「Exmor R」で高感度低ノイズ - サイバーショット DSC-WX1

ソニーから登場した「サイバーショット DSC-WX1/DSC-TX1」は、新技術を満載した意欲作だ。コンパクトデジタルカメラの新機軸ともいうべき新サイバーショットと、それらと組み合わせて無人で画像を撮影する「Party-shot」をチェックした。

新しい技術で感度が2倍に

DSC-WX1/TX1の最大の注目点は撮像素子だ。両製品に搭載されているのは裏面照射型と呼ばれる新しい構造のCMOSセンサー「Exmor R」。両製品はデザインやレンズが異なるが、この基本部分は共通。ここではDSC-WX1をレビューする。DSC-TX1については、その特徴であるタッチパネルの操作性について別記事で紹介する。

一般的にコンパクトデジカメの撮像素子に使われているのはCCDだが、最近はCMOSを採用する例も増えている。原理的に、CCDよりもCMOSの方が高速に動作するため、高速連写などで有利とされている。

そのCMOSセンサーに、さらに新しい技術を投入したのが今回の裏面照射型構造のExmor R。通常のCMOSは、レンズから入った光をセンサーの受光面の素子(フォトダイオード)が受けて電気に変換し、その電気信号を処理する。その素子の上にはトランジスタなどの配線が配置されており、普通はこの配線層は光を邪魔しないような設計になっており、光が十分に素子に届くようになっている。

ただ、最近は高画素化で各素子が微細化されているにもかかわらず、その上に乗る形の配線層の微細化には限界があり、光が配線層にはじかれるなどして、素子に届く光の量が減少する事態に陥っていた。

Exmor Rでは、配線層と素子が並ぶ受光面の配置を裏返し、受光面の下に配線層が来るようにして配線に邪魔されずに光を受光面に届くようにした。受光面の裏側から光を受光するため「裏面照射型構造」と呼ばれるわけだ。素子に届く光の量が増えたことで、同じサイズのセンサーに対してSN比が+8dBも改善され、感度については約2倍、ノイズでは約1/2まで減少したそうだ。

もともとCMOSはノイズが出やすい傾向にあるが、Exmor RではAD変換の前後でアナログ・デジタル両方のノイズリダクションを行って低ノイズ化を図っており、裏面照射型構造の採用と合わせてCMOSの弱点を抑えた形だ。この感度2倍、ノイズ1/2という数字は大きい。感度が従来の倍まで上げられるようになって、同じ感度であればノイズが1/2になったということになるのだから、暗所撮影に大きな威力を発揮してくれるはずだ。

感度が2倍になったということで最低ISO感度はISO160から始まり、最高はISO3200まで撮影できる。最低ISO感度時のISO160で画質にややざらつきが感じられるが、高ISO感度になるほど効果が発揮され、ISO400までは常用範囲、ISO800でも十分な画質を維持している。ほかのコンパクトデジカメでは緊急避難用でしかないISO3200も、ガマンできるレベルの画質を確保できている。これは大きい。

この裏面照射型構造はもともとデジタルビデオカメラに初めて採用されたものだが、より高画素のセンサーを開発し、今回、初めてそれをコンパクトデジカメに搭載した。新モデルのDSC-WX1に加え、薄型でタッチパネル対応のDSC-TX1の2モデルには同じ1/2.4型有効1,020万画素CMOSを採用。最近は1/2.3型1,200万画素クラスが一般的だが、サイズは小さいものの画素は抑えめ。CMOSとCCDの違いかもしれないが、ひとまずは1,000万画素もあれば十分だ。

画像処理エンジンは「BIONZ」を採用。CMOSの高速読みだしに負けない高速処理を実現したということで、その結果10コマ/秒という高速連写を実現した。10コマ/秒といえば、デジタル一眼でもプロ向けクラスのスペックで、フル画素でこれだけの高速連写が可能なコンパクトデジカメは、同じようにCMOSを搭載したもの以外では多くない。

CMOSはその特性上、光が入るそばから電気信号を順次取り出して1枚の画像を構成していくため、その画像の中で最初に取り出された信号と最後に取り出された信号の間に時間差が生じてしまい、結果として被写体が歪んでしまう場合がある。被写体の動きが遅い場合は問題ないが、被写体やカメラ自体が高速で動く場合に発生し、CMOSを使った携帯カメラでは一般的によく見られる現象だ。

それを回避するためには、メカニカルシャッターを配置して光の入るタイミングを制御すればいい。とはいえ、1枚ごとにメカニカルシャッターが動作するため、高速連写への対応が難しくなる。ソニーでは、一般的なメカニカルシャッターとは異なる形状にするなどの工夫を加えたそうで、歪みも回避して10コマ/秒という高速連写を可能にした。

さすがに10枚連写すると、撮影後の画像処理に多少時間がかかるが、それでも10コマ/秒の連写はここぞというチャンスには非常に心強い。

高速連写された画像は、再生時にはひとつのグループにして表示されるのは便利な仕様。同じような画像がやたらに並ぶことなく、整理しやすい。連写画像のグループを選択すると、画面下部にグループ内の画像が横一列に並んで表示され、左右キーで次々画像送りができる。なお、グループ化できるのは「日付ビュー」にしたときだけで、「フォルダビュー」にした場合はグループ化されない。