デジタルカメラやデジタルビデオカメラ用の撮像素子で世界シェア60%を誇るソニー。同社は今後、どんなイメージセンサー戦略で事業を展開していくのか。担当者を取材した。


●デジカメなどが搭載する撮像素子「CCD」「CMOS」とは?

 デジタルカメラやビデオカメラで、被写体の映像を電気信号にする心臓部が撮像素子。人の目で例えると、網膜の部分に当たる半導体だ。

 撮像素子には大きく分けて「CCD(電荷結合素子)」と「CMOS(相補性金属酸化膜半導体)」の2種類がある。CCDは、主にコンパクトデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどで使用されており、CMOSは、デジタル一眼レフカメラやハイビジョン対応のデジタルビデオカメラなどで多く利用されている。

 CCD、CMOSは一般的に次のような長所、短所がある。CMOSは信号の出力部分を多く備えるため、映像信号を出力する際に並行処理をすることできる。そのため、信号の高速な読み出しが可能。消費電力も少ない。しかし、速い動きの被写体では画像が歪むことがあるほか、構造上、光を効率良く集められないため高感度対応が課題だ。また、1つの画素を細かくすることも難しい。

 一方、CCDは高速な被写体でも画像が歪むことがない。また、高画素で小型のセンサーを作りやすく、製造コストも安い。しかし、信号の出力部分をCMOSのようにたくさん持つことができないため、信号を高速で読み出すことが難しい。

●CCDは小型化、CMOSは高速性能を追求、新型CMOSで課題も解決

 上田康弘・半導体事業本部イメージセンサ事業部事業部長はソニーのCCD、CMOSの開発の方向性について次のように話す。

 「CCDは、非常に小型で高画素なセンサーの開発を目指す微細化路線をとる。これは1つ1つの画素で光の利用効率を上げることで実現できると思っている。同時にノイズの発生を抑えて高感度性能も高めていく。一方CMOSは『高速な読み出し性能』でCCDとの違いを出す。我々はCMOSセンサー上でアナログ信号をすべてデジタル信号に変換する技術を開発している。この技術を使うことで、当社のCMOSは高速読み出しと、低ノイズで高感度を実現した」


 ソニーでは高画質で微細化もできるCMOSの開発にも取り組んでいる。「裏面照射型CMOSイメージセンサー」がそれだ。「表面型」と呼ばれる従来のCMOSはフォトダイオード上に配線を配置するため、それが妨げとなり、効率良く光を集めることができなかった。また、配線部分をスリム化することにも限界があった。新しいCMOSではダイオードと回路の位置を表と裏で入れ替えることで、この課題を解決したという。

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