ソニーα77には裏面照射型CMOSセンサー"Exmor R"が採用される?

Sony Alpha Rumorsに、ソニーα77のセンサーに関する噂(公式からのリーク?)が掲載されています。

Hey, did Sony just confess they will use Exmor technology on future Alphas? :)

  • ご存知の通り、NEX-3/5やα33/α55はExmorセンサーを利用している。2~3週間ほど前にα77は裏面照射型の新しいExmor R CMOSセンサーが採用されるという話をしたが、以前、ソニーエリクソンのエクスペリアの発表でソニーが公開したティーザー広告が、αに裏面照射型センサーが採用されるかもしれないことを間接的に裏付けている(※リンク先に画像があります)。

 

「α77に裏面照射型センサーが採用される」という噂には覚えがないので、見落としていたようです。以前、海外でソニーの関係者が、α700後継機のISO感度は数十万に達するというような発言をしていましたが、ひょっとするとこの記事にある裏面照射CMOSの採用と関係があるんでしょうか。

ただ、以前、ソニーの技術者の方が画素の大きい大型センサーを裏面照射にしてもあまり効果が無いと発言していたので、この辺りの事情がどうなっているのかが気になるところです。噂されている2400万画素ともなると、APS-Cでも裏面の効果があるんでしょうかね。

2011年2月18日 | コメント(44)

コメント(44)

高感度は他のクラスのαに任せて…中級機は通常の画質で勝負しましょうよとか思うのですが…
色々盛り込まれる事には反対では無いのですが裏面照射型だけは現状受け入れ難いと言うか、高画素化のために裏面照射センサーを使うくらいならそれこそ画素数据え置きで良いです。

うっそ、マジっすか?
でもその広告の一文だけ見るぶんには、単なる誤表記かなんかかなーという気もします。Rumor系ニュースを見慣れてくると、よろこびすぎてあとで違っていた場合に凹まないようブレーキをかけるクセがつきます(笑

感度面で効果のあるとされている小型のセンサーでさえも画質において高い評価は受けていない裏面照射を急いでAPS-Cに搭載する必然性が見当たらないなぁ・・・というのが正直な感想です。

「世界初」の冠が欲しいだけの理由では、αのエースナンバーでの採用はリスクの高いチャレンジですね。

透過ミラー機といい、NEXといい、見切り発車的なハイリスクのチャレンジを続けているSONYですので、あながちただの噂とも言い切れないですけど。

管理人さん始めまして。
ひょっとして2400万画素というのは裏面CMOS800万画素を縦に三つ並べて「APS-Cセンサー一枚分!」として画像生成する構造だったりして、、。
まあ、笑える思い付きですが。

大雑把な計算ですが、APS-Cで2400万画素の密度ならフォーサーズで1350万画素、1/1.5インチセンサーで338万画素、1/2インチセンサーだと190万画素しかありません。
これだと配線部の影響も小さいので裏面照射の効果は少なそうに思います。
とはいえ裏面照射にするデメリットがなければ、少しでも感度が上がるので裏面照射にする可能性はありますね。
デメリットって何でしょう?コストに関しては、製造技術が進めば下げられるでしょうけど、他に何かありますか?

裏面照射は、ノイズの増加が著しい。

低感度での画質は従来のセンサーに劣るという評価だった気がするんだけど、更に画素数が2000万オーバーとか、全然嬉しくない

APS-Cサイズの素子で、裏面照射型の効力がどれだけあるか?
逆に低ISOでの問題点がどれだけ解消されるか?
興味深いですね。

最低感度ISO1600とかだったりww

誰も背面照射型がテレセン問題に強い部分は触れないのですね。

裏面ですか・・・・
コンデジでは嫌なイメージしかありませんが大丈夫なんでしょうかね? ISO12800でもそれなりに綺麗に撮れる代わりに200でも空が汚く写るとかだけは勘弁してくださいよSONYさん!

裏面照射が、低感度で画質が悪いというのはWX1で初めてコンデジに採用された時、CCDに比べてそう言われていただけで(その評価は私も同感)、そもそも、C-MOSは画質においてCCDに劣るのが一般的です。裏面照射CMOSに限った話ではありません。

ExmorRの実用感度域がCCDより格段に上がったので、それに比例して低感度もすばらしい画質になるという期待があり、それに対する失望が「裏面照射は低感度が低画質」といった誤った認識を広めたにすぎません。実際は、低感度の画質も通常CMOSより格段に上がっているのです。

コスト的にかなり安くできるにもかかわらず、裏面照射が実用化するまでコンデジでC-MOSが使われなかったのは、とてもじゃないけどコンデジサイズのセンサーで通常C-MOSを使うと、画質的に使い物にならないとメーカーが判断していたからです。実際、GEや中国製メーカーなどで、500万画素クラスのC-MOS(裏面照射ではない)採用コンデジが現在でも売られていますが、すさまじい低画質です。

裏面照射は、それを使い物になるレベルまで引き上げたので採用されたわけです。

一眼レフのC-MOSがコンデジより圧倒的に画質がいいのは、通常C-MOSが優れているというより一画素あたりのサイズが圧倒的に大きいからです(面積比10倍以上)
ただ、APS-Cなどの大型センサーでは裏面照射型のメリットは小さい、というのはメーカー開発者自身が語っています。

コンデジの裏面照射CMOSの低感度画質は褒められたのもではないので、その辺が克服できてるかですね。
あと、「Exmor」と「Exmor R」は誤表記が多かったり、区別付いてない人が多かったりします。ソニーもブランドイメージ先行で間違い、勘違いも戦略に含んでそうなのが何ですが…

α900の約2400万画素センサーで約6コマ/秒でしたので噂通り2400万画素で12コマ/秒以上を達成するためには裏面照射型で信号層を増やす必要性があるのではないか前から考えています。
たしかに熱ノイズの増加は心配ですけど、照射面に配線層がなくなることによるセンサー周辺部の画質がどうなるのか非常に興味があります。

リンク先の文章は「既にAlphaで使われている」という表現なので、単純な誤りでしょう。
通常の個体撮像素子は、質量が十分に大きなシリコン基板上に形成され、個々の素子の熱状態はシリコン基板で平均化・安定化されます。しかし裏面照射では、シリコン基板は薄く削られるため、素子の状態を安定化できません。そのため、裏面照射型撮像素子は熱ノイズが発生しやすくなります。
パッケージが小型であれば直ぐに素子全体が熱平衡状態になるのでしょうが、大型の裏面照射型撮像素子の実力を発揮させるためには、冷却機構が必須です。
もし冷却機構をカメラに実装できれば、感度は桁違いに上がるでしょうが、筐体の小型化は難しくなりますね。

CMOSがCCDより低感度画質が劣るかどうかは、
今後の設計次第で解決出来ると思います。
CMOSはCCDより伝送路のノイズの影響に強い、
その代わり、センサー面内にADコンバータを実装しているので、
実装制約が厳しく贅沢なアナログ回路が形成出来ない、
といった一長一短の側面があるのだと思います。

プロセス技術が微細化して、画素ピッチが小さくなっても、
アナログ回路の微細化対応は難しいですからね。
三次元構造IC製造技術でクリアされると
期待したいですね。

公式サイトのセンサーのところに”R”の文字が無いので、α77には裏面照射CMOSは搭載されないと思いますが(NEXの新機種にはあるかも?)、あえて噂にのっかるなら

透過ミラーでの減光分を補完するために裏面照射CMOSにすることで受光量を増やすというのは、手段はともかくとして論理的には間違ってないと思います。

ただ問題なのは、それでデジイチユーザーが納得する画像ができあがるのかということですよね。

そこで予想するのは大幅に改良した新世代画像処理エンジン”BINOZⅡ”が登場するのでは?ということ。(公式サイトには画像処理エンジンについては一言も触れていないですし)

これが成功すればα900後継機ではフルサイズ4000万画素裏面照射CMOSにデュアルBIONZⅡとかやりそうw

>鳥さん
 勉強になりました。ありがとうございます。

所謂「ミラーレス機」が単に「デジタル一眼レフ機」からミラーを端折ったワケではないように、裏面照射型CMOSも単に従来のCMOSの配線をフォトダイオードの裏に持ってきたワケではありません。

配線の発熱問題やフォトダイオードから発生するノイズの問題は従来のCMOSより深刻で、それらの解決のためにSONYは対策を施しています。したがって、裏面照射型CMOSと従来型のCMOSで高感度撮影で前者が有利なのは周知の通りですが、低感度においてそう言えない点がある可能性もあると思います。
要するに別物なんです。

いずれにしてもAPS-Cの裏面照射型CMOS機が本当に出れば横並びで評価が出来るので楽しみではありますね。

そもその裏面照射型CMOSセンサーはノイズを減らすために考えられたセンサーです。APS-Cサイズのセンサーと10分の1以下のサイズの裏面照射COMOSセンサーを比較して性能が良くないというのはバカげています。コンデジにおいてあの小さいサイズであの画質は裏面照射COMOSセンサーだから出来ることです。処理の速さから高速AFに使え、動画にも強いなどの利点もあります。普通のCMOSセンサーやCCDには出来ない芸当だと思っています。新型NEXに0.1秒高速AFが採用されるとすれば裏面照射COMOSセンサーになると思います。日本では、ほぼソニーの独占と言えるので他の製造メーカーはくやしいでしょう。
方式はどうであれ少なくとも同等に近い性能のセンサーを開発しないとかなりヤバイ状況になるのではないかと予想します。

もし背面照射センサーが使用されそれが実用になるのならば素晴らしいことです。
コツコツと研究開発していたのが実を結んだのでしょう。

小手先の改良でカメラを売ってきたメーカーは見習ってもらいたいですね。

たいへん興味があります。

ソニーの最近の特許に係る出願公開情報では、
たしか、有機系PD1つと無機系PD2つを縦に並べた
セル構造の撮像素子の提案があったようですね。
しかも裏面照射型です。

これが量産にこぎつけたのかどうか、
どの程度の微細化が可能になっているかは分かりませんが。

また別のセンサーについてですが、
平坦化による集光レンズ組み付け精度向上などの
製造精度の引き上げや誤差を吸収する設計上の工夫なども
がんばっているようですね。

ともあれ、
少しでも画質を上げる努力をしていることは間違いないので、
頼もしい限りですね。

技術的なことは門外漢なので分かりません(笑)
素人的にはデジタル一眼レフのような大きなセンサーでも画素数が上がって受光率が減少すれば意味のある技術なのかなとは思います。
ソニーはこの技術に相当の人と資金を注ぎ込んでいますから、利幅の大きいデジイチ用のセンサーにも採用してくるでしょうね。
写真を趣味としてデジイチを持っている一消費者としては低感度と高感度での画質が全てです。
どんな絵になるか楽しみではあります。

>花畑四十郎さんへ

いえいえ、参考になれば幸いです(・∀・)
ただ、上述のように、通常CMOSに比べての画質面でデメリットはないはずですが、そもそも大型化がすごく難しいはずなので(普通のCMOSよりかなり薄くもろい。厚さ1/100くらいだそうです)この情報が本当かどうかまでは分かりませんね。

表面処理が難しく隣の画素に光が漏れて低感度で画質がよくないって聞いたけど実際出てみないことには解らないですね

なんというか、ハイテク満載しまくりのカメラになりそうですね。少しぐらい次回にとっておけばいいのに(笑)。

α77は買うつもりでいましたが、裏面照射ですか。
激しく微妙な・・・地雷のような気がしてきました。

Sonyのエンジニアから、APS-Cクラスの撮影素子では・・・という話をするちょっと前に、噂はあったと思いますよ。小耳には挟んでいましたし、実際研究開発レベルではあったとは思いますけどね。

まぁ、個人的にはCCDのフルサイズセンサーが欲しいと言いつづけている人間なので、裏面照射CMOSセンサーといわれてもふ~ん程度だったりはするのですが(苦笑)

ただ、トランスルーセントミラーであれば、裏面照射CMOS使って、高速連写モデルというのがあってもおかしくは無いと思いますね。現在の状況であれば、商業的には成功する可能性も高くなりますからね。α77でどの程度冒険してくるかは分からないですけどね。

通常の(表面)CMOSに対しての裏面CMOSの利点は光学的にテレセン性を要求しないが一番で、ほんとに感度が高いかどうかはまゆつばなところがあると思います。
裏面CMOSのデメリットは、CCDや表面CMOSと比較して、構造上の制約から画素間のクロストークが増えやすいことです。
画素ピッチの大きいセンサの場合、裏面の利点よりデメリットの方が大きいと思います。
また、裏面センサは画素側を薄く削るからもろいということはありません。その分配線層側を厚くしています。

新製品のコンデジFinepixF550EXRは裏面照射+ハニカム配列CMOSを搭載してるんですが、

FUJIFILMの裏面照射CMOSは、SONYの工場で作ってるらしいので、裏面照射技術とハニカム配列それぞれの技術をあわせた共同開発センサーとして搭載する可能性もありますよね。

ちなみに新センサーは低ISO時のノイズもそれなりにクリアしてました。

裏面照射+ハニカム配列CMOS画像サンプル
http://fujifilm.jp/personal/digitalcamera/f/finepix_f550exr/sample_images/

この画質でAPS-Cならありえる気がします。

背面照射型の特許をソニーが握っているうちはソニー製以外あり得ません。

中級機の発売が遅れているのは、センサーの開発が難航しているから、かもしれないですね。これ以上お客さんを待たせられないと、とりあえず使えるセンサーを代用して発売しちゃえば良さそうに思えますが、それをしないのは、開発中のセンサーがそれだけ魅力的であり、それ無しに77はありえない!としか思えないからなのかもしれませんね。

そもそも裏面照射型CMOSセンサーって何ぞ?って思ってたら、
偶然こんな記事を見つけました。
http://aska-sg.net/maker_int/makers-005-20081029.html

ニュースリリース2008.06.11
http://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press/200806/08-069/index.html

ソニーの開発者が現段階の裏面照射型CMOSセンサーは、画素ピッチの狭い小型高画素センサーに対して有効。35mmフルサイズやAPS-Cサイズといった画素ピッチに余裕のあるセンサーでは、裏面照射型にしても大幅な感度向上は見込めないのではないかと…

誰も何の根拠もなく言ってるのではないですよ。

コンデジで良いからとデジイチでも良いとは言えないのが現状でしょうね。
将来的にはクリアされるかもですが有機三層センサーとどっちが先か?

感度を上げられるのと設計の自由度で利点ですが裏面ならではのノイズ問題(表面ではないノイズ)と隣のセンサーにもれる光が起こす低感度時の画質の悪化等が問題ですね。ノイズに関しては抑えるためにディテールが犠牲になってる傾向があるように感じますね。光が強いと同様にディテールがつぶれ気味になるのが低感度に弱いといわれる所では?

表面よりも色精度が悪いのはXRハンディカムが出たときからですが暗所になると逆転するのでプラマイゼロ?

特にデジイチで問題になりそうなのは絞りが閉まってるときは光はまっすぐで問題ないですが絞り開放時に光が斜めに多く入り込むので、ただでさえピッチが広いデジイチではメリットよりもデメリットのほうが大きいでしょう。
明るい単焦点レンズや斜めの光が多い魚眼や広角レンズ等を使う機会が多いでしょうからね。
大型化が難しいのと熱問題があるのは言うまでもないかと…

噂のキヤノンのミラーレス対抗機が1インチサイズのセンサーで2400万画素の裏面照射CMOSというのも満更ウソではないスペックなのかもですね。

あと裏面照射センサーの特許は三層センサー同様にAFセンサー付き等各社独自のものを持ってると思います。

”裏面照射型にしても大幅な感度向上は見込めない”
てのは歩どまりが原因で大型化できない言い訳でしかないと思うのは俺だけですか?
”現段階の”と付けることで嘘ではなくなる魔法の言葉。

APS-C中級機に載せるんなら”次世代”であることを期待したい。
ただ、気になるのは発表までの期間が長いこと・・・
待たされてる身としてはセンサー開発待ち→性能不十分→強引に製品化。という最悪の流れは避けていただきたい。

「隣のセンサーにもれる光」って、何か技術資料根拠の話ですか?
確かに最終的な画像は隣のピクセルへの色滲みのような画質劣化がありますが、ダイレクトセンサーではなくベイヤー構造ですから直接の滲みになるわけもなく、これはノイズ処理の過程ででる画質劣化と捉えているのですが。
また「隣のセンサーにもれる光」があったとすれば、相対的に画素面積が大きくなればなるほど比率が少なくなりますから、そうなると撮像素子の大型化は有効な手段なのではないですか?
さらに絞り値によるテレセン問題の解釈がまったく逆なのですが、表面照射のマイクロレンズ集光仕様の方が周辺画質が良くなるということでしょうか?
蛇足ですが、噂の1インチミラーレスは「ニコン」ですね。

裏面センサの画素間クロストークですが、光レベルもありますが、画素で発生した電子レベルのクロストークが問題なんです。その点ではCCDの方が構造的に優れていると思いますが...
CCDはHD動画のような高速動作をすると消費電力が極端に増えるのが欠点なので、CMOS化の流れはとまらないでしょうが、
裏面照射型CMOSに過剰な期待を持たないほうがいいですよ。
大型の裏面CMOSは技術的な魅力はあまりないです、コマーシャル的には便利な言葉かもしれませんが...

CCDと比べるとそうなので、比較対象がCCDになるコンデジサイズの素子ならば判る話です。けれどAPS-Cサイズならば、比較対象は通常のCMOS撮像素子ですよね?
レンズが単焦点で交換不可であればX100のような最適化手法が使えるので良いですが、レンズ交換式であればテレセン問題に強いというのは大きなアドバンテージだと思います。
現状の問題点は、ダイレクトセンサーでの高感度補完のように技術的に避けられない問題ではないので、今回採用されるかもしれない素子がどの程度の仕上がりかは知りませんが、本当なら一歩前進なので面白いなと。
これまで光を妨げないようにしていた配線を太く厚くするだけでも強度や放熱性は稼げますからね。

テレセンに関しては光学設計の最適化で回避できますが、画素間のクロストークは何か技術的なブレイクスルーがないときびしいのでは...
現状のクロストーク量は、裏面CMOS>>表面CMOS>CCDなのでこれが明るい被写体でのS/N劣化にきいていると思います。
画像処理でクロストーク分をキャンセルする演算をかけないといけないので...

クロストークについては大型撮像素子なら逆に対策ができるように思うのです。具体的に2案ほど思いつきますから。
いずれにしても現時点で背面照射型CMOSの採用はセールス的な意味合いが大きいでしょうが、いつかは差別化も含めてネガを潰してくるでしょう。
パナソニックの撮像素子がCCD同士での比較ですらソニーに及ばないのは寂しい限りです。

ひらめいた!
カメラボディ内部に低感度撮影用のCCDと高感度撮影用の裏面照射CMOSを用意して、スイッチ一つでスライドか回転させるかして使い分けられるようにすれば良いのではないかと!
例えばCCDとCMOSを表裏に貼り合わせる感じにして、左右に軸があってくるっと回転させてやれば・・・

技術的に可能かどうかはわかりませんし故障も増えそうですがねw

隣のセンサー(画素)に光が漏れる話しはソニーの開発者の話しです。
現在はその部分は削除されていますが削除前の記載では隣に漏れないようにすると光が届かなくなるのでその妥協点が難しいとあったと思います。
勝手な憶測で書いてる訳ではないです。

他の方も隣の画素にとあるので他にも見た方がいるのではないでしょうか?
絞りについてもソニーの開発者の話しなので検索してみてください。

もう時間が経ってるので全てがクリアされる可能性も十分あるのは否定しません。20年以上前からある裏面センサーの技術ですから!カメラやビデオ用に量産したソニーの技術は素晴らしいと思います。
いずれ登場するかもしれないソニーの三層センサーは裏面照射型なのでデジイチよりもコンデジやハンディカムに先に採用されるかもですね。(特許記事より)
ソニーは他にも色毎の画素サイズが異なる撮像素子やハニカム型等いろいろ持ってるようなので楽しみは尽きませんね。

キヤノンのミラーレス対抗機は4/3サイズが有力でしたね。失礼しました。
4/3サイズで画素数が2400万画素は噂ですけど…

裏面照射素子の売りである斜めからの光が配線に遮られず届くという部分が隣への光漏れの原因では。
シリコンに光が当たるだけではダメで透過しないと信号が発生しませんし、入射角によっては隣の画素に光が通ってしまうのでは?

ですので、配線などという分厚い金属ではなく、どうせ貼り付ける原色フィルター上で四隅をマスキングすれば良いだけでは?最低限のマスキングで済みますからマイクロ集光レンズも不要です。
この程度は僕レベルでもすぐに思いつきました。実用化には課題があるでしょうけど。


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