本日は4Kテレビについて調べてみようと思います。

 

ヒットデジカメ「RX100」の変遷から見えるソニーのCMOSセンサー戦略 – 西田宗千佳の家電ニュース「四景八景」

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20150721-00000048-mycomj-sci

 

●追求するのは画素数にあらず直近のニュース記事をピックアップして、「家電的な意味で」もうちょい深掘りしながら楽しい情報や役に立つ情報を付け加えていこう……という趣向で進めている当連載。



今回の題材はこれだ。

・ソニー、4K動画撮影が可能な「RX100 IV」 – 1型センサー進化した高級小型機(6月26日掲載)RX100シリーズは、ソニーが自社で製造・開発している1インチサイズのCMOSセンサーを搭載したコンパクトデジタルカメラだ。

2012年に発売された初代モデルは「1インチセンサーを使った高級コンデジ」の市場を拓いた存在といっていいだろう。

今回話題にしたいのは、「RX100 IV」で第四世代になるRX100シリーズがヒットを続けている、ということではない。

「デジカメの撮像素子 (イメージセンサー)」はどのような進化を遂げつつあるか、という点である。

○高級コンデジ、ヒットの背景RX100シリーズはすべて「1インチ・有効画素数 約2000万画素」のイメージセンサーを採用している。

画素数を指針とするならば進歩していない。

その裏にあるのは、現在のカメラ用イメージセンサーのトレンドが「画素から光量を重視するものに変わってきている」ということだ。

写真のクオリティを上げるためのアプローチとして、解像度を重視するやり方は一段落している。

一方で、1ピクセルあたりの光量をより正確に把握することが、写真のクオリティを高めることにつながり、そこが差別化点になる。

特にスマートフォンとの差別化を考えた場合、デジカメの優位点は「サイズに余裕がある」ということが大きい。

大型のセンサーとレンズを使うRX100のコンセプトはここを突いたものといえる。

その分、価格も高くなるわけだが、対象は「スマホに満足できない人」なわけだから、そこは致命的な問題とはならない。

ソニーはRX100を同じコンセプトで改良し続けている。

第二世代のRX100 IIではセンサーを裏面照射型に変えた。

裏面照射型は受光能力が高く、対応ISO感度が最大6400から12800にアップした。

そして、第三世代のRX100 IIIでは同じセンサーでレンズを変え、望遠でのレンズの明るさを上げている。

デザインもほとんど変わらないが、方針にもぶれがない。

●低照度撮影とスロー撮影は表裏一体

○低照度撮影とスロー撮影は表裏一体今回、第四世代のRX100 IVにおいてはセンサーを大きく変えた。

ポイントはセンサーの性能そのものではない。

センサーに付け加えられた「機能」だ。

RX100 IVでは、最大960fpsのスーパースロー撮影が可能になった。

静止画ではなく動画が軸になり、いきなり飛躍したように見えるが、テクノロジーの進化の方向性としては、同じ軸になる。

スロー撮影では、1コマを記録するための時間が短くなる。

ということは、それだけ少ない光量で映像を構成する必要がある。

暗いところでもきれいに撮れるカメラと、スロー撮影ができるカメラは、技術的にいえば表裏一体なのだ。

正直なところ、「静止画をきれいに撮影したいカメラ」に「動画の機能を充実させていく」ことは、製品価値として受け入れられるのだろうか……という印象もある。

しかし、4Kテレビが好調に売れつつある現在、4Kの映像をスマホよりもきれいに、しかも手軽に撮影する機器として、高級デジカメにフォーカスが当たるのは理解できるところだ。

ライバルであるパナソニックは、高級カメラによる4K撮影において、機能面でも画質面でも、ソニーよりも先を走っている。

パナソニックの製品でも、使われているのはソニーのセンサーだ。

センサーのトップメーカーであり、昨今のトレンドを作った企業という自負もあるソニーとしては、4K動画について、この辺でしっかりと追いついておきたい、という考えもあるのではないだろうか。

そうした部分は特に、RX100 IVと同時発表された高倍率ズーム機「RX10 II」から見えてくる。

24-200mm・全域F2.8のスペックが評価された前モデルと、レンズ面では変わりがない。

しかし、ズーム動作音をより小さくしたり、オートフォーカス速度を速めたりと、動画向けの機能改善点が多い。

●ソニーのセンサー事業を支える「発想」

○ソニーのセンサー事業を支える「発想」今回、高画質スロー撮影が実現できた背景には、新たに開発したセンサーの特殊な構造がある。

ソニーはCMOSセンサーのブランドに「Exmor」という名称を使っている。

Exmorには主に3つのカテゴリーがあるが、コンパクトデジカメに広く使われているのは、裏面照射型である「Exmor R」だ。

だが今回の新製品、RX100 IVとRX10 IIに採用されたのは「Exmor RS 」。

Exmor RS は主にXperiaなどのスマートフォンで使われることの多かったブランドである。

じゃあ、RX100 IVにはスマホ向けセンサーが使われているのか、というと、もちろんそうではない。

「Exmor RS 」の「RS」は、スマホ向けという意味ではないからだ。

この辺の事情を知るには、裏面照射型センサーの構造を知るのが近道だ。

裏面照射型センサーとは名前の通り、半導体基板の「裏」から光を照射して検知するものだ。

従来のCMOSセンサーは回路面の奥に受光部が存在する構造になっている。

その構造は、穴の奥で光を受け取るのに近い。

光子のサイズからみれば、「まるで井戸の底で光を受け取るようなもの」(ソニー・技術者談)だという。

それでも、一眼レフに搭載するような大型センサーでは、構造面の不利は小さかったという。

だが、コンデジやスマホに使われる小型センサーの場合、「井戸の底で光を受け取る」構造は不利で、暗所撮影には弱い、という時期が続いた。

そんな状況を一変させたのが「裏面照射型」という発想だ。

半導体基板の裏を可能な限り削り、裏から光を受け取るようにしたのである。

その結果、スマホやコンデジの暗所撮影性能は劇的に改善された。

裏面照射型はソニーの専売特許ではないが、他社に先駆けて「高画素・高画質」の裏面照射型センサーを量産し、Exmor Rブランドで広めたことが、現在の「センサーにおけるソニーの強み」を生んだ。

○裏面照射型センサーがさらに進化一方で、裏面照射型センサーは基板を削る関係上、センサーが載った基板が薄くなりすぎる。

実際の製品では、センサー基板の裏に「保持基板」を貼り付けて剛性を確保する。

さらにセンサーの周囲には、センサーから得た情報を処理して動画・静止画にするための回路がある。

その面積は馬鹿にならないものだ。

そのため、基板の全面積を「光を受け取るセンサーそのもの」に与えるわけにもいかなかった。

ソニーはそこに、さらにコロンブスの卵をもち込んだ。

処理回路をセンサー面ではなく、保持基板側に持っていったのだ。

裏面照射型センサーには、保持基板は必須。

だかこれまで保持基板は単なる板で、特別な機能はなかった。

そこに処理回路を持っていけばセンサーサイズを稼ぎやすくなるし、処理回路そのものも大規模化しやすい。

一石二鳥である。

これが、ソニーが2012年夏に発表した「Exmor RS」だ。

Exmor RSは、まずはスマホ向けに使われた。

スマホの写真において、ノイズ除去などの機能を実装するには有利な構造であったからだ。

だが今回、RX100 IVなどに使われた1インチサイズのExmor RSの処理回路には、映像処理系ではなく、大容量の高速DRAMが搭載された。

センサーの近くで映像データを一時的に貯め込み、スロー撮影や高速シャッター撮影を実現するためだ。

撮影後の処理速度を上げるにも効果的で、カメラ全体のレスポンス向上にも一役買っている。

もともとの計画では、Exmor RSは画像処理機能を一体化したセンサー向け、と言われてきた。

例えば、センサー画素をRGB+「白」にして輝度を上げる4色画素撮影や、低ノイズ撮影などが挙げられる。

しかし、処理用LSIは別途搭載することもできるし、4色画素の技術開発は難しい。

メリットがはっきり出やすい用途として、DRAM搭載型に舵を切ってきたのでは……。

筆者はそんな風に予想している。

(西田宗千佳)

 

 

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盛り上がっている4Kテレビということもあって情報を確認している方も多いのではと思っています。

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