連載 - ライター・編集部員による定期連載 -

【連載】 ウワサのクチコミを徹底検証! 第3回 

「裏面照射型CMOSセンサー」の画質をチェック!

価格.comの「クチコミ掲示板」や「レビュー」で話題になっている内容・傾向を取り上げて、くわしく検証を行なっていく本連載「ウワサのクチコミを徹底検証!」。今回は、コンパクトデジカメ用の撮像素子としては画期的な構造を実現し、ユーザーからの注目度も高い「裏面照射型CMOSセンサー」の画質を検証する。高感度撮影時にノイズの少ない写真を撮影できるのが特徴のセンサーだが、価格.comのクチコミ掲示板・レビューでは、静止画の画質に対してさまざまな意見が見受けられるのだ。

上位機種を中心に採用モデルが増えている裏面照射型CMOSセンサー

デジタルカメラの画質を決定する要素となるのが、入射する光の量やピント、焦点距離を調整する「レンズ」、レンズからの光を受け取って電気信号に変換する「撮像素子(センサー)」、電気信号から画像データを生成する「画像処理エンジン」の3つである。なかでも、撮像素子は、フィルムカメラでの「フィルム」に相当する、デジタルカメラの“心臓部”と言える部分だ。そのため、画質を重視する場合には撮像素子のスペック(種類やサイズ、画素数)に注目するというユーザーも多いはずだ。

デジタルカメラに採用される撮像素子は、一般的に、CCDセンサーとCMOSセンサーの2種類。コンパクトデジカメでは長らく、技術的な面で高画質を得やすかったCCDセンサーが主流となっていたが、2009年、ソニーが従来のCMOSセンサーの進化形となる画期的な撮像素子を開発した。それが「裏面(りめん)照射型CMOSセンサー」なのである。

「裏面照射型CMOSセンサー」とは、端的に言うと、従来のCMOSセンサーの構造を反転することで、センサーの受光感度を向上した撮像素子だ。従来のCMOSセンサーは、光を受け取る受光部(フォトダイオード)の前に配線層が配置されていて物理的に入射する光を妨げていたのだが、裏面照射型CMOSセンサーは、構造を反転し、受光部の後ろに配線層を配置。こうすることで、入射する光の量を大幅に増加することに成功し、結果としてセンサーの受光感度アップを実現しているのだ。

従来のCMOSセンサーである「表面照射型」と「裏面照射型」の断面図。フォトダイオードの前に配線層がある「表面照射型」は、処理高速化のために配線を増やせば増やすほど入射する光を物理的に妨げてしまう。結果、センサーの感度を下げてしまうという問題があった。「裏面照射型」ではフォトダイオードの後ろに配線層を配置することで、この問題を解決している

裏面照射型CMOSセンサーのメリットは、受光感度が向上したことで、室内や暗所など光量が少ないシーンでも明るく撮れること。あわせて、高感度でのノイズ発生量が大幅に減ったことも大きなポイントだ。ソニーによると、2009年9月発売の「サイバーショット DSC-WX1」「サイバーショット DSC-TX1」に採用した裏面照射型CMOSセンサー「Exmor R」(エクスモア アール)において、従来と比べて、「感度約2倍向上」と「ノイズ発生量約1/2に削減」を実現したというわけだ。


※裏面照射型CMOSセンサーのくわしい解説は、価格.comマガジンの連載記事「裏面照射型CMOSイメージセンサーが注目される理由とは?」をご確認ください。

そもそも裏面照射型CMOSセンサーは、ソニーが2008年に開発し、2009年2月発売のビデオカメラ「ハンディカム」シリーズ(「HDR-XR520V」と「HDR-XR500V」)で製品化したのが始まりだ。続いて、ソニーはコンパクトデジカメにも展開を広げ、2009年9月発売の「サイバーショット DSC-WX1」「サイバーショット DSC-TX1」において、コンデジとして初めて裏面照射型CMOSセンサーを採用。その後、カシオやリコー、富士フイルム、ニコンといったメーカーも、この裏面照射型CMOSセンサーを採用するデジカメをリリースしてきた。そして、2010年5月には、キヤノンもこのセンサーを搭載したコンパクトデジカメ「IXY 30S」を投入。コンデジのトレンドが「撮像素子の高画素化」から「高感度画質の向上」に変わったこともあって、今後も、高感度に強い裏面照射型CMOSセンサーの需要は増えていく気配だ。現在のところは上位機種で採用されるケースが多いが、高感度撮影へのニーズの高まりが加速すれば、これからはスタンダードモデルにも続々と搭載されていく可能性も出てきている。

「高感度に本当に強い」「低感度はイマイチ」など、さまざまな意見が飛び交う

裏面照射型CMOSセンサーを搭載するコンパクトデジカメの製品ページを確認すると、主に以下の4点が共通した訴求点になっている。特に、撮像素子そのものの特徴でもある「高感度での低ノイズ」と「暗所での高画質撮影」を大きなメリットとしてプッシュしている。

・高感度でも低ノイズな静止画撮影が可能
・室内や夜景など暗所でもなめらかな画質での静止画撮影が可能
・積極的に高感度を使用できるため手ブレ・被写体ブレを防げる
・CMOSセンサー採用により高速連写が可能

先に説明した裏面照射型CMOSセンサーの構造を見る限りでは、大きな問題は見当たらないように思える。しかし、実際の価格.comユーザーのクチコミ掲示板・レビューでの評価は、特に最近になって、静止画の画質に対してやや微妙なトーンになりつつある。裏面照射型CMOSセンサーを初めて搭載した「サイバーショット DSC-WX1」「サイバーショット DSC-TX1」が登場した当初は、「高感度の画質がすごい」「ノイズが少ない」「ブレなく撮影できる」など好意的な意見が多かったが、搭載機種が増えるにつれて、良し悪しを含めてさまざまな意見が出てきているのだ。

裏面照射型CMOSセンサーに関するクチコミ・レビュー(※一部抜粋・要約)

○ 暗いところで撮ってみたが裏面照射型CMOSによる夜景は本当にスゴイ
○ 裏面照射型CMOSのおかげで暗いところに滅法強い。満足のいく写真が簡単に撮れる
○ 裏面照射型CMOSが予想以上。ブレがとても少ない
△ 高感度ノイズはまずまず。しかし、裏面照射型CMOSならではの圧倒的な感じではない
× 裏面照射型CMOSになって高感度ノイズが減っているが、低感度の画質が良いかというとそうでもない
× 裏面照射型CMOSセンサーは、高感度にふったセンサーで低感度がボロボロ
× 裏面照射の宿命か低感度からそこそこノイズがある
 

具体的には、裏面照射型CMOSセンサーの静止画画質に対して、高感度については一定の評価を与えつつも、低感度については「ノイズが多い」「解像感が低い」「エッジがにじんでいる」など、主にノイズ量と解像感に対してネガティブな意見が寄せられているのが目に付く。特に、2010年春モデルが登場したあたりから、裏面照射型CMOSセンサーの低感度画質に対してのネガティブな傾向が強まってきており、従来のCCDセンサーと比較して、「裏面照射型CMOSセンサー搭載モデルはそれほど画質がよくない」という評価もチラホラと見受けられるようになった。また、機種によって裏面照射型CMOSセンサーの効果に対する評価が異なっているのも見逃せない傾向である。

そこで今回は、裏面照射型CMOSセンサーを搭載した2010年春モデルのコンパクトデジカメ3機種と、CCDセンサーを搭載するコンパクトデジカメ3機種で、「室内」「室外・晴天」「室外・暗所」「室外・夜景」の撮影シーンで同じ被写体を撮影してみた。ノイズ量と解像感に注目して裏面照射型CMOSセンサーの静止画の画質をくわしく検証してみたい。


【今回の検証内容】
裏面照射型CMOSセンサーを搭載するコンパクトデジカメの静止画画質

・本当に高感度撮影時に低ノイズなのか?
・CCDセンター機と比べて低感度の画質(ノイズ量と解像感)は落ちるのか?
・暗所や夜景での画質(ノイズ量と解像感)はすぐれるのか?
・機種によって画質(ノイズ量と解像感)に大きな違いがあるのか?


検証に使用した機種

裏面照射型CMOSセンサー搭載機
  価格.com最安価格
(※8月11日現在)
撮像素子 光学ズーム
(35mm判換算)
感度
ソニー
「サイバーショット
DSC-HX5V」
25,229円 1/2.4型
裏面照射型CMOS
(有効1020万画素)
25mm〜250mm
(F3.5〜F5.5)
ISO125〜3200
キヤノン「IXY 30S」 22,573円 1/2.3型
裏面照射型CMOS
(有効1000万画素)
28mm〜105mm
(F2.0〜F5.3)
ISO125〜3200
リコー「CX3」 22,940円 1/2.3型
裏面照射型CMOS
(有効1000万画素)
28mm〜300mm
(F3.5〜F5.6)
ISO125〜3200

ソニー「サイバーショット DSC-HX5V」

キヤノン「IXY 30S」

リコー「CX3」

CCDセンサー搭載機
  価格.com最安価格
(※8月11日現在)
撮像素子 光学ズーム
(35mm判換算)
感度
ソニー
「サイバーショット
DSC-H55」
23,220円 1/2.3型 CCD
(有効1410万画素)
25mm〜250mm
(F3.5〜F5.3)
ISO80〜3200
キヤノン「IXY 10S」 18,530円 1/2.3型 CCD
(有効1410万画素)
24mm〜120mm
(F2.8〜F5.9)
ISO80〜1600
キヤノン
「PowerShot S90」
31,633円 1/1.7型 CCD
(有効1000万画素)
28mm〜105mm
(F2.0〜F4.9)
ISO80〜3200

ソニー「サイバーショットDSC-H55」

キヤノン「IXY 10S」

キヤノン「PowerShot S90」

裏面照射型CMOSセンサーの画質をチェック1 室内

撮影写真(赤枠:サムネイル画像、青枠:拡大画像)

以下に掲載するサムネイル画像は、撮影写真から215×160ドットをピクセル等倍で切り抜いた画像(※青枠部分)となっています。クリックすると撮影写真から1600×1200ドットをピクセル等倍で切り抜いたサンプル画像(※赤枠部分)が別ウィンドウで開きます。

撮影写真は、各機種ともに、「最高画質・サイズ」「オートホワイトバランス」「評価(マルチ)測光」に設定し、感度を手動設定して撮影しました。焦点距離は、35mm判換算で50mm程度にそろえています。また、「IXY 30S」と「PowerShot S90」は絞り優先AEモードでF値をF4.5に固定して撮影し、その他の機種はオートモードもしくはプログラムAEモードでの撮影となります。なお、各機種の露出ができる限りそろうように、機種ごとに露出補正を行っています。

サムネイル画像の配置は、上段に裏面照射型CMOSセンサー採用機種(ソニー「サイバーショット DSC-HX5V」、キヤノン「IXY 30S」、リコー「CX3」)を、下段にCCDセンサー採用機種(ソニー「サイバーショットDSC-H55」、キヤノン「IXY 10S」、キヤノン「PowerShot S90」)としております。


ISO80

    CX3
(F4.3、1/16秒、EV:+0.7)
   
 
サイバーショット DSC-H55
(F4.5、1/13秒、EV:+0.3)
IXY 10S
(F4.5、1/10秒、EV:+0.3)
PowerShot S90
(F4.5、1/8秒、EV:+0.3)

ISO100/ISO125

サイバーショット DSC-HX5V
(ISO125、F4.5、1/25秒、EV:-0.3)
IXY 30S
(ISO125、F4.5、1/13秒、EV:+0.3)
CX3
(ISO100、F4.3、1/18秒、EV:+0.7)
 
サイバーショット DSC-H55
(ISO100、F4.5、1/15秒、EV:+0.3)
IXY 10S
(ISO100、F4.5、1/13秒、EV:+0.3)
PowerShot S90
(ISO100、F4.5、1/10秒、EV:+0.3)

ISO200

サイバーショット DSC-HX5V
(F4.5、1/40秒、EV:-0.3)
IXY 30S
(F4.5、1/20秒、EV:+0.3)
CX3
(F4.3、1/36秒、EV:+0.7)
 
サイバーショット DSC-H55
(F4.5、1/30秒、EV:+0.3)
IXY 10S
(F4.5、1/25秒、EV:+0.3)
PowerShot S90
(F4.5、1/20秒、EV:+0.3)

ISO400

サイバーショット DSC-HX5V
(F4.5、1/80秒、EV:-0.3)
IXY 30S
(F4.5、1/40秒、EV:+0.3)
CX3
(F4.3、1/73秒、EV:+0.7)
 
サイバーショット DSC-H55
(F4.5、1/60秒、EV:+0.3)
IXY 10S
(F4.5、1/50秒、EV:+0.3)
PowerShot S90
(F4.5、1/40秒、EV:+0.3)

ISO800

サイバーショット DSC-HX5V
(F4.5、1/160秒、EV:-0.3)
IXY 30S
(F4.5、1/80秒、EV:+0.3)
CX3
(F4.3、1/153秒、EV:+0.7)
 
サイバーショット DSC-H55
(F4.5、1/125秒、EV:+0.3)
IXY 10S
(F4.5、1/100秒、EV:+0.3)
PowerShot S90
(F4.5、1/80秒、EV:+0.3)

ISO1600

サイバーショット DSC-HX5V
(F4.5、1/320秒、EV:-0.3)
IXY 30S
(F4.5、1/160秒、EV:+0.3)
CX3
(F4.3、1/310秒、EV:+0.7)
 
サイバーショット DSC-H55
(F4.5、1/250秒、EV:+0.3)
IXY 10S
(F4.5、1/200秒、EV:+0.3)
PowerShot S90
(F4.5、1/160秒、EV:+0.3)

ISO3200

サイバーショット DSC-HX5V
(F10、1/125秒、EV:-0.3)
IXY 30S
(F4.5、1/320秒、EV:+0.3)
CX3
(F4.3、1/620秒、EV:+0.7)
 
サイバーショット DSC-H55
(F4.5、1/500秒、EV:+0.3)
  PowerShot S90
(F4.5、1/320秒、EV:+0.3)
 

裏面照射型CMOSはバランスのよい高感度耐性を実現
シャドー部・ハイライト部が少ない(コントラストが低く、中間調が多い)被写体を、50mm程度の焦点距離(35mm判換算)で撮影してみた。細かい露出が異なるものの、「サイバーショット DSC-HX5V」「IXY 30S」「CX3」の裏面照射型CMOSセンサー3機種と、「サイバーショット DSC-H55」「IXY 10S」のCCDセンサー2機種を比較すると、特に、ISO800以上の高感度域でノイズ量に差が出ているのがわかる。高感度域では全体的に、裏面照射型CMOSセンサーを搭載した3機種のほうがノイズが少なく、また解像感でも優位な印象を受ける。CCDセンサー機では、「サイバーショット DSC-H55」は、ISO200程度からノイズが発生し、ISO400以上の高感度時にはノイズがかなり気になるレベル。「IXY 10S」は、ISO800以上の高感度域では積極的にノイズをつぶしているのだが、同時に解像感も失われている印象を受ける。高感度においては、裏面照射型CMOSセンサーのほうが総じてバランスのよい画質となっている。

低感度では裏面照射型CMOSとCCDで解像感に大きな差はない
ISO80〜ISO200程度の低感度域においては、裏面照射型CMOSセンサー機において「ノイズが少ない半面、解像感が失われている」と感じる場合があるものの、中間調の多いこのサンプル画像からは、裏面照射型CMOSセンサー機とCCDセンサー機の間で極端な差は感じられない。同感度で比較すると解像感はさほど変わらない。

ノイズ低減を重視する「サイバーショット DSC-HX5V」
裏面照射型CMOSセンサー機では、特に低感度において、「サイバーショット DSC-HX5V」と「CX3」とが相反する結果となった。「サイバーショット DSC-HX5V」は、低感度においても積極的にノイズを低減する傾向があり、全体的に平坦な印象を受ける。解像感にこだわると評価が分かれるところではないだろうか。

なお、「サイバーショット DSC-HX5V」は、撮影状況による可能性もあるが、ISO800以上の高感度域においてアンダー気味の写真に仕上がることも報告しておきたい。撮影を通して一定の露出(感度、絞り値、シャッタースピードの変化が一定)が得られていることを考慮すると、アンダー気味に仕上がる理由は、ISO800以上での実効感度がやや低いか、画像処理上での意図的な結果であると考えられる(次ページ以降に掲載するサンプルでも同様の傾向がある)。

解像感を優先する「CX3」
「サイバーショット DSC-HX5V」とは逆に、「CX3」は、他の裏面照射型CMOSセンサー機と比べて、ノイズ低減よりも解像感を重視する設定になっているようだ。ややアンダー気味の写真となったためノイズが目立っているが、それを差し引いても、むやみにノイズを減らさない。なお、「CX3」は、ノイズリダクション機能の設定が可能で、「OFF」「AUTO」「弱」「強」のほかに、領域別に最適なノイズ低減を行う独自の「MAX」の計5種類の効果を選択することができる。今回は次ページ以降を含めてすべて撮影において「AUTO」で撮影したが、結果はすべて同じで、ISO80〜ISO400までは「弱」、ISO800で「強」、ISO1600以上で「MAX」が選択された。低感度時でも「強」や「MAX」を手動で設定すると、もう少しノイズの少ない画像に仕上がることとなる。

バランス重視の「IXY 30S」、ISO1600ではもっともノイズレス
「IXY 30S」は、バランスを重視しているようで、ノイズ低減を優先しつつも解像感をうまく保っている印象。ただ、「IXY 30S」は、サンプル画像では判断できないが、画像の中央部に比べて、周辺部の解像感が落ちる傾向にある。解像感自体は低くないだけに、ややもったいない印象を受けた。また、常用できるかは別として、裏面照射型CMOSセンサー機のISO1600のサンプルを比較すると、「IXY 30S」のノイズの少なさが際立っている。「サイバーショット DSC-HX5V」は、ISO800まではノイズを積極的に低減するが、ISO1600を超えると逆に解像感を重視するのか、ややノイジーな仕上がりとなっている。

総合的な画質は「PowerShot S90」が抜け出ている
1/1.7型という大きなCCDセンサーを採用し、高性能なレンズを採用するハイエンド機種「PowerShot S90」は、さすがに、低感度から高感度までノイズ低減と解像感のバランスがよく、1/2.3型もしくは1/2.4型を採用する他の5機種と比べて、一歩上の画質を実現している。これは室内だけでなく、次ページ以降で紹介する撮影シーンでも同様。ただし、ノイズ低減については、裏面照射型CMOSセンサー機「IXY 30S」も互角の内容で、ISO800では「IXY 30S」のほうがノイズレスに仕上がっているように感じる。




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