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αシリーズにも使用されているソニーの光学センサー裏面照射型CMOSは日本を救うか!?

やや大層なタイトルですが、α7Cにも使用されているソニーの裏面照射CMOSは、ハイテク技術会社としてのソニーの復活、ひいてはモノづくり大国日本の復活を担うかも知れないと思い、記事をまとめてみようと思いました。

なお、本HPはあくまでカメラ初心者向きです。

α7Cの夜景撮影能力を支える裏面照射CMOSとは?

α7Cはめっちゃきれいに夜景が撮れる!

α7Cはソニーのフルサイズミラーレス一眼・αシリーズの中では入門機的な位置づけにあるにも関わらず、その夜景撮影能力は秀でています。夜景に関しては、以前つかっていた2012年発売のキャノンのAPS-C入門機とは全く勝負になりません。

少しサンプルを見てみましょう!(すべてRAW現像)

大阪中ノ島の写真。微妙な光の当たり方による質感・光の反射具合の表現がエグいくらい・・・

大阪中ノ島の剣先噴水。

大阪南港。

全てRAW現像していますが、JPEGでも十分高品質です!

人間の目の感度を遥かに超えたソニーαカメラの真骨頂は、このように夜景撮影にあると思います。この高感度を支えるのが、ソニーの「裏面照射型CMOSセンサー」です。

裏面照射型CMOSとは?

CMOSとは、Complementary Metal Oxide Semiconductor(相補性金属酸化膜半導体)で、半導体の一種です。半導体といえば、テクノロジーの根幹ともいえる技術です。スマホ含め、デジタルカメラやデジタルビデオには撮影のためのセンサーとして、「光を感じ取って電気信号に変換する技術:フォトダイオード」が使用されています。

ざっくりというと、3段階の技術ステップを理解すると分かりやすいと思います。

 

①CCD(電荷結合素子):画質〇 処理速度△

②CMOS :画質△ 処理速度〇

③裏面照射型CMOS: 画質〇 処理速度〇

①は旧来型、②は①より処理速度が速いが画質が落ちてしまうという特性があります。

しかし、ソニーはかつてよりCMOSセンサーの開発・技術革新に取り組んできました。その一つの結晶が、③裏面照射型CMOSというわけです。

当ブログは初心者向きですので、めっちゃザックリと解説します。詳しくはソニーのHPをご覧ください。

②通常のCMOSセンサーと③裏面照射型CMOSセンサーは、いずれもフォトダイオードが根幹技術にありますが、違いはフォトダイオードの位置にあります。

②通常のCMOSセンサーは、フォトダイオードの受光面の「前」に電気情報を取り出す配線があるため、フォトダイオードが光を検出する「障害物」となります。一方、③裏面照射型CMOSセンサーはフォトダイオードの「後」に電気情報を取り出す配線があるため、フォトダイオードが光を検出する「障害物」がありません。

 

こんな感じ。

これだけ見たら、③裏面照射型の方が画質が綺麗に決まってるやん!というのは自明です。しかし、「裏面照射型の構造」を維持するのが難しく、それを成立させるためには技術的なブレークスルーが必要でした。文章で書くと一行なのですが、きっとソニーの技術者さんは相当な苦労をされたのでしょう。そのブレークスルーを経て、裏面照射型CMOSを商業ベースでペイできるようにしたということ自体が、大きな技術革新なのです。

裏面照射型CMOSセンサー採用のソニーαカメラは、その技術的ブレークスルーの上に成り立っているというわけです。

 

裏面照射型CMOSの次のステップ

ソニーのHPには、裏面照射型CMOSセンサーの次のステップとして、「積層型」「Cu-Cu接続積層型」なるものがあります。これらは、画像処理領域と回路領域を分離・積層化することで、「小型化」に成功したというものです。

つまり、

①CCD(電荷結合素子):画質〇 処理速度△

②CMOS      :画質△ 処理速度〇

③裏面照射型CMOS: 画質〇 処理速度〇

④積層型(Cu-Cu接続)裏面照射型CMOS:画質〇 処理速度〇 小型化〇

ということです。

「小型化」も立派な技術進歩ですよね。

ソニーのスマートフォンXperiaにもこの技術が使われているようです。センサーの小型化がさらに進むと、スマホカメラの性能もさらに向上していくことでしょう。

ソニーの中核技術は日本を救うか?

かつて、ソニーは世界のソニーでした。1990年代には世界中にソニーストアが溢れ、いまのアップルストア並みの存在感を誇っていたと思われます。

それが2003年ソニーショックによって暗転・・・

ソニーはエンターテイメント事業や金融業に手を出したりして業務体制の転換に取り掛かります。

いやいや、エンターテイメントや金融って・・・ソニーはテクノロジーを捨ててしまったのか!?ソニーの凋落は技術大国日本の凋落の象徴であったとも思います。

しかし、ソニーの技術はまだ生きていた!

ソニーのホームページを見ると、CMOSセンサーの市場規模が全く小さかった2004年ころから開発に取り組み、今や世界最高水準の技術を提供するまでに復活してきたのです。

ちょっと大げさかも知れませんが、ここに技術大国日本復活のヒントがあるように思います。

ミラーレス一眼カメラαシリーズは、まさに復活をかけるソニーの技術の結晶・・・!特にα7Cは世界最小・最軽量を実現しました。

そういう目でみると、カメラもまた違った楽しみが出てくるかも知れませんね。

 

まとめ

ソニーのα7Cにも使用されているテクノロジー、裏面照射型CMOSについて簡単にまとめました。

研究開発から製品化まで、久々に日本の技術が光る商品だと思います。

日本のテクノロジーの振興のためにも、αシリーズをご愛好ください!

 

 

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