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ソニーα7S IIIのセンサーは4800万画素のクアッドべイヤーだった?

Sony Alpha Rumorsがα7S IIIについて気になる情報を発信しています。どうも4800万画素のクアッドべイヤーセンサーを使用して1200万画素のイメージを出力しているのではないか、とのこと。

Sony Alpha Rumors:Surprise: The Sony A7SIII actually has a 48 Megapixel Quad Bayer sensor!

Landingfiledは最近、レーザーライトショーで破損したα7S IIIを入手した。センサーのカバーガラスを取り外した後、50倍の顕微鏡でピクセルを検査した。

その結果、このセンサーは2×2ビニング設計であることが判明した。これは、IMX510のネイティブ解像度が実際には4800万画素であることを意味する。RGGBのベイヤーパターンは、4×4のグリッドに広がっている。センサー読み出し後、同じ色の4つのピクセルは、SLVS-ECインターフェースで送信される前に、デジタル的に結合されて1つのピクセルになる。これが読み取りノイズの増加の原因と考えられる。私の知る限りでは、ソニーのデジタル一眼レフカメラCISは、画素アーキテクチャの制限により、チャージビニングをサポートしていない。4つの画素をデジタル的に結合すると、ノイズの分散が4倍になり、その結果、読み取りノイズが2倍近くになる。明るい緑色の画素は、ハイブリッドAFシステムの位相差画素である。

4800万画素のクアッドべイヤー IMX510センサーは、2×2デジタルビニングを使用して、1200万画素のベイヤーCFA出力を生成する。とLandingfieldは書いている。

では、最後の質問は、なぜソニーがこのデザインの道を歩んだのかということだ。私は2つの理由を考えた。

1. ソニーはすでにこの4.2umピッチの要求に合うBSIピクセルの設計をしていた。新しい8.4umピクセルを再設計するのは時間がかかるが、ストレートな2×2ビニングであれば、より早く市場に投入することができる。 ほとんどの画素設計のレイアウトは固定されているので、面積を拡大すれば複数のサイズのチップを作ることができる。例えば、IMX411、IMX461、IMX455、IMX571、IMX533は、すべて同じ3.76um BSIピクセル設計をベースにしているが、それぞれが中判から1インチまでの異なるイメージングサークルをカバーしている。

2. ソニーはα7S IIIでHDR動画機能を強調しようとしているが、その理由は?1画素ではダイナミックレンジに限界がある。しかし、4つのサブピクセルのそれぞれを異なるゲインや露光時間で読み出すことが可能だ。そして、それらをデジタルで合成して最終的な値を得ることができる。このような方法は、ソニーの多くのセキュリティセンサーに採用されている。IMX294やIMX482も2×2ビニングのBSI方式を採用している。

とのこと。
これが本当であれば驚きですね。とは言え、Landingfiledが考察した1と2の内容は理にかなっているように見えます。また、Photons to PhotosやDXOMARKのテスト結果で妙にノイズが多かったのもこれが原因だったのでしょうか?

そういえば2020年にIMX312AQKが話題となりましたね。4800万画素のフルサイズCMOSセンサーですが、「WW271448(カメラのコードネーム)」ではクアッドべイヤーの4800万画素出力が無効にされていると記載されています。

「WW271448」はα7S IIIを指しており、今回の話題と一致する内容となっています。当時はなんのこっちゃ?とよく分かりませんでしたが、今思えばこのスペックシートがα7S IIIのクアッドべイヤーセンサーを示唆していたのかもしれませんね。

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