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イメージセンサーとは? — 「SONYのテレビならカトーデンキにおまかせ」

イメージセンサーとは?

イメージセンサーとは光を電子信号に変換するものです。

説明のため、デジカメ以前のカメラの話をします。
昔のカメラは、フィルムそのものがイメージセンサーの役割を果たしていました。
フィルムには薬品が塗布してあり、外界の光模様を正確に検出して画像を記録していたのです。(いわゆる銀塩カメラです。)

現在のカメラは、フィルムに相当するものをイメージセンサーと呼んでいます。
ただ、原理はかなり違っています。

光そのものは、無色透明です。
RGB(赤緑青)3原色の光が同じ量の状態では透明ですが光が物体に当って反射する時に、その物体に吸収される色が減りますので、残りの光が混じった状態が、色として認識されます。

イメージセンサーは、この反射された光の量に応じた電子を発生させて信号に変換するのです。

イメージセンサーの原理

次にイメージセンサーの原理を、簡単にご紹介しましょう。
トンボの眼を拡大した写真を検索するか思い出して下さい!

細かい網目のようになっていると思いますが、あれは目です。
トンボには約1万個の眼があるそうです。

イメージセンサーも、トンボのようにレンズをたくさん並べて光の取り入れを行う仕組みになっています。

1000万画素とカタログに書いてあれば、1000万個のレンズが並んでいる事になります。
ただし、個々のレンズから集めた光は、RGBが混じった状態です。

レンズの後にカラーフィルタという、特定の色に反応するフィルタが入れられています。
Rフィルタは赤のみ、Gフィルタは緑のみ、Bフィルタは青のみの光を通します。
この後で、それぞれその光量に従った電気信号に置き換わります。

文章で書くと難しいですが、スポットライトにカラーフィルタ付の円盤があるのを想像していただくと、わかりやすいかもしれません。
赤のフィルターを通すと赤の光になりますね。

フィルターの3原色部分は、RGB、RGB、RGB・・・と順番に並んでいるのかと考えがちですが、この並びに関しては各メーカーのノウハウになっています。
つまり、カラーフィルターの並びがきれいな画像を再現する秘密のひとつになっているようです。

CCDとCMOSの違い

イメージセンサーとしてCCDと呼ばれるものを、長らく使用してきましたが、ここ2年程で、急激にCMOSセンサーに変わってきています。
違いを認識する必要はありませんが、注意点=相違点が何点かありますので、列挙してみます。

CCDの方が、暗い場面で撮影する時の感度が高いのできれいに撮れます。
但し、明るすぎる場面、例えば太陽のような、強い光源を撮ろうすると、周囲に過剰反応した、現実にない光の帯が見えたりする副作用があります。
近年、裏面照射型と呼ばれるCMOSセンサが開発されて、暗所での撮影の性能が向上して、この弱点は解消されました。
ソニーから先行して市場投入されましたが、パナソニックからも採用したカメラが商品化されています。

CCDは、CMOSに比べて消費電力が多く、バッテリーの持ちに大きく影響してきます。
小さくなる一方のコンデジで、バッテリーも同時に小さくなってしまいますので、少しでも消費電力を抑える事ができるように、CMOS採用は最近一挙に増えてきているように思われます。

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