2008年 35mmフルサイズ2418万画素CMOS撮像素子開発 （ソニー） 〜個別半導体・他〜

CMOS撮像素子は、CCD より古く、1967年にその概念が提案された。 特有の製造プロセスを必要とするCCD撮像素子に対して、標準CMOSプロセスで製造できるので、システムオンチップが容易であるという利点がある。単一電源、低消費電力動作にも特長がある。 CMOS撮像素子は、画素ごとに信号増幅トランジスタを持つため、増幅トランジスタの性能ばらつきによる固定パターン雑音が、映像信号のS/N比を悪化させるという大きな課題を抱えている。このため高画質を要求されるデジタルカメラなどは主としてCCD撮像素子が使われてきた。 しかし、1999年に世界初のデジタルカメラ内蔵携帯電話｢VP-210｣がDDIより発売され、カメラ内蔵が携帯電話の主流になるが、携帯電話では消費電力がCCDよりひとけた少ないCMOS撮像素子が主に採用された。2004年にはCMOS撮像素子の出荷個数がCCD撮像素子の出荷個数を上回った。 また、大型撮像素子では消費電力の少なさが生きてくることから、デジタル一眼レフカメラにはCMOS撮像素子が使われる事が多い。例えば、キャノンが2000年に発売したデジタル一眼レフ｢EOS D30｣には有効325万画素のCMOS撮像素子が採用された。 デジタル一眼レフカメラでは、35mmフルサイズの撮像素子の要求が強く、2008年にソニーは、世界初の35mmフルサイズで有効2481画素のCMOS撮像素子を開発した。キャノンもほぼ同じ時期に35mmフルサイズ2010万画素CMOS撮像素子を開発、これを搭載した世界で初めてのHDTV動画撮影が可能なデジタル一眼レフカメラ「EOD 5D Mark �U」を発売している。CMOS撮像素子の宿命である固定パターン雑音を除去に、図に示すようなひとつの光信号に対してまず雑音情報のみを、次に光信号を乗せて読み出し、後者から前者を引くことで、固定パターン雑音を低減する技術など、いろいろな雑音除去、制御技術が駆使されている。

イメージサイズ 　対角43.3mm(2.7型) 　総画素数 　6236(H)×4124(V) 約2572万画素 　有効画素数 　6104(H)×4064(V) 約2481万画素 　実効画素数 　6096(H)×4056(V) 約2473万画素 　チップサイズ 　41.0mm(H)×31.9 mm(V) 　ユニットセルサイズ 　5.94μm(H)×5.94μm(V)

図１　35mmフルサイズ　CMOS撮像素子の写真と諸元（１）

図２　固定パターンノイズを取り除く、オンチップノイズ除去技術（２）

【参考文献】 （１）ソニー　ニュースリリース、“35ｍｍフルサイズで有効2418画素と高速読み出しを実現　デジタル一眼レフカメラ向けCMOSイメージセンサー開発”、（2008年01月30日） 　　http://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press/200801/08-010/index.html （２）キャノン　“CMOSセンサーの世界” 　　http://cweb.canon.jp/camera/cmos/index-j.html

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【最終変更バージョン】 rev.000 2010/10/26