索尼半导体,进军CIS新赛道

来源:半导纵横发布时间:2026-10-22 11:47
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芯片尺寸仅1毫米见方,有效像素约51万,最高支持60帧/秒拍摄,同时可通过5米长线缆实现数字信号传输。

索尼半导体解决方案公司正式进军医用一次性内窥镜CMOS图像传感器市场,10月22日,公司发布了发布该赛道首款自研新品IMX742。芯片尺寸仅1毫米见方,有效像素约51万,最高支持60帧/秒拍摄,同时可通过5米长线缆实现数字信号传输。索尼半导体表示,在医用一次性内窥镜图像传感器中,同时做到1毫米见方尺寸与5米数字传输,属于行业首创。

一次性内窥镜使用后无需清洗消毒,有助于防控感染、减轻医护人员负担,因此需求持续增长。市场调研机构MarketsandMarkets在2025年10月发布的报告显示:全球一次性内窥镜市场规模将从2025年的9.5亿美元,以22.9% 的年均复合增长率增长,预计2030年达到26.7亿美元。

此前索尼半导体一直为可重复使用内窥镜供应图像传感器。据称从CCD图像传感器时代,该公司就布局这一市场;近几年也陆续推出CMOS产品,2025年发布IMX446、2026年发布IMX447。索尼半导体成像系统事业部业务负责人远藤琢朗表示:“我们把可复用和一次性两个方向都看作重要市场。尤其是一次性内窥镜,未来增长潜力可观,客户很早就向我们提出了推出对应产品的需求。”

在1mm芯片内集成模数转换电路,保住51万像素

IMX742是背照式CMOS图像传感器,有效像素720×720,像素尺寸1.0μm,芯片大小1.0mm×1.0mm。支持卷帘快门与全局复位,可工作在30帧/秒或60帧/秒。

用于细径内窥镜的图像传感器,需要在有限的芯片面积里放下像素区域和周边电路。想要支持数字输出,就必须在传感器内部集成模数转换器,小型化就此成为一大难点。该事业部设计负责人铃木笃史回顾道:“模数转换电路在模拟输出方案里本不需要,我们要把它塞进1毫米见方的狭小空间。如何在保证像素数量的前提下压缩周边电路体积,是开发过程中的核心难题。”

本次开发中,团队筛选必要电路、精简功能,以此压缩周边电路占用面积。远藤琢朗强调:“我们依托长期积累的电路设计技术,只保留真正必要的功能,最终实现芯片小型化。”

自研双向通信技术,助力内窥镜小型化、细径化

除此之外,IMX742搭载自研双向通信技术,视频信号和传感器控制信号可以共用同一组信号线传输。常规方案里,视频输出一般占用2根信号线,再额外用2根信号线通过I2C等总线控制传感器。而IMX742只用2根信号线,同时承担视频输出和传感器控制。

铃木笃史解释:“传输画面时,信号从传感器发向后级电路;控制传感器时,信号反向传输。依靠一组信号线完成双向通信,能够减少所需布线数量。” 这项设计将传感器引脚数量控制在6个。信号线变少,有助于线缆做细,也能节省内窥镜内部的布线空间。

索尼半导体称,依托这些特性,这款传感器可以推动支气管镜、输尿管镜等细径内窥镜进一步缩小尺寸、提升画质。

5米数字传输为何十分关键

IMX742的另一大亮点,就是支持5米线缆数字传输。内窥镜除了伸入体内的插入端,还需要连接从手持操作手柄到图像处理设备的线缆。索尼半导体介绍,部分产品仅插入段长度就超过2米,手柄到图像处理设备之间也可能需要2米以上线缆。

远藤琢朗说:“除内窥镜插入部分外,还要考虑手柄到图像处理设备的距离。实现5米传输距离,才能适配丰富多样的应用场景。”

长距离传输的一大痛点是信号容易混入噪声。传统模拟输出方案一旦噪声叠加在视频信号上,接收端很难区分原始信号与噪声,线缆长度因此存在上限。铃木笃史解释:“模拟输出时,传输线路一旦引入噪声,噪声和原始信号无法分离,画面就会带上噪点。换成数字输出,即便传输途中混入噪声,只要接收端可以正确还原0和1信号,就能降低对画面的影响。”

IMX742在传感器内部就完成视频信号数字化,降低长距离传输下噪声带来的干扰。注:5米传输距离,是索尼半导体在评测环境中使用AWG44规格线缆验证得出的数据。

支持60帧/秒,消除医护人员画面卡顿不适感

IMX742可在约51万像素下实现60帧/秒成像。内窥镜观察对象、镜体本身都可能移动,画面流畅度直接影响操作手感与可视效果。远藤琢朗介绍:“不少医护反馈,30帧画面看着有明显卡顿不适感。想要满足临床使用需求,就需要做到60帧,所以这款新品加入了该能力。”

数字输出降噪,在内窥镜这种光照有限的场景同样具备优势。内窥镜要在体内黑暗环境拍摄,需要依靠前端搭载的LED光源照亮观察区域。但LED亮度提升会伴随发热增加,医疗器械有强制温度规范,不能随意提高光功率。

远藤琢朗说:“内窥镜场景要求在有限光照下,依然保证足够画质。模拟输出方案在暗光环境下噪点会非常显眼;数字输出可以抑制这类影响,在降低LED输出功率的条件下也能正常成像。” 数字输出减少传输链路引入的噪声,让设备在这类受限条件下更容易维持画面质量。

依靠自研技术开拓市场

医用一次性内窥镜CMOS图像传感器赛道,已有豪威集团、ams OSRAM等厂商推出相关产品。索尼半导体的核心优势,是多年图像传感器研发沉淀下来的像素技术、电路设计能力,以及结合各项技术匹配客户需求的设计经验。本次IMX742同样发挥这些积累,在1毫米见方的芯片上同时实现约51万像素与5米数字传输。

IMX742计划从2026年11月开始送出样品。远藤琢朗表示:“长期以来很多客户都希望我们尽快推出一次性内窥镜专用传感器。目前我们正在持续向客户推介这款产品,市场期待度很高。”

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