センサーのCCDとCMOSの違いとは?

カメラのセンサーは人間の目のような役割があります。そのセンサーについての話を聞いたり調べたりしていると「CCD」と「CMOS」という2種類があるのに気づくと思います。両者は何が違うのでしょうか?

センサーについておさらい

センサー(撮像素子)はアナログの光をデジタルに変換する装置で、人間の目で言えば網膜にあたる部分です。

とはいってもセンサーのピクセルは色を区別できるわけではありません。区別できるのは明るさ(白から黒)だけです。ピクセルの前に赤、青、緑のフィルターが敷き詰められており、そのフィルターを通った光の量から色を見分けています。(ソニーは昔、エメラルドグリーンも加えた4色のセンサーを発表しましたがあまり普及しませんでした。)

その光はアナログ信号なのですが、それをフィルターを通った光の量に応じてデジタル数値に変換します。

順にまとめると カラーフィルタ→フォトダイオード→アンプ

センサーについて詳しくは別記事へ

カメラのセンサーとは?

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2種類ある

センサーには「CCD」と「CMOS」の2種類があります。

しばしば言われるのは「CCDは高価で画質が良く、CMOSはその廉価版だ」というものですが、これは昔の話であって今は違います。

最近は両者に写真の品質に違いはないんです。ピクセルで受け取った光を電気信号に変換するしくみが違います。

処理方法の違いがどうISOやノイズ、バッテリー消費と関係あるか

CCD

charge coupled deviceの略。最初のCCDセンサーは1970年台に開発され、1986年にコダックが初のメガピクセルカメラ(100万画素以上)を発売したことで写真にも広がりました。CMOSとの違いは、電気信号をセンサーの角にある増幅器まで転送し、そこで一括で増幅している点です。

用途:

  • 動画
  • スキャナ
  • 小型カメラ

メリット:画質が良い、ノイズが少ない、小型化が可能

デメリット:CMOSよりもバッテリーを消費する

CMOS

complementary metal-oxide semiconductorの略。イメージセンサーではありますが、CMOSは実は半導体の一種なんです。半導体といえばあれですよ、PCやスマホにあるやつです。

CCDは増幅器が一箇所にまとめられていたのに対し、CMOSセンサーは増幅器(アンプ)が一つ一つのピクセルに組み込まれています。そのためセンサーの一部分だけ使うといったことも可能で、ニコンのカメラに搭載されている「クロップ撮影」はCMOSだから実現しています。一眼レフのような大きなセンサーで使われています。

メリット:安価、製造が簡単、バッテリー消費が少ない

デメリット:ノイズが多い、小型化が難しい

まとめ

CMOSとCCDの違いは技術的、製造、デザインの観点からは重要ですが、写真のクオリティにほとんど違いはありません。ですのでカメラを選ぶときにCCDかCMOSかという点だけで選ぶのではなく、レンズやアクセサリの充実度、連写性能、操作性、自分の写真スタイル、価格、センサーサイズなどを総合的に見て決めましょう。

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