Sony Pregius イメージセンサー
Precision GSを表すPregiusは、CCD（電荷結合素子）センサーの低ノイズ性能とグローバルシャッター（GS）技術の高速性と高精度性を組み合わせた技術です。Pregius技術を使用したCMOSイメージセンサーで高速性能を実現する鍵は、並列処理にあります。マルチピクセル容量と読み出し速度の進歩は、様々な産業用途での生産性を大幅に向上させます。この技術により、動きによる歪みのない画像を保証します。
Sony Pregius テクノロジーの世代
Sonyは、2013 年に最初の Pregius CMOS センサーである 2.3 MP (1936 x 1216) の IMX174 を発表しました。現在、Sonyは 4 世代の Pregius CMOS センサーを提供しています。 最新のものは Sony Pregius S と呼ばれています。各世代では、ダイナミック レンジ、ノイズ レベル、ピクセル サイズなど、様々な機能と改善が提供されています。 画素サイズは初代では5.86μm、第2世代では3.45μm、第3世代では4.5μm、第4世代では2.74μmと進化しています。
Pregius S テクノロジーに関する洞察
第 4 世代の Pregius S は、裏面照射 (BSI) と 2.74 μm ピクセル サイズを特徴とする積層構造を組み合わせています。 これは、裏面照射型構造を採用することでフレームレートの高速化を実現する技術です。 より広い入射角により高感度化を図るとともに、金属配線面積や信号処理回路の拡大により速度と性能の向上に貢献します。
主な仕様 - Pregius 世代の比較
Sony Pregius センサーの主な仕様を以下の表に示します。
| Pregius世代 | 第1世代 | 第2世代 | 第3世代 | 第４世代 |
|---|---|---|---|---|
| 画素サイズ | 5.86µm | 3.45µm | 4.5µm | 2.74µm |
| 平均飽和容量 | 33000 e- | 10500 e- | 25000 e- | 9500 e- |
| 平均読み取りノイズ | 7 e- | 2.3 e- | 5.5 e- | 2.1 e- |
| 平均ダイナミックレンジ | 70 dB | 71 dB | 72 dB | 71 dB |
Pregius の世代比較
Pregius センサーを理解する: サイズとその影響、画質とメガピクセル
Pregius センサーにはさまざまなバージョンがあり、それぞれに飽和容量、ダイナミック レンジ、高感度、時間読み取りノイズ、量子効率などの独自の機能があります。
第 1 世代では、IMX174 センサーは 166 FPS で 2.3MP を提供し、IMX249 は 41 FPS で 2.3MP を提供します。どちらも画素サイズが5.86µmと大きく、一般的に画素サイズが大きいほど飽和容量と時間的なダークノイズが高くなります。これらのセンサーは、33,000e-という最高の平均飽和容量を誇っています。 ただし、7e- で最も高い時間的ダークノイズという欠点を伴います。
対照的に、最小ピクセル サイズを特徴とする 5.1MP から 24.5MP までの第 4 世代センサーは、平均飽和容量 (9,500e-) と時間的ダーク ノイズ (2.1e-) が最も低くなります。異なる世代の多様な画素サイズにわたって、約 70 dB の一貫したダイナミック レンジを維持します。
Pregius センサー ファミリは、さまざまなイメージング要件に対応する多用途のソリューションとして登場します。 0.4 MP から 31.4 MP の解像度を備えたこれらのセンサーは、幅広いシーンで使用されています。
グローバルシャッター効率
ターゲットやカメラが動いているシーンでは、撮影された画像に歪みがないことが極めて重要です。 この歪みはローリング シャッター アーティファクトと呼ばれ、ローリング シャッター センサーがピクセルを一度に 1行ずつ露光および読み出すことによって発生します。
詳細な比較については、ローリング シャッター と グローバル シャッター のブログをご参照ください。
Sony Pregius CMOS グローバル シャッター ピクセル パイプラインでは、アナログ メモリ ノードがフォトダイオードとフローティング ディフュージョン ノードの間に配置されます。 この革新的なセットアップにより、各フォトダイオードが同時に光を感知できるようになります。 フォトダイオードの露光が完了すると、電子はアナログ メモリに流れ込み、次の露光のために解放されます。 このプロセスにより CMOS グローバル シャッターの機能が有効になり、歪みのない画像が保証されます。
光感度の向上
第4世代のPregiusセンサーでは、マイクロレンズとフォトダイオード表面との距離が非常に近くなり、より広い入射角が実現されています。画素サイズが小さくなったにも関わらず、第4世代のPregius Sセンサーは、先行モデルと同等の感度を維持しています。これは、より多くの光を取り込む能力によって実現されています。具体的には、低い入射角では、Pregius Sは最大で4倍の光を捕捉し、ソニーの第2世代のPregiusの40%の光を受け取ります。対照的に、ソニーの第2世代Pregiusはピクセルに向けられた光の10%しか受け取りません。
第4世代のPregius Sセンサーは、より多くの光を受け入れることができるため、感度が先行モデルと同等に維持されます。低い入射角では、PregiusSは最大4倍の光を取り込み、ピクセルに到達する光の10％しか受光しないソニーの第2世代Pregiusと比べて40％の光を受け取ります。
