ソニーがDRAMを積層した3層構造のCMOSセンサーを開発発表

ソニーが、DRAMを積層して高速読み出しを可能にした三層構造の1/2.3型CMOSセンサーの開発を発表しました。

ソニー、DRAM層を加えた3層積層型CMOSセンサーを開発 (デジカメWatch)

  • ソニーは2月7日、DRAMを積層した3層構造の積層型CMOSイメージセンサーを開発発表した。スマートフォン向けで1/2.3型、有効2120万画素。ベイヤー配列カラーフィルターを採用している。
  • 裏面照射型画素部分と信号処理回部分の2層からなる従来の積層型CMOSセンサーの中層に、さらにDRAMメモリーを積層。高速読み出しによるフォーカルプレーン歪みの低減や、フルHD/最大1,000fpsのスーパースローモーション撮影を可能とする。
  • イメージセンサーから他のLSIに信号出力する際の速度制約も、信号をDRAMに一旦保存することで規格に合わせた速度で出力できる。これらにより、1,930万画素の静止画1枚を従来比約4倍の1/120秒で読み出せるようになった。

 

ソニーはExmor RSで2層の積層センサーを製品化していますが、今回は3層で、読み出し速度も大幅に上がっているようです。

このセンサーは、スローモーション撮影に非常に強いだけでなく、ローリングシャッター効果も大幅に低減されているようなので、動体の撮影でも威力を発揮そうです。

2017年2月 7日 | コメント(23)

コメント(23)

今回はスマホ向けとのことですがAPS-CやフルサイズでDRAM積層が出来るようになると連写革命が起きそうですね。
東京オリンピックまでに実現出来るかな?

この記事を読んで、3年後にCANON、Nikonの名前に続き、SONYの名前が入ったスチールカメラを持ったカメラマンたちが東京オリンピックの撮影をする光景が見えました。

3層構造が可能な製造プロセスが出来たということは、Foveonのような
RGB3層のセンサをその気になればいつでも作れるということでしょうかね。
シグマの特許が切れたらソニーからRGB3層センサがリリースされることを
つい期待してしまいます。

キッチリと研究は、進んでいるようですね。 α7のFPSが無くなるのも、あと数年以内?
SONYさん、東京オリンピックまでに望遠系のレンズ増やさないと・・・

>FoveonのようなRGB3層のセンサをその気になればいつでも作れるということでしょうかね。
全く別の話ですね

3層構造とはプロセス的な積層構造のことではなく、TSVによる組み立て積層構造でしょう。

情報の伝送にボトルネックがあった様な話に聞こえますね。
もしそうなら、デジタルのローリングシャッター現象は計算速度自体が大きな問題じゃなかったんですね。

「高速読み出し実現のために、アナログ映像信号をデジタル変換する回路を4段構造に倍増。」とのことですが、A/D変換を4回に分けて行うことで高速読み出しできるのは、積分型なのかもしれないです。(パイプライン型だと変換する段数に比例して変換時間が伸びてしまう)

また、CMOSプロセスならアナログ的に保持している撮像素子からの信号レベルを必要に合わせてA/D変換で読みだしてもいいのに、わざわざA/D変換してからDRAMに格納後、必要に合わせて読みだす方法にしているのは何かしらの理由があるのかもしれないですねえ。(DRAMを使用せずにデータをアナログ的に保持する方法の方が消費電力は少ないと思います)

これをペンタのQに乗っけて、4K動画、高速連写、ハイフレームレートで撮影出来たら買っちゃうな!
新型が出なかったのは、これ待ちと思いたい。

読み出しがここまで高速化されればブラケット撮影用の連射が常用できるようになるので、それをHDR処理できますね。スマートフォン向けの小さいセンサーですから、ダイナミックレンジを向上できることは大きな利点でしょう。

これがフルサイズセンサーに応用されれば、いよいよ動画からの切り出しによる決定的瞬間の撮影が現実のものになりますね。

データ量が大変なことになりそうですが・・・・(笑)

ぶ さんに同意します。
ペンタックスQでシネレンズが歪みなしで使えたらーと何度思ったことか。
加えて、今劣勢の豆センサーコンデジが、少しくらい復権しないかなぁ。
被写界深度の深さは、マクロシステムにおいて何者にも代えられないメリットなんですよ。あと、スナップ。
このタイプのセンサーが大型化する前に、一花咲かせて欲しいです。

ぬこペンさん同意ありがとうございます。
調子こいて、書き忘れたのを追記です。
Qに積んだとして、150mm F2.8 テレマクロ レンズ内手ぶれ補正があれば825mm相当のF2.8。高速連写でリアレゾなんか搭載したら豆粒センサーのイメージが変わらないかなぁと。
ボケの大きさはさておき、今でもA3ノビくらいは全然問題ないですからね。
勝手に夢が膨らみます。

> 矢切の渡しさん
そもそも各画素のアナログ情報は常に変更されてしまうので、逐次読み出しの間に変わってしまうのがそのままローリング歪みなんじゃないでしょうか。
なので、A/D変換して値として保存しておく、と言うことなのかなと。

4段構造というのは多分CPUで言うところのパイプライン処理に当たるんじゃないかなと理解しております。
ラッチを入れて同期を切り離すことで一箇所のスタックを全体に影響与えないようにするためですかね。

ペンタックスのQに、イイですねー!
お蔵入り?の山Qに搭載とかしたら…
明るい単焦点も新たにラインナップとか?
あとは、RICOHのthetaに搭載、全天球4K動画ですかね。

スマホで実用レベルだと数年でフルサイズまで展開してくるでしょうね
いずれメカシャッターが不要な時代が来るかもしれませんね

Foveonの構造でなくても、この技術によって手持ちのピクセルシフトがどうにか可能になるということでしょうか。これができれば高感度やDR的にも有利ですよね。

GoProが完全に停滞してしまったいま、アクションカメラに新たな風を吹き込むのに役立ちそうなセンサーだと思う。
唯一欠点をあげるとしたら、画素数が多すぎて暗所性能に不安が残る点か。

PENTAXのQに!
良いですね〜。夢がある。
しかし、Qはレンズを含めてディスコンになってたと思うので、望み薄かな。

衝撃はいつもSONYからですね。
SONYから目が離せません。

Qに搭載されたら素晴らしい!ということをおっしゃっている方が何人かいらっしゃいますが、このセンサーがQに搭載されたとしても、さほどメリットは無いのでは?
Qのボディには元々メカシャッターがありませんので、メカシャッターレスになったところで、ボディの小型化には繋がらないでしょう。
レンズシャッターが付いていない、03レンズはじめ数個のトイレンズでの撮影時にローリングシャッター歪みに悩まされない程度のメリットしかないと思います。
AFが早くなるわけでもないので、Qが動体撮影に強くなるわけでも無いでしょう。
動画の撮影能力は上がりそうですが。Qでの動画撮影に不満を感じていた人はいるのでしょうか?
このセンサーは素晴らしい物で、今後のカメラの姿を変えていく物だと思います。1/8000で切れるメカシャッターに何の価値も無くなるわけです。そもそもメカシャッターレスのカメラが当たり前になると思います。すごいことですね。

AD変換の4段構造というのは異なる傾斜のランプを4つもっているということだと思います。

ウエファーレベルの積層だとこのくらいのサイズが丁度良く、1型がギリギリなのだと思います(1型センサーの積層技術は違うかもしれませんが)。
フルサイズのセンサーの面積を積層すると相当歩留まりが悪くなります。どちらに不良があってもいけないので、二層積層なら面積二倍と思えばよいので、44x33くらいのセンサーと同じ値段になってしまいます。
それでもマーケット的に行けると思えば、製品になるのでは?
技術的には可能でも、ビジネスとしてペイしないといけないのでそう簡単にはいかないでしょう。

ぶ さん、ありがとうございます。
豆センサーのシステムとしての可能性は、まだまだこれからと思うので、夢が膨らみます。
かめ吉さん、完全にレンズもディスコンになっていたとは!知りませんでしたね。

あと、もち さん。例えば、普通に使っていてはあまり問題ないのは確かなんですが、Qはシネレンズの母艦、特にDマウントや、イメージサークルの小さいCマウントに最適で、もちろん動画用としても理想的なんです。因みに自分はシネレンズでフワフワしたイメージのスナップとか撮っていたのですが、どうしても像が歪みます。あと、花と虫も撮ったのですが、羽がゆがんでしまうのです。
せめて、歪みが出ない程度の電子シャッターが切れれば、相当(遊べる)可能性が増えます。
Qはともかく、このセンサーが将来のデジカメの1つの可能性を示すのは確かだと思います。実用化されるのが楽しみです。

〉もちさん

確かにQをそのまま使えば特に目立った改善は無いかも知れません。

しかし、私は600ミリの単焦点にQ7を付けて、超望遠システムとして野鳥撮影に使ってます。
換算3000ミリ超なので、シャッターショックが気になります。どこまで影響するかは実際のところはわかりませんが。
野鳥撮影は、今まで超望遠システムを作ろうとすると、デジスコの様に優秀なフィールドスコーブに余計なレンズが付いたコンデジを使うのが一般的でした。改造しちゃう特殊な人は別として。
そこに、豆粒センサーでレンズ交換が出来て、その気になればBORGを直焦点て使える。しかもRAW記録対応。
これは野鳥撮りには待ちわびながらも諦めかけてた夢のカメラでした。

そこに、メカシャッターが無くなればシャッターショックを気にしなくて済む。
メカシャッターじゃなくても、ローリング歪みがほぼでない。
超高速連写で、今まで気がつかなかった鳥の姿が見えるかも。
フルHD1000fpsなんて、どんな世界か見てみたい!

これだけで、新しいセンサー積んだQは夢の続きを見させてくれるかも。という期待が持てるのです。


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このページは、2017年2月 7日 に公開されたブログ記事です。

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