【インタビュー】
実用化が難しかった裏面照射型CMOSセンサー
CCDだけをやっていてもジリ貧になる
デジタル一眼レフカメラへの搭載について
by 小倉雄一

大型素子にメリットが無いんじゃなあ。
これだけコスト掛けて開発しても採算が合わないような。
いやこれを逆手にとって超小型素子のマッチ箱のようなコンデジを作るとか?

絶対的なノイズが少なくなったというのは本当だろうか・・
低感度時のノイズはどうみても同じサイズのCCDより多いような
気がするが・・・

>1

１）今でもデジカメ市場の9割はコンパクト機。
２）しかも携帯向けカメラデバイスも大きな市場。
３）今やソニーにとって、ビデオカメラは数少ないカテゴリートップの製品。
デジタル一眼の動画を制限してでも死守したい特別な市場。

通常のCMOSと比べれば感度が良いにしてもCCDと比べればどうかと言う話はないな。
大差ないなら、連射や動画対応を考えなければCCDで良いという話になるが。

ノイズが少ないというのは、あくまでも従来CMOSとの比較でしょう。
同じ画素数のCCD機（S90）と比べてみると、画像エンジンの差はある
とはいえ、高感度でも低感度でも不利なように見えますね。

>内販も外販も平等に考えています。
ﾌｫｰｻｰｽﾞに搭載してAPSCなみになる夢がかなうか。

>6

あの大きさと画素数の撮像素子を裏面照射で作ったら、
D300より高価になると思われます。

革命的にすげ〜画質が良くなるデジカメ技術ってもっと他になんかないの？
せっかく作っても大して違わなきゃそんなに苦労した意味ないし。

> 革命的にすげ〜画質が良くなるデジカメ技術ってもっと他になんかないの？

単純な方法では、モノクロ専用のセンサーを使えば、けっこう画質は良くなるはず。
現在のカラーセンサーでは、受光部の前に赤・緑・青のフィルターを置き、各画素に入る光の2/3の情報をフィルターで捨てていることになるからです。
たとえば、赤フィルターでは緑と青の光を捨てているし、緑では赤と青の光を捨てています。

また、モノクロ専用では色モアレが発生しないため、ローパスフィルターを外すことも可能。
そのうえ、カラー合成の補間処理も必要でないため、ストレートに画素数分の高い解像度を得ることができます。

赤フィルターだと赤だけマスクされるんじゃないでしょうか

http://www.colortec.jp/contents/camera/dsc-tx1_info1.htm

この実機レビューで、CCD機の「DSC-T700」と裏面照射CMOS機の「DSC-TX1」を比較しているが、裏面照射CMOS機は、高感度時で明らかにノイズが減ると同時に、解像感およびコントラストがあがる、という効果がある。一方、低感度については特に違いはないといえる。

>低感度については特に違いはないといえる。

いや、悪くなってるよ。

> 赤フィルターだと赤だけマスクされるんじゃないでしょうか

単語帳などに付属している赤フィルターでは、赤い文字はマスクされて白地の背景と同じに見えるはずです。
仮に、赤フィルターで赤い色が遮断されるとしたら、単語帳の赤い文字は （白っぽくではなく） 黒く見えるでしょう。

単語帳などの赤文字が赤フィルターでマスクされて見えるのは、背景の白い色に含まれる青と緑の成分がカットされ、赤の成分だけをフィルターが通すからです。
したがって、赤フィルターを通したときには、白地の赤色の成分に文字の赤色がまぎれこんで見えなくなってしまうため、赤い文字をマスクしたように見えるわけです。

>>低感度については特に違いはないといえる。

>いや、悪くなってるよ。

なぜ？そんなに必死に否定するの？

低感度のノイズ云々のレビューは鵜呑みにするが
低感度については特に違いはないといえるレビューは否定するソニー嫌いの人ですか？それとも低感度に違い無いと困る人ですか？

う～ん
このセンサーのポテンシャルの高さは１号機でこれだけの高感度ノイズの
改善が出来たのですから実証出来たでしょう。
しかし低感度時の画質が既存CCDと同等以下なのは確かでCMOSの
携帯カメラにみられるような変な滲みがある。ノイズも多いように思う。
１１の方が紹介したサイトでもね。

あくまでも想像だけどマイクロレンズやLPF、カラーフィルターがまだ
最適化されていないんじゃないかな。
でもこれも次世代では改善されると思う。長い目で見ましょう。
CCDがCMOSに変わるのは世界的な流れであり、裏面照射は、
CMOSの欠点を補う有効な構造なのは間違いないのですから。

デジカメにおいてISO感度を上げるということは単に増感することに他ならない。
例えばISOを一段あげるとプログラムラインを一段下げ、露出を一段下げるかSSを一段あげるかして一段分暗く写す。その後の処理で一段持ち上げ記録しているわけだが
基準感度のノイズが増えて高感度のノイズが減るなんてことがあるのかね？

むしろノイズが減った分NRを弱くしたため低感度域のNRが減ったと考える方が自然と思う、少なくとも素子レベルでノイズが増えているとは考えにくい。

CCDと確かにC-MOSはノイズが多いのは事実、理由はいろいろあるがその一つに配線部分が多く受光部がCCDより少ないことがある、これは素子サイズが小さいほど影響が大きくAPS-Cサイズなどで支配的ではなくオンチップでNRをかけられる分C-MOCの方が有利になる場合もある訳だ。
裏面照射型は配線部分の影響が全くないのでCCDに対する受光部の不利さは全くなく、むしろCCDはアナログ部分が多くノイズが乗りやすくなる。
まさにAPS-C機でのCCDvsC-MOSの関係になるわけだと思うのだが。

画素の開口率が向上すると、隣の違う色の光が紛れ込んで画質が低下するオチがあったりして？

＞１７
それあると思いますよ。そういう意味でもマイクロレンズが大事かと。

　雑誌かネットか忘れましたがソニーの技術者のインタビューを読んでいると、裏面照射ＣＭＯＳそのものは感度（と言うか開口効率）は有利になるけれども、実はノイズは増えるって書いてありましたよ。
キャノンがオンチップノイズキャンセラーを開発することによってＣＭＯＳの画質に革命を起こした様に、何をやったのか知りませんがその増えたノイズを通常より低い位のレベルまで抑えたんだそうです。

　隣の素子の迷光が入るかもという点では、裏面研磨後に改めて遮光ガードを作ったという話が聞こえてこないところからすると、ひょっとするとそうゆうことはあるのかもしれません。
ただ、情報が無いのでその辺は現状では『不定（結果の確定のしようがないこと）』ですが。
今まで何となくカラーフィルターの設置にはガード枠が必要なのかなと思っていたんだけど、考えてみると必須とは限らないし。

　１１さんの示してくださったリンク先の写真を見ていると、確かに高感度域の写真では有為の差で正の効果が出ているけれども（ＩＳＯ８００では同じ露出量で、裏面照射機の方が感度も高い様ですな）、ＩＳＯ１２５の写真を見ると裏面照射機の方が画質が確かに悪い‥‥。
ただシャッター速度が１／３位速いので、少ない露光量で明るく仕上げている弊害である可能性もまた結構高いと思います。
だとしても、低感度域で『優位性』を持っているようにはさらさら見えませんが──（大汗）。
でも、そもそもが露光条件の悪い局面での画質向上が目的の技術ですから、『残念』ではあるけれども『存在意義を疑う程酷い』ということでもはないかもしれませんね。
　むむ、とは言え極小画素化したコンデジを救うための技術としては、全くの力不足の張り子の虎っていうことにもなるやん、それやったら‥‥(のの)？？？？
もし仮に高感度域にしか効果がないのであるならば、やっぱりコンデジよりも大型撮像素子にこそ欲しい技術だという結論になってしまう。
　増えたノイズを減らす技術はＣＭＯＳに共通して使える技術でしょうから、もしその読みが当たっているのならば、そちらのスピンオフにこそ期待したいですね。

裏面照射はダイナミックレンジを相対的にスポイルするから嫌いな技術だな。

>コンデジよりも大型撮像素子にこそ欲しい技術だという結論になってしまう。
画素が大きい大型撮像素子には、改善効果がほとんど無い技術です。
スチルカメラより、極小画素ビデオカメラの動画撮影に効果がありそうな感じです。

裏面照射型は,シリコンを750μmくらいあるものを3μmくらいに薄くしなければならず、そこのコントロールが大変なので、小型の撮像素子にしか使えないという事なんでしょうかね。

>22
製造が困難な問題は、技術の進歩で解決できても、
配線や配線影の影響（比率）が小さい大面積画素では、裏面にしても明確な改善効果が期待できない。
マイクロレンズを工夫したほうが、頭がよいのではないでしょうか？

微細露光と、high-k&metalgate の方が期待できるね。

「ひっくり返せば何でも2倍良くなる」と言うのが間違いだったちゅうことだ。

APS-Cでも2000万画素、35mmフルフレームで4000万画素を越えるような
画素細分化になれば裏面照射のメリットが出てくると思うし、その頃には
大面積でも薄く出来るようなブレイクスルーも・・・

でも、そんなに画素数って要るのか？

とりあえず感度2倍で他社の足許に近づく感じなんで、何年か先を期待するしか無いのですかね。
何年後かにはAPS-C・フルサイズでも感度2倍。
それでやっと他社の現行機に若干近づく。
他社機をメイン使用にして、数年後のαに期待しています。
その頃には 今持っているレンズが全て旧型になってたりして・・・。

＞その頃には 今持っているレンズが全て旧型になってたりして・・・。

　好きなレンズと性能のいいレンズは違うので、好きなレンズを増やす・残す様にしたらいいんじゃないでしょうかね。
性能は陳腐化しますが、好きな描写っていうのは性能とは次元の違う問題なので、あんまり劣化しませんから。
　まあだからこそ、癖玉のファンが根強く存在し続ける訳で（その代わり、そのレンズに対する一般的な評価は一定しませんが）。

感度を上げるという意味では、裏面照射は確実に効果が得られる方法です。
そのため、高い感度を必要とする天体観測の分野では、ずいぶん前から利用されていた技術です。

一方、一般の写真ではただ感度が高いだけではダメで、ノイズの少ない美しい画像が要求されます。
「感度が高い」 ことと 「ノイズが少ない」 ことがイコールではないことは、銀塩時代から写真をやっている人にはうなずけるのでは。
フィルムの場合も、高感度になるほど粒子が粗くなり画質が落ちたものです。

そこで、天体写真の分野では、銀塩時代からデジタルの現在まで、 「コンポジット」 という画像の重ね焼きのテクニックが広く使われています。
その理屈は、複数枚撮影した同じ写真を重ねて焼くことで、ランダムに発生するノイズを相殺し、より画像をなめらかで美しく仕上げるというもの。
このノイズ消去の手法は、電波望遠鏡でのノイズ消去から、デジカメの長時間露光時のノイズリダクションまで、幅広く利用されている方法です。
デジカメで画像を重ねる （コンポジットする） さいは、重ねる画像の透明度を５０％に設定します。
以下は、その実例を説明したサイトです。
http://haira.halfmoon.jp/tips/hosizora/composite.html

何年も前だけど、アマチュアの方でEOS10DやS3 PRO等で 天体撮影をされている方がいると言う話は聞いていました。
EOS20Daなんてカメラも有りましたね。
その後、Kiss系で撮影した物をHPに載せたりしている人もいて 驚いたのを覚えています。
人に依っては「コンポジット」の方法を細かく掲載したりしている方もいたりして、
観ながら自分も天体撮影やってみたくなったりしてました。
金銭面で諦めたのですが・・・。（汗）
懐かしいなぁ〜。

>>26
極端な多画素化は、ハードウェアビニングと一緒になってその威力を発揮すると思います。
画素ピッチが狭くなればそれだけローパスを弱くできる。
感度やダイナミックレンジが欲しい場合はビニング（ソフトウェア方式不可）で対応。
最初から画素が少ない機種に比べるとローパスによるボケ量が少なくて済む。

ビニングするセンサーではローパスを軽くできないでしょ