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2008/02/08

CCDとCMOS

今、自分がメインで使っているデジカメはキャノンの「PowerShotA710IS」です。
パラオとペルーにも連れて行きました。
カメラの目となる部分は1/2.5インチCCD、710万画素、6倍ズームで、手ぶれ防止機能付きです。
感覚的なことかもしれませんが、リコー(CaplioGX)の目は1/1.8CCD+500万画素だったので、画素数こそ少ないですがCCDサイズ(目)が大きい分リコーの画質のほうがいいような・・・。おまけに広角だし。

ちゃんと比較したわけではないので正確ではありませんし、不満を言うほどの差ではありません。
ただ、なんとなく違うな、と思います。
使い勝手は今のところキャノンの方が良いです。
まぁパワーショット系は2台目で慣れていることが大きいのですが。

さて、このCCD。
自分のお仕事に関連する半導体製品なのに、実はあまりよく知りませんでした。
上でも「目」とか書いています。正確にはCCDそのものが「目」ではありません。
電子デバイスで言うところの「目」とは「フォトダイオード」のことで、これが光を電子信号に変換します。
CCD自体はそのフォトダイオードで得られた電子信号を増幅アンプ素子へ受け渡す、「電子転送機構」のことなんですね。
Charge Coupled Device = 電荷結合素子 
人間で言うと目で捉えた光の信号を脳に送る、視神経、と言うところでしょうか。

CCDと比較されるのがCMOSですがこれも目になる部分は「フォトダイオード」でCCDと一緒です。
CCDと違うのはCMOSはフォトダイオードごとにMOSトランジスタが信号を増幅させています。
転送して最終的に画像処理LSIへ結ぶ視神経としての役割ではCCDと一緒ですが、このように構造が違います。

このカメラの「視神経」はCCDです、というより、このカメラの「目」はCCDです、と言う方がとおりがいいので一般的には「目」という表現でこれらを説明しているのでしょう。

どっちが高性能なのか、調べてみたり自分の感覚として感じている部分で考えてみたのですが、よく分かりません。
実情として、コンパクトデジカメではCCD方式が主流です。
高級機とされるデジタル一眼レフはCMOS方式です。
ちなみに自分はよく知りませんでしたが、携帯のカメラはCMOSが主流だそうです。
携帯のカメラはちゃっちい気がしてますが、それと高級一眼のイメージセンサーの方式が一緒ってどゆこと?
と言う疑問があるのですが、ちょっとよく分かりません。

ヒントとしては消費電力は圧倒的にCCDの方が大きいということと、以前はCMOSの方が感度が悪かった(今はずいぶん改善されているらしい)、ということです。

小型化するのはCCDの方が有利、製造プロセスはCMOSのほうが楽、などということも比較の上ではあるようです。

どちらも一長一短あるようですが、従来CCD>CMOSだったイメージセンサーの勢力図も今後は逆転する、と見る向きが多いようです。

つまり、
感度改善はその目的にあった回路を組み込むことによって、
小型化は微細化によって、
それぞれCCDと同等以上の水準を達成することが可能らしいからです。
そうなれば消費電力や製造プロセスにも有利なCMOSイメージセンサーの勝利となります。
そんなストーリーがあるようです。

熊本ではソニー熊本工場がCCDやCMOSセンサーを作っています。
ソニー、と言えばCCDシェアは世界トップじゃなかったかな。
CMOSイメージセンサーのシェアは数%らしいと聞いています。
こちらの世界シェアトップは米国マイクロンだそうですが、ちょっと意外な感じ。
ソニーはCCDを使うコンパクトデジカメを自分のところで作っていますし、CMOSを使うデジタル一眼もミノルタから買収しました。
昔、一世を風靡したミノルタのαシリーズは今やソニーの製品です。
一方でマイクロンのカメラなんて聞いたことありません。
CMOSセンサーは安価で低消費電力なことから携帯カメラやWebカメラなどでよく使われているみたいですが、マイクロンの製品は見たことないものねえ。

シェアトップですから何かしらコンシューマー製品があるかも。知らんけど。

いずれコンパクトデジカメの受光部分にCCDに変わってCMOSが使われるようになれば、CCDは衰退して行くのでしょうか。
そしてそのカメラで写した画像の画質は本当にCCD並みかそれを上回れるのか。
製造プロセスが楽ということはどこでも作れると言うことであり、DRAMやフラッシュ並みに価格競争が激化してカメラ自体の価格も今以上に下がるのか。(コストパフォーマンスが劇的に向上するのか)

・・・と言ったところが今後気になります。

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コメント

こんばんは。

MicronのMOSセンサーの使われているところを調べてみたら、Motorolaの携帯電話というのが出てきました。でも、ケータイで首位のNokiaは東芝がメインでおととしからこれにOmnivisionを追加らしいし、Smsungは自社で作れて、LGはMagnaChipあたりから買っていそうだし、Sony-Ericssonはソニーがあるから、これでMicronの世界シェアがトップというのは不思議ですね。

そうそう、ひとつ考えられるのは、米国の自動車産業がMicronの最大手の顧客かも知れないということです。これならMicronの名が表に出ないのにシェアが高くても不思議じゃありません。

●ご参考 - Minronの自動車向けCMOSセナーの記事(新型CMOSセンサーを開発ということは旧型CMOSセンサーがあったずで、Micronはけっこう前から自動車産業を顧客にしていたのかも)

http://www.edresearch.co.jp/mtb/0510/140.html

投稿: Pomfi | 2008/02/09 00:10

Pomfiさん、こんばんは

サムスンのCMOSはペンタックスの新型デジタル1眼レフに搭載されているらしいですし、CMOSイメージセンサーは戦国時代のような感じです。
ペンタックスと共同開発したらしいのですが、日本の技術と一緒に開発して美味しいところを持っていくってシナリオじゃないよなぁ、などとかんぐってみたりして。
http://dc.watch.impress.co.jp/cda/dslr/2008/01/24/7784.html


マイクロンのセンサーが車に搭載、って結構ありえますね。
やっぱりバックモニターとかかなぁ。
日本ほど需要があるのかわかりませんけど、アメ車はでかいから前にも横にも付いていそうです。


そちらは雪が降りそうですね。
古都の雪景色はまた格別でしょうね。

投稿: ポン吉 | 2008/02/09 00:38

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