デジタルカメラ講座

CMOSセンサーの仕組み

【第二十八回】

光を電気信号に変換するという大きなはたらきはCCDと同じです。
CMOSセンサーとCCDセンサーにはそれぞれのメリットがあり、使い分けられています。

画像の表現力を左右する感度や画質の面ではCCDが優れているため、本格的な撮影用途を求める製品に使われます。これに対してCMOSセンサーのメリットは、信号読みだし速度の速さと少ない消費電力。また周辺回路も含めてチップ化することができるため、カメラ付き携帯電話やトイカメラなど、小型化やコストダウンを優先した製品に多く使われています。

CCDとCMOSセンサーのメリット比較

	CCD	CMOS
感度	○
画質	○
チップ化による小型化		○
高速な信号読み出し		○

CMOSの構造

通常トランジスタにはP型とN型がありますが、このふたつをひとつの半導体に備えたものがCMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductorの略＝相補型金属酸化膜半導体）。PチャンネルとNチャンネルの2種類のMOS-FETを同一の半導体基板上に搭載。消費電力が少なく、高速な動作が得られます。

CCDとCMOSセンサーの動作の違い

■CCD	■CMOS

CCDセンサーは電極に順に電圧をかけてリレー式に電荷を転送し、最後に増幅。	CMOSセンサーは、各画素がひとつのフォトダイオードとCMOSトランジスタを使ったスイッチで構成され、1画素ごとに信号を増幅。さらに格子状に並んだ各フォトダイオードにスイッチを取り付けた構造になっており、このスイッチを次々に切り換えて1画素ごとに直接読み出しを行い、高速転送を実現。