最近、デジタルカメラやビデオカメラのキャッチコピーに「裏面照射型CMOSセンサー搭載!」という言葉がよく目につくようになった。「裏」という単語にネガティブなイメージを持つかもしれないが、これまでのCMOSセンサーが持つ問題点を逆転の発想で解決した画期的なデバイスなのだ。

 第一弾製品として、2009年秋にソニーが「Cyber-shot DSC-WX1」を発売して以来、ソニー以外のメーカーからも続々と製品が登場している。「高感度に強い」「ノイズが少ない」「ダイナミックレンジが広い」などのメリットがうたわれているが、実際はどうなのだろうか?

 各社の裏面照射型CMOSセンサー搭載デジカメを集め、その実力を実写でチェックしてみた。

受光部の前にある遮へい物を排除し、取り入れる光を増やしている

 最初に、裏面照射型CMOSセンサーの特徴を簡単におさらいしておこう。表面照射型の一般的なCMOSセンサーとの違いを図示したのが以下の図だ。

裏面照射型CMOSセンサーの概念図。一般的なCMOSセンサーではフォトダイオードの前に障害物となる配線があるが、それをフォトダイオードの裏側に持ってきたのが大きな違いだ

 表面照射型のCMOSセンサーの場合、光を集めるオンチップレンズやRGB各色のカラーフィルターと、光を感じて電気信号に変換するフォトダイオードの間に電子回路の配線が通っている。信号を伝えるためには不可欠なものなのだが、オンチップレンズが集めた光が途中の配線で遮られ、効率よくフォトダイオードに届かない欠点があった。例えるなら、目の細かい金網を通して景色を眺めるような感じだろうか。

 この金網を外してしまおうというのが、裏面照射型CMOSセンサーの基本的な考え方だ。具体的には、今までのCMOSセンサーの裏表をひっくり返したという単純な構造である。といっても、マイクロメートル単位で厚さをコントロールすることや、この配置にすることで発生するノイズを制御するのはかなり困難だったらしい。発想自体はかなり前からあったのだが、製品化するにはかなりの年月を要した。

ソニーの裏面照射型CMOSセンサー「Exmor R」。第一弾製品として搭載したハイビジョンハンディカム「HDR-XR500V」「HDR-XR520V」は大ヒットとなった(画像クリックで拡大)

 「Exmor R」ブランドで自社のコンパクトデジカメやビデオカメラに裏面照射型CMOSセンサーを搭載しているソニーでは、同じ画素サイズのCMOSセンサーと比べて感度が約2倍になったという。国内ではソニー以外に東芝が、世界ではサムスンやオムニビジョンが裏面照射型CMOSセンサーを製造している。

 ソニーに続き、カシオ計算機やニコン、リコー、富士フイルムなどのカメラメーカーが裏面照射型CMOSセンサー搭載モデルを発表している。いずれも、撮像素子は1/2.3型1060万画素とみられ(メーカーによりサイズや有効画素数の表記は若干異なる)、ソニーが供給しているセンサーだと想像できる。

■裏面照射型CMOSセンサーを搭載したコンパクトデジカメ
メーカー 機種名 撮像素子 レンズ 発売日
ソニー Cyber-shot DSC-WX1 1/2.4型有効1020万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学5倍ズーム(24-120mm) 2009年9月
ソニー Cyber-shot DSC-TX1 1/2.4型有効1020万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学4倍ズーム(35-140mm) 2009年9月
ソニー Cyber-shot DSC-TX7 1/2.4型有効1020万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学4倍ズーム(25-100mm) 2010年2月
ソニー Cyber-shot DSC-HX5V 1/2.4型有効1020万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学10倍ズーム(25-250mm) 2010年3月
ソニー Cyber-shot DSC-TX5 1/2.4型有効1020万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学4倍ズーム(25-100mm) 2010年3月
カシオ計算機 HIGH SPEED EXILIM EX-FH25 1/2.3型有効1010万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学20倍ズーム(26-520mm) 2009年11月
カシオ計算機 HIGH SPEED EXILIM EX-FC150 1/2.3型有効1010万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学5倍ズーム(37-185mm) 2009年11月
カシオ計算機 HIGH SPEED EXILIM EX-FH100 1/2.3型有効1000万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学10倍ズーム(24-240mm) 国内未発表
リコー CX3 1/2.3型有効1000万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学10.7倍ズーム(28-300mm) 2010年2月
ニコン COOLPIX P100 1/2.3型有効1030万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学26倍ズーム(26-678mm) 2010年3月
富士フイルム FinePix HS10 1/2.3型有効1030万画素
裏面照射型CMOSセンサー
光学30倍ズーム(24-720mm) 国内未発表