ソニーセミコンダクタソリューションズ(SSS)は、産業機器向けに有効約532万画素の短波長赤外(SWIR)イメージセンサー「IMX992」ならびに321万画素の「IMX993」を商品化することを発表した。

  • SWIRイメージセンサー「IMX992」と「IMX993」の外観

    SWIRイメージセンサー「IMX992」と「IMX993」の外観(出所:SSS)

昨今、産業機器分野においては生産性の向上に加え不良品流出防止が求められており、その実現手法として非可視光帯域でのセンシングが注目されているという。そうした中、SWIRイメージセンサーは、1台のカメラで可視光から非可視光である短波長赤外までの広帯域をシームレスに撮影することができ、半導体製造におけるシリコンウェハの貼り合わせ工程や欠陥検査工程、食品の生産における材料検査や異物検査などで活用が進んでいる。

2製品ともに、受光部のフォトダイオードを形成するInGaAs層と読み出し回路を形成するSi層をCu-Cu接続で接合することで画素ピッチを縮小し、3.45μm角の画素サイズを実現。そのため、小型でありながらIMX992では約532万画素、IMX993では約321万画素を達成しており、微細な対象物の検出や広範囲の撮影や計測精度の向上に貢献できるとしている。

  • 解像度の違いによるSWIR撮影画像の比較

    解像度の違いによるSWIR撮影画像の比較(出所:SSS)

また、新たに環境の明暗に左右されず低ノイズでの撮像が可能になる撮影モードを搭載し、撮影モードを切り替えることで暗所でも低ノイズで撮影できるとしている。例えば、光量が限られる暗い環境では「High Conversion Gain(HCG)モード」によりノイズを相対的に小さくすることができる一方で、十分な光量が確保できる明るい環境では「LowConversion Gain(LCG)モード」により、ダイナミックレンジを重視した撮像ができるとする。

  • 暗所における画質とノイズの比較

    暗所における画質とノイズの比較(出所:SSS)

さらに、可視光を吸収してしまう表面のInP層を薄膜化することで、その下のInGaAs層まで可視光を透過させ、可視帯域においても高い量子効率を実現しているという。画素構造の最適化により、0.4μmから1,7μmまでの広い波長帯域においてより均質な感度特性を実現しているほか、波長ごとの画質差を最小限に抑えることで、さまざまな産業用途へ対応することが可能になるとしている。

なお、SWIRイメージセンサー「IMX992」「IMX993」ともにサンプル出荷時期は2024年2月を予定している。