※1: スマートフォン用のSPAD距離センサーとして(2023年3月6日広報発表時)。
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社は、業界最高※1の光子検出効率を実現する直接 Time of Flight(dToF)方式のSPAD距離センサー『IMX611』をスマートフォン用に商品化します。
本製品は、独自のSPAD(Single Photon Avalanche Diode)画素※2構造により、業界最高※1となる28%の光子検出効率を実現します。これにより、対象物を高精度に測距できることに加え、システム全体の消費電力削減に繋がります。
スマートフォンにおける、距離情報を活用した機能やアプリケーションなど新たな価値創造に貢献します。
※2: 入射した1つの光子(フォトン)から、雪崩のように電子を増幅させる「アバランシェ増倍」を利用する画素構造。
型名 | サンプル出荷時期 (予定) |
サンプル価格 (税込) |
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1/8.1型(対角2.2mm)有効約2.3万画素※3 SPAD ToF方式距離センサー『IMX611』 |
2023年3月 | 1,000円 |
※3: イメージセンサーの有効画素規定方法に基づく。
一般的にSPAD画素は、光源から対象物に反射して戻ってくるまでの光の飛行時間を検出することで距離情報を取得する、dToF方式の受光素子の一つとして活用されています。
本製品は、センサーに独自のSPAD画素構造を採用することで、業界最高※1となる28%の光子検出効率を実現しました。これにより、光源から対象物に反射して戻ってきた微弱な光子でも検出が可能になることで、対象物を高精度に測距することができます。また、光源となるレーザーの出力を抑えても高い測距性能を実現できるため、スマートフォンのシステム全体の消費電力削減に貢献します。
本製品は被写体との距離を正確に測定できるため、視認性の悪い低照度環境におけるオートフォーカス性能の向上や、被写体の背景のボケ処理、広角カメラや望遠カメラのシームレスな切り替えなどに活用でき、スマートフォンカメラによる撮影体験を広げます。また、3次元空間認識、ARオクルージョン※4、モーションキャプチャー・ジェスチャー認識などが可能になり、今後のメタバースの普及に伴い、需要が見込まれるVRヘッドマウントディスプレイやARグラスの機能進化にも貢献します。
※4: AR空間において、ARで表現された物体を実在の物体の後ろにあるよう隠している状態のこと。
<主な特長>
■業界最高※1の光子検出効率により、高精度な測距性能と低消費電力を実現
本製品は、裏面照射型のSPAD画素を用いた画素チップ(上部)と、信号処理用の回路を搭載したロジックチップ(下部)を、Cu-Cu接続を用いて積層し、一画素ごとに導通しています。 画素部の下に回路を配置することで、開口率※5を確保しながらも、SPADとしては微細な10μm角の画素サイズを実現しています。加えて、画素に以下の工夫を施しています。
これら独自の画素構造により、スマートフォン用のレーザー光源として広く普及している940nmの波長使用時において、業界最高※128%の光子検出効率を実現し、高精度な認識を可能にする一方で、システム全体の消費電力削減に貢献しています。
※5: 画素当たりの光入射面側からみた開口部分(遮光部以外)の割合。開口部分が広いほど検出効率が高まる。
■独自の信号処理機能により、システム全体の開発を簡易化
センサー内のロジックチップに独自の信号処理機能を内蔵することで、SPAD画素から取得したRAW情報を距離情報に変換し、出力するところまでをセンサー内で実現します。これにより、後段処理の負荷を軽減させることができ、システム全体の開発を簡易化することが可能です。
<関連リンク>
型名 | IMX611 | |
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有効画素数 | 140画素 x 170画素 2.3万画素 | |
イメージサイズ | 対角2.2mm (1/8.1型) | |
SPADユニットセルサイズ | 10.08 × 10.08 µm | |
推奨光源波長 | 940nm | |
光子検出効率 | 28% | |
消費電力@8m※6 (長距離モード) |
110mW(センサー) 160mW(システム※7) |
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消費電力@3m※6 (短距離モード) |
40mW(センサー) 85mW(システム※7) |
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測距精度※6 | 誤差0.1%以内 | |
測距信号処理 | センサーのロジックチップに内蔵 |
以上