C-MOSイメージセンサーとは



画像を撮影する映像素子には、CCDとC_MOSイメージセンサーがあります。
現在では、デジカメ等にはCCDが使用され、携帯のカメラや、USBカメラなどにもC-MOSイメージセンサーが使用されます。

そもそも、C-MOSって何よ?

C-MOS(シーモス:Complementary Metal Oxide Semiconductor)は、相捕型金属酸化膜半導体という意味。
詳しいことは他のHPで。(そこまで書いちゃうと、ダラダラと長くなるので)
動作速度がはやく、消費電力が少ないの半導体素子です。

CCD vs C-MOSイメージセンサー

CCD C-MOSイメージセンサー
ノイズ ○ノイズに強い △ノイズが乗りやすいが、最近は改良されてきた
消費電力 ×大きい ○小さい
感度 ○良い(可視光線以外まで感度がある) ×悪い
価格 ×構造が複雑で集積度が低く、高い ○構造が簡単で集積度が高く、安い

c-mosイメージセンサーの癖

大抵の低価格なものはC-MOSイメージセンサーを使用していますが、集積度が上げれるので、高価なプロ用デジカメにも一部使用されています。
簡単に言えば、c-mosイメージセンサーは「太陽電池」のあつまりです。
太陽電池ですから、光が入ると自ら発電し、その発電した信号を送り出すので消費電力が少なくなります。
その時、その一瞬の光の強さをそのまま出力しているのです。
 一方、CCDはトランジスタとコンデンサーで構成されています。原理的には太陽電池と一緒なのですが、入ってきた光をトランジスタで増幅し、コンデンサーに溜めておきます。
溜めた電気を、ドライブICが逐次読み出して行く方式です。

反応速度としては、C-MOSの方が速いのですが、動画の場合、読み出して行く途中で画像が変化すると、その変化途中で記録されてしまいます。
つまり、画像がゆがむのです。
CCDの場合は、一度コンデンサーに蓄えますので、動く前の映像も残っているため、画像が重なってしまいます。
つまり、画像がブレるのです。
じぶんのカメラがCCDかC-MOSイメージセンサーかは、この違いを見ることで見分けることができます。
ただし、最近ではシャッター付きのものや、画像加工装置の高性能化により、この違いで見分けられないケースもあります。

結局

こういった、動画が取れるカメラの場合、長時間使用するために消費電力が少ない方が都合がよい。
記録画像が、動画として記録するため、多少のゆがみがあっても、枚数が速ければ気になるほどでも無い。
(テレビも基本的には画面の上と下とでは時間差がある。飛んでいる虫などを撮影すると、白い線として写るのはそのため)
高画質で撮影する場合、やはり黒ツブレが問題となるため、CCDの方が奥行きがあって良いみたいです。

オマケ

カメラ用のCCDやC-MOSには、5Mピクセルや8Mピクセル等の解像度があります。
一方、同じ構造でも今度発売されるハイビジョンビデオカメラでも3Mピクセルもありません。
また中にはCCDを3枚取り付けて高解像度化しているものもあります。それでもカメラの1枚のイメージセンサーの解像度には及びません。
 これは、イメージセンサーで捕らえた画像を映像エンジン(画像を圧縮する専用LSI)に転送する速度に問題があるからです。
イメージセンサーで捕らえた画像は無圧縮の画像データーです。
かりに5MピクセルのCCDで撮影した画像は、15Mbite程にもなります。これをカメラの一コマ(1/30sec)で転送しなければ成りません。
すると転送速度は、3.5Gbpsの転送速度が必要です。パソコンのCPU-1次キャッシュに迫る転送速度が必要です。
ハイビジョン用の3Mピクセルでさえ、2Gbpsの転送速度が必要です。最新のパソコンのcpu-メモリ間での転送速度に匹敵します。
ハイビジョンカメラの内部の凄さが判っていただけましたか?
カメラで撮影する場合、シャッターを押してからで良いので、転送速度は5Mピクセルでも80Mbpsもあれば十分です。
この転送速度がネックになるため、カメラに高解像度のCCDは乗せることが出来ないのです。

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