ソニーがドローンに応用できる裏面照射型Time of Flight方式距離画像センサーを商品化

ソニーがドローンに応用できる裏面照射型Time of Flight方式距離画像センサーを商品化

ソニーは、測距性能の向上と併せて一層の小型化を実現した1/2型でVGAの解像度をもつ裏面照射型Time of Flight 方式(以下、ToF方式)距離画像センサーを商品化し、2018年4月からサンプル出荷を開始する。自律運用が期待されるドローンやロボットに応用可能。


小型でVGA解像度、遠距離から近距離まで高精度な測距性能を実現

 ソニーは、測距性能の向上と併せて一層の小型化を実現した1/2型でVGAの解像度をもつ裏面照射型Time of Flight 方式(以下、ToF方式)距離画像センサーを商品化し、2018年4月からサンプル出荷を開始する。当社は測距技術を使った距離画像センサーをDepthSense®商品群と呼んでおり、本商品は裏面照射型ToF方式を採用した初めてのDepthSense®商品となる。

 自律的な動作が必要となるロボットやドローン、VR(バーチャルリアリティ)のほか、将来拡大が見込まれるAR(拡張現実)/MR(ミックスドリアリティ)などの市場では、ジェスチャー認識や物体認識、障害物検知のために、小型で正確な距離画像の取得ができるセンサーが求められている。このセンサーは、10µm角画素の開発により小型を実現し、さらに遠距離から近距離まで高精度な測距を可能にすることで、これらの領域における応用の幅を広げる。

裏面照射型Time of Flight方式距離画像センサー『IMX456QL』

 一般的にToF方式とは、光源から発した光が対象物で反射し、センサーに届くまでの光の飛行時間(時間差)を検出することで、対象物までの距離を測定する方式。ToF方式を採用したイメージセンサーは、画素ごとに距離情報を検出し、高精度な距離画像を取得できる。遠距離から近距離にわたってさらなる精度向上を図るためには、反射光を効率よく捉えるとともに、より高速に距離測定の処理を行う必要がある。
 このセンサーは、反射光信号の読出し精度を上げるための画素技術と、裏面照射型CMOSイメージセンサーの画素技術を融合させることで、集光効率の向上と、測距のための高速な処理を可能にした。従来のToF方式では距離の測定が難しかった約10mの遠距離においては、感度を高める駆動モードの搭載により、高い検出率を実現でき、約30cmから約1mの近距離では、VGAの解像度で高精度な距離画像の取得が可能。

 加えて、このセンサーは距離画像をフレーム単位で取得するため、レーザーで対象物をスキャンして測距する方式に比べて、高フレームレートで撮像が可能となり、動く対象物の撮像では距離画像の歪みを抑えることができる。

 2015年の買収以降、ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社の子会社としてToF方式距離画像センサーの技術開発を行ってきたSoftkinetic Systems S.A. (ソフトキネティックシステムズ社)は、12月18日付でSony Depthsensing Solutions Holding SA/NV(ソニーデプスセンシングソリューションズホールディング社)に社名変更した。技術開発の融合が加速し、本商品を皮切りにソニーブランドでのDepthSense®の商品化の目処がついたこと、また、同社を測距ソリューションの開発拠点に特化させ、より一層の商品力強化に繋げることを目的としている。

主な特徴

裏面照射型のToF方式により遠距離から近距離まで、高精度な距離検出を実現

 反射光信号の読み出し精度を上げる画素技術に、裏面照射型CMOSイメージセンサーの画素技術を組み合わせることで、10µm角画素を実現。単一カメラモジュールで約10mの遠距離から約30cmの近距離にわたり、高精度な測距性能を可能とした。

動体歪みを抑制

 距離画像をフレーム単位で取得できるため、レーザーで対象物をスキャンして測距するスキャン方式に比べて、動体歪みを抑えることができる。

カメラ開発をサポートするソフトウェア開発キットを提供

 サンプル出荷にあわせて、カメラ開発を容易にするためのソフトウェア開発キット(ハードウェア、ソフトウェア)を提供する。

主な商品仕様

※1:変調周波数100MHz時
※2:環境光2klux、光源強度104mW(平均)、変調周波数100MHz、光源波長850nm時
※DepthSense®は、ソニーセミコンダクタソリューションズの子会社であるソニーデプスセンシングソリューションズホールディング社の日本国およびその他の国における登録商標。


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情報提供元:ソニー株式会社
https://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press/201712/17-114/index.html

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