鏡先端部の直径制限 10 ～ 12 mm を大幅に超えており、屈曲可能な挿入チューブの先端に組み込むことは不可能です。
適用範囲: 硬性内視鏡の場合、センサーを外部カメラ ヘッドに配置し、レンズ アセンブリまたは光ファイバーを介してフロントエンド光学システムに接続できます。この場合、サイズの制約は比較的緩やかです。{0}}手術用顕微鏡統合システムの場合、センサーを顕微鏡本体内に取り付けることができるため、サイズの制約が完全に排除されます。
3.2 内視鏡用途における独自の価値
サイズの制約を克服できれば、IMX937 シリーズは内視鏡検査において次のような明確な利点をもたらします。
グローバル シャッターの価値: 胸腔鏡手術または腹腔鏡手術中に、心臓の拍動、呼吸運動、血管の拍動により組織の変位が発生します。グローバル シャッターはモーション ブラーを効果的に軽減し、外科医に鮮明なリアルタイム画像を提供します。-
モノクロバージョンによる蛍光アプリケーション: モノクロ IMX937 AMB は近赤外帯域での高感度を備えているため、インドシアニン グリーン (ICG) 蛍光イメージングに最適です。- ICG- 誘導による肝胆道手術または腫瘍手術中に、モノクロ センサーは蛍光シグナルをより鮮明に捕捉します。
True Color Rendering: カラー IMX937 AQB は、胃腸病変の特定や腹腔鏡検査など、正確な組織の色の評価を必要とする手術シナリオに適しています。
3.3 他のソニー製センサーとの比較
センサーモデル 解像度 シャッタータイプ パッケージサイズ 内視鏡の互換性
IMX937 105MP グローバル シャッター 45×52mm 硬性/手術用顕微鏡互換
IMX927 105MP グローバル シャッター 45×52mm 硬性/手術用顕微鏡互換
IMX661 128MP グローバル シャッター大型リジッド互換
IMX811 247MP ローリングシャッター 75×63.6mm 硬性内視鏡対応
主流の内視鏡センサー 2 8MP ローリング シャッター/グローバル シャッター<15mm Fully compatible with flexible/rigid endoscopes
IV.主要な応用分野の概要
4.1 自動光学検査
IMX937 シリーズの主なターゲット市場は、2D AOI と 3D AOI の両方を含む自動光学検査です。
エレクトロニクス製造では、部品の小型化が加速しており、解像度が不十分な従来の検査装置が課題となっています。 105MP 解像度により、01005- サイズのコンポーネントの明確な識別を維持しながら、より大きな PCB 領域をシングルショットでカバーできます。{2}グローバル シャッターにより、高速で移動する回路基板の歪みのないイメージングが保証され、ワンショット HDR により金属半田接合部と黒色基板の両方の詳細が保存されます。{6}}
4.2 半導体および精密電子機器の検査
ウェーハ欠陥検出、チップパッケージング品質検査、マスク検査などのアプリケーションでは、ますます厳格な解像度要件が要求されます。 IMX937 シリーズの高いピクセル密度により、1 回の画像キャプチャでより大きなウェーハ領域をカバーできるため、画像スティッチングの必要性が減り、検査効率が向上します。
4.3 フラットパネルディスプレイの検査
OLED および LCD パネルのピクセル-レベルの欠陥検出には、
