SWIR（スワイア）イメージセンサー
IMX9901/2型（対角8.2mm）
有効約134万画素

IMX9921/1.4型（対角11.4mm）
有効約532万画素

IMX9911/4型（対角4.1mm）
有効約34万画素

IMX9931/1.8型（対角8.9mm）
有効約321万画素

産業用のカメラにおいては、可視光だけではなく非可視の光を撮影し、その情報を処理することにより、これまで実現が困難であった新しいアプリケーションを次々に創出しています。
その一つとして、SWIR光（Short-Wavelength InfraRed 短波長赤外光）を応用したこのイメージセンサーをご紹介します。

SWIRとは？
一般的に、波長が400nm〜780nmの光を可視光、780nm〜106nmの光を赤外線と呼びます。SWIRの波長帯域は900nm〜2500nmとされ、赤外線の中で最も可視光に近い波長帯です。
[写真１]は、同じ被写体を可視光と赤外線で撮影した画像を比較したものです。私たちが見慣れた可視光画像（A）に対し、波長が長い赤外線画像（C）
では人物の特徴を捉えることはできません。
それに対しSWIR画像（B）
は、波長が可視光に近いため、可視光に近い見え方をしますが可視光画像とは異なるユニークな情報を捉えることができます。
[写真１]100100010000◀ 可視光線 ▶

（A）可視光波長（nm）◀ 赤外線 ▶

（B）波長が短い赤外線（SWIR）（C）波長が長い赤外線

一般的なCMOSイメージセンサー※（B）と（C）
は、非可視光下での撮影ですので、肉眼では何も見えない環境です。

ソニーのSWIRイメージセンサー

ソニーのSWIRイメージセンサーはSenSWIRTM技術を搭載しており、SWIRだけでなく、可視光を含む400nm-1700nmの広帯域撮像が可能です。
これにより、1台のカメラで可視光用とSWIR用の二役をこなし、検査対象や用途が広がるだけでなく、検査のシステムコストの低減や画像処理の高速化でスループットの向上が可能になります。
また複数台のカメラによる「画ずれ」がなく、画素単位の精度で揃えることができます。
SenSWIR（センスワイア）
は、化合物半導体のInGaAsでフォトダイオードを形成し、それを読出し回路のSiとCu-Cu接続することで、広帯域・高感度を実現したSWIR イメージセンサー技術です。
※SenSWIRおよびそのロゴは、ソニーグループ株式会社またはその関連会社の登録商標または商標です。

SenSWIR 技術搭載イメージセンサーの活用の切り口
水の可視化

スマートフォンで撮影

りんごの打痕にたまった水分を検出する例

可視光で撮影SWIRで撮影（1450nm）

水は1450nm付近の波長の光を吸収する性質を持っているため、この波長を使って撮影すると水は黒く映ります。
この性質を利用し、物質に含まれている水分を検出することができます。
シリコンウエーハの検査

透過観察

シリコンウェーハ

シリコンウェーハ

材料選別

スマートフォンで撮影

黒豆に紛れたプラスチック片、金属片を検出する例

可視光で撮影物質によって光の波長に応じた反射率や吸収率が異なる性質を利用し、肉眼では同じように見える物質でも特定の物質のみ選別することができます。
温度観察

はんだごて先端の温度をモニタリングする例

シリコンウェーハ

300℃

スマートフォンで撮影

可視光で撮影SWIRで撮影（1300nm）

SWIRで撮影（1550nm）

SWIR帯域の光は、特定の物質を透過する性質を持っているため、半導体の透過観察など様々な製造現場で活用されています。

スマートフォンで撮影

240℃

可視光で撮影

300℃

240℃

SWIRで撮影（1550nm）

イメージセンサーは熱を明るさの情報として捉えることができ、SWIRイメージセン
サーは250℃以上の観察に適しています。

環境の明暗に左右されず低ノイズ性能を実現

SenSWIR技術搭載
イメージセンサーの特長

上位機種IMX992/IMX993は用途に応じて選択できる撮影モードを搭載しています。最適なモードを選択することにより、環境の明暗に左右されず、ノイズの少ない高品質な画像を取得できます。科学計測や屋外観察、その他の低照度環境での画質が重視されるアプリケーションにおいて、その力を発揮します。

小型・高解像度を実現

High Conversion Gain (HCG)モードとLow Conversion Gain (LCG)モード

IMX990/IMX991は5μmの微細画素を採用することで小型化と多画素HCGモードは、光が電気信号に変換された直後のまだノイズが少ない段化を両立し、SXGA相当の高画質を達成しました。
カメラ設置場所の自由階で信号を増幅することにより、その後に発生するノイズを相対的に小さ度と検査精度を高め、SWIRセンシングの活用範囲を拡げます。

くしています。
これにより、暗い撮影環境でも低ノイズな画像を取得でき、IMX992は約532万画素、IMX993は約321万画素の高解像度を3.45μm認識精度の向上につながります。
ダイナミックレンジを重視する明るい条の微細画素で実現しました。
これは、Cマウントサイズの一般的なグロー件ではLCGモードに切り替えることが可能です。

バルシャッター方式イメージセンサーにおいて広く普及している仕様でDual Read Rolling Shutter (DRRS)あり、産業用のSWIRイメージセンサーとして初めて同等のスペックを達さらにノイズを抑えた撮影ができるDRRS機能を搭載しています。この成しました。高解像度撮影により、微細な撮影対象も鮮明に映し出し、機能は、ノイズを約1/4に低減した画像を取得できます。

SWIRを使った各種検査や計測の精度を大幅に向上させます。

デジタル出力による高機能性の実現
デジタル出力に対応しており、産業用CMOSイメージセンサーと同等の機解像度の違いによるSWIR撮影画像の比較
約32万画素VGA

約134万画素
IMX990能性を持ちます。
アナログ出力のセンサーでは、デジタル変換回路や産業機

約532万画素
IMX992器向け機能の実装をカメラ側で別途行う必要がありますが、ソニーのSWIRイメージセンサーはそれらを搭載しているため、カメラ開発にかかる工数の削減や、多機能なカメラの開発が容易になります。
さらに、IMX992/
IMX993は、産業用カメラでは一般的なSLVSのインターフェースに加えMIPIにも対応し、カメラ設計や部品選定の柔軟性が向上しています。

仕様
素子構造(冷却素子有)IMX990-AABA

IMX991-AABA

IMX992-AABA(冷却素子無)IMX990-AABJ

IMX991-AABJ

IMX992-AABJ

IMX993-AABJ

イメージサイズ

対角8.2 mm（1/2型）

対角4.1 mm（1/4型）

対角11.4 mm（1/1.4型）

対角8.9 mm
（1/1.8型）

有効画素数

1296（H）× 1032（V） 約134万画素

656（H）× 520（V） 約34万画素

2592（H）× 2056（V） 約532万画素

2080（H）× 1544（V） 約321万画素

型名

ユニットセルサイズ
水平方向

オプティカルブラック

電源電圧5 μm（H）× 5 μｍ（V）

3.45 μm（H）× 3.45 μｍ（V）

前0画素、後96画素

前96画素、後0画素

前20画素、後0画素

前24画素、後0画素

37.125 MHz/74.25 MHz/54 MHz

37.125 MHz/74.25 MHz/54 MHz

垂直方向

入力駆動周波数

1.2 V、1.8 V、2.2 V、3.3 V、1.2 V（画素）、2.2 V（画素）シャッターモード

グローバルシャッター

出力インターフェース

1.2 V、1.8 V、2.2 V、3.3 V、2.2 V（画素）グローバルシャッター (DRRSオンの場合はローリングシャッター)SLVS（2 ch/4 ch）

パッケージ

SLVS（2 ch/4 ch/8 ch）/ MIPI（2 lane/4 lane）

電子冷却素子有：30.0 mm（H）×30.0 mm（V）

電子冷却素子有：30.0 mm（H）×30.0 mm（V）

電子冷却素子無：20.0 mm（H）×16.8 mm（V）

電子冷却素子無：21.0 mm（H）×20.0 mm（V）

撮像特性と相対量子効率（縦軸）を示すグラフ
IMX990 / IMX991における波長（横軸）IMX990

IMX991

IMX992

IMX993

感度121 mV

TBD

飽和信号量360 mV

TBD

量子効率>75 %TBD>99.5 %

TBD

11.0

備考
F8、1/30秒蓄積
λ=1200 nm

0.90.8相対量子効率型名Operability*

IMX993-AABA

0.50.40.30.20.1*上記特性はTj=15℃,全画素読み出しモードで測定しています。
*1：Operabilityは、欠陥のない画素の割合を表します。

0.0400600

800

1000

1200140016001800

波長 [nm]IMX992 / IMX993における波長（横軸）と相対量子効率（縦軸）を示すグラフ

基本駆動モード

1.0

IMX990

IMX991

IMX992

全画素読み出し駆動モード

IMX993

全画素読み出し1280（H）× 1024（V） 640（H）× 512（V） 2560（H）× 2048（V） 2048（H）× 1536（V）
約33万画素約524万画素約314万画素約131万画素ADC 8 bit
フレームレート ADC 10 bit（最大）
ADC 12 bit

134 frame/s

258 frame/s

130* frame/s

170* frame/s

125 frame/s

240 frame/s

120* frame/s

150* frame/s

71 frame/s

137 frame/s

70* frame/s

90* frame/s* 開発中のため、暫定値です。

SWIRイメージセンサーの製品情報はこちらです。
https://info.sony-semicon.com/jp/swir-prod＊開発中のためTBDです。

0.90.8相対量子効率

型名

推奨記録画素数

0.7
0.6

0.7
0.6

TBD

0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
400

600

800

1000

1200

ソニーのSWIRイメージセンサーの詳細仕様やサンプル評価についてのお問い合わせは下のアドレスか右のQRコードからお入りください。
https://info.sony-semicon.com/jp/inquiry-form0001pr「ソニー」
および「SONY」、ならびに本書で使用される商品名、サービス名およびロゴマークは、ソニーグループ株式会社またはその関連会社の登録商標または商標です。
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1400

波長 [nm]

データは条件・環境で変化することがあります。

1600

1800