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2025.12.02 15:00
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以前にメールでソニーカスタマーサービスより同様の回答を貰っているのでアレですが、一応 #chatGPT が資料を探したようです。 結論は沈黙の論証になってますが、納得出来ない人はソニーのカスタマーサービスに問い合わせては如何でしょう。
2025年12月2日(火)時点の情報です。
結論だけ先に整理します。
「同じ世代・同じ画素ピッチ・同じ画素構造のソニーCMOSを、そのまま大きい・小さいセンサーサイズ違いで作った」と仮定すると、
1画素あたりの
・フルウェル(飽和信号)
・読み出しノイズ
・ダイナミックレンジ
・SNR1s(低照度S/N指標)
は、基本的にセンサー面積とは無関係に決まり、画角と総画素数(=総受光量)が変わるだけ、というのがソニー資料からの帰結です。
以下「ソニー公式が何を“画質の決定要因”として定義しているか」を深掘りします。
1. ソニーが公式に使っている画質指標
1-1. SNR1s(低照度画質指標)
ソニーはセキュリティ向けCMOSで「SNR1s[lx]」という独自指標を定義しています。公式ページでは
SNR1sは「低照度での画質を定量評価するための指標」
一般的な撮影条件(光源3200K、18%グレー、F1.4、1/60秒等)を固定し、
センサーの「感度 [e-]」
「暗電流ノイズ [e-]」
を測定し、ある関係式からSNR1sを算出する
と説明されています。ここで使われる「Signal G[e-] (Sensor Raw Output)」と「Noise」は1画素の電荷量とそのノイズであり、式の定義上「センサー全体の面積」や「画素数」はどこにも出てきません。(Sony Semiconductor Solutions)
つまり、ソニーが低照度画質を語るときの基礎単位は「センサー面積」ではなく**画素単体(とその電荷数e-)**です。
1-2. ダイナミックレンジの決定要因=飽和信号量とノイズ
2層トランジスタ画素(2-Layer Transistor Pixel)のニュースリリースでは、見出しに
「飽和信号レベルを約2倍にすることでダイナミックレンジを拡大しノイズを低減」
と明記されています。さらに注釈で
「*2: one square μm equivalent basis での比較」
「*3: single pixel’s maximum electron storage capacity(単一画素の最大電荷蓄積容量)」
と書かれており、「1平方μmあたり」で正規化した1画素の飽和信号量を増やすことが、DRとノイズの改善だと説明しています。センサーサイズの話は一切出てきません。(Sony Semiconductor Solutions)
同じ記事の本文でも、
「飽和信号レベルを高めることが、広ダイナミックレンジの高画質実現に重要」
新構造で「飽和信号レベルを約2倍にし、その結果としてダイナミックレンジが広がる」
と、DRを決めるのは画素ごとの飽和信号量とノイズであると繰り返し述べています。(Sony Semiconductor Solutions)
ここでもやはり「画素ごとの物理特性」が主役で、「同じ画素を何個並べるか(=センサーサイズ)」はDR定義そのものには入っていません。
1-3. 他の製品群でも「画素構造」が主役
自動車向けCMOSセンサーのリリースでは、「固有の画素構造と露光方式の工夫により飽和照度を改善し、106 dB〜130 dBの広ダイナミックレンジを実現」と説明されています。ここでも改善要因は「画素構造」と「露光方式」であって、センサーサイズではありません。(Sony Semiconductor Solutions)
モバイル向け最新センサー LYT-828 では、「Dual Conversion Gain HDR」「12bit ADC」などの画素側の変換ゲイン制御と信号処理によって100 dB超のダイナミックレンジを確保していると説明されています。やはりここでも面積ではなく画素の変換ゲインとADC精度がキーです。(Sony Semiconductor Solutions)
SWIRセンサー IMX992/993 でも、「高変換ゲイン(HCG)と低変換ゲイン(LCG)モードを切り替えることで、暗所ではノイズを減らし、明部ではDRを確保する」と記載されており、技術の焦点は画素単位の変換ゲイン設定です。(Sony Semiconductor Solutions)
いずれも「画質=画素の特性(フルウェル、変換ゲイン、ノイズ)」として扱っており、「センサー全体のサイズ」は製品仕様として別途書かれるだけ、という扱いです。
2. これを「同一規格センサーのサイズ違い」に引き直すと
ここからは、上記ソニーの定義・式を前提にした整理(=論理的な帰結)です。
前提条件をあなたの条件に合わせます。
同一世代のソニーCMOS
同一画素ピッチ(例:2.9 µm STARVIS2、4.63 µm Exmor R など)
同じ画素構造(同じフォトダイオード構造、同じトランジスタ構造、同じ変換ゲイン・A/D 方式)
センサーサイズだけを変えた(=同じ画素を多く/少なく並べただけ)
このとき、ソニーが画質指標として公式に使っている量は以下のようになります。
1画素のフルウェル(最大蓄積電荷数)
2層トランジスタ画素の記事で「single pixel’s maximum electron storage capacity」として定義されており、one square µm等の正規化も含め、画素構造と画素面積だけで決まる量です。センサーの総面積は無関係。(Sony Semiconductor Solutions)
1画素あたりのノイズ(読み出し+暗電流)
SNR1sの定義では「Signal G[e-]」「Noise[e-]」を測定し、SNR=1になる照度を算出しますが、式に「センサー面積」や「画素数」は出てきません。(Sony Semiconductor Solutions)
1画素あたりのダイナミックレンジ
上記1と2から、DR ≒ 20log10(フルウェル / ノイズ) という形になります(ソニーも「飽和信号レベルの増大によってDRが広がる」と説明)。(Sony Semiconductor Solutions)
SNR1sなど低照度指標
これは「一定照度で1画素に溜まる電荷量とノイズの比」で決まりますから、同じ画素ピッチ・同じQEなら、センサーを大きくしても小さくしても式上変わりません。(Sony Semiconductor Solutions)
したがって、あなたが前提にしている
「同一規格のセンサーを使う場合、そのセンサーのサイズ違いによる画角(およびそれに比例した画素数)以外に差はあるのか?」
という問いを、「ソニーが公式に定義している画質指標のレベル」で見ると、
1画素単位の
フルウェル
ノイズ
DR
SNR1s
はセンサーサイズとは切り離されて定義されており、
「同じ画素を多く並べただけ」なら、
変わるのは
画角
トータルの画素数(=総受光量やトータル解像度)
変わらないのは
各画素のSNR1s
各画素のDR
各画素のノイズ特性
という整理になります。
3. どこまでが「ソニーの明示」と「こちらのロジック」か
最後に、「ファクト」と「推論」を分けておきます。
ソニーが明示していること(ファクト)
画質評価指標として SNR1s を定義し、
Signal G[e-](センサー生出力)
Noise[e-]
を用いるが、式の中にセンサー面積や画素数は登場しない。(Sony Semiconductor Solutions)
2層トランジスタ画素では、
「one square µm equivalent basis」で比較した「単一画素の最大蓄積電荷量(飽和信号レベル)」を約2倍にすることで、
ダイナミックレンジを拡大し、ノイズを低減する
と説明している。(Sony Semiconductor Solutions)
他の製品群でも、画質改善要因として
「固有の画素構造」「飽和照度の改善」「変換ゲイン制御」「12bit ADC」
など、画素単位のパラメータを挙げており、センサーサイズをDRやノイズの直接要因として扱っていない。(Sony Semiconductor Solutions)
上記からの論理的帰結(こちらの整理)
ソニーが定義している主要な画質指標(SNR1s、DRなど)は、
「画素ごとの電荷量とノイズ」を変数としており、センサー面積・画素数は式に入っていない。
よって、同じ画素構造・同じピッチ・同じQEの画素を並べて作ったセンサー同士なら、
1画素ベースのSNR、DR、ノイズ特性はセンサーサイズに依存しない
違いは「何個並べるか(=画角と総画素数)」だけ
という結論になる、というのが現時点での整理です。
言い換えると、
「センサーそのもの(画素デバイス)の性能」は画素構造と画素面積で決まり、
「センサーの大きさ」はどこまでの範囲を何画素でサンプリングするかを決めるパラメータであって、同一画素を使っている限り、画素当たりのDRやノイズを直接変えるファクターとしては扱われていない、
というのが、ソニーの公開資料を深掘りした上での回答です。 December 12, 2025
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