部分積層型CMOSと裏面照射型CMOSの違いを徹底比較！

こんにちは。「ソニーのカメラが好き」運営者のジョージです。

カメラのスペック表を見ていると、必ずと言っていいほど目にする「裏面照射型CMOS」や「部分積層型CMOS」といった専門用語。なんとなく「積層型の方が新しいから凄そう」というイメージはあるものの、実際に何がどう違うのか、画質にどう影響するのかまでは分かりにくいですよね。実は、このセンサーの構造こそが、カメラのキャラクターや得意な撮影シーンを決定づける最も重要なパーツなのです。

今回は、部分積層型CMOSと裏面照射型CMOSの仕組みの違いや、それぞれのメリット・デメリットについて、専門用語をできるだけ噛み砕いて徹底的に解説していきます。記事の後半では、それぞれのセンサーを搭載したおすすめのソニー製カメラも紹介していますので、これさえ読めば、ご自身の撮影スタイルに本当に必要なセンサーとカメラがどちらなのか、はっきりと見えてくるはずです。

イメージセンサーの進化の歴史と基本構造

まずは、カメラの心臓部であるイメージセンサーがどのような進化を辿ってきたのか、その基本構造について分かりやすく整理してみましょう。ここを理解すると、各センサーの強みがスッと腑に落ちるようになりますよ。

従来の表面照射型から裏面照射型への進化

かつてのデジタルカメラで主流だったのが「表面照射型」と呼ばれるCMOSセンサーです。このセンサーは、光を受け取るフォトダイオード（画素）の上に、電気信号を運ぶための金属の配線層が乗っている構造でした。しかし、この構造には致命的な弱点がありました。レンズから入ってきた光が、一番上にある金属の配線にぶつかって遮られたり反射したりしてしまい、奥にあるフォトダイオードまで効率よく光を届けることができなかったんです。

そこでソニーが実用化し、カメラ業界に革命を起こしたのが「裏面照射型CMOSセンサー」です。簡単に言うと、光の邪魔になっていた配線層を、フォトダイオードの「裏側（下側）」にそっくりそのまま移動させた画期的な構造ですね。

配線が邪魔にならないため、レンズの周辺部から斜めに入ってくる光まで、たっぷりとロスなく受け止めることができるようになりました。これにより、集光効率が劇的に高まり、暗い場所でのノイズが大幅に減り、高感度画質が飛躍的に向上したんです。現在、高画質を謳うフルサイズミラーレスカメラの多くが、この裏面照射型を採用しています。被写体の微細なディテールを捉えたり、豊かな階調表現（ダイナミックレンジ）を生み出したりする上で、現在でも非常に完成された素晴らしい構造と言えます。

さらなる高速化を求めた積層型と部分積層型の誕生

裏面照射型の登場で画質は飛躍的に向上しましたが、時代が進むにつれてクリエイターからは「もっと速く連写したい」「動画撮影時のこんにゃく現象（歪み）をなくしたい」という、スピードに対する強い欲求が高まってきました。そこで次世代の技術として登場したのが「積層型CMOSセンサー」です。

積層型とは、光を受け取る画素部分と、電気信号を処理する回路（ロジック回路）やメモリーを別々のシリコンチップで作り、後から上下に重ね合わせる（積層する）という超高度な製造技術です。裏面照射型では同じ層の端っこに追いやられていた回路を、センサーの真裏に広々と配置できるため、データを読み出すスピードがこれまでの数十倍と桁違いに速くなりました。α1やα9シリーズなどのプロ用スポーツ機に採用され、圧倒的な性能を誇っています。

しかし、完全な積層型センサーは製造プロセスが極めて複雑でコストが高く、どうしてもカメラ本体の価格がプロ向けに跳ね上がってしまうというデメリットがありました。そこで、より多くのユーザーにスピードの恩恵を届けるために開発され、最新のα7Vなどで採用されたのが「部分積層型CMOSセンサー」です。

これは、センサーの全域ではなく「部分的に」高速読み出し専用の回路を積層した、いわばハイブリッドな構造です。完全な積層型に肉薄する驚異的な読み出しスピードを実現しつつ、製造コストを現実的な範囲に抑えることに成功したブレイクスルー技術なんですね。（出典：ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社『イメージセンサーの技術』）これにより、スタンダードクラスのカメラでありながら、かつてのフラッグシップ機を凌駕するような機動力を手に入れることが可能になりました。

裏面照射型と部分積層型のメリット・デメリット比較とおすすめ機種

センサーの構造の違いが分かったところで、次は「実際の撮影においてどのような違いが出るのか」という実用的な観点で、両者のメリットとデメリットを詳しく比較しつつ、それぞれに最適なおすすめカメラをご紹介します。

画質と解像度の極致：裏面照射型（BSI）CMOSの強み

裏面照射型センサーの最大の強みは、なんと言っても「究極の画質と圧倒的な解像度を追求できる」という点に尽きます。

配線層や複雑な積層回路に邪魔されることなく、純粋に光を最大限に取り込む構造に特化できるため、例えば約6100万画素という途方もない高画素センサーを作っても、十分な光量を確保できます。画素数が多ければ多いほど、被写体の質感やディテールを恐ろしいほど克明に記録することができます。風景写真で遠くの木の葉一枚一枚をくっきりと解像させたり、スタジオポートレートでモデルの肌の質感や瞳の虹彩を美しく残したりする用途では、この裏面照射型の高画素センサーの右に出るものはありません。

一方でデメリットとしては、「データの読み出し速度」に物理的な限界があることです。高画素になればなるほど、数千万もの膨大な画素のデータを上から下へ順番に読み出していくために、どうしても時間がかかってしまいます。そのため、高速で動く被写体を無音の「電子シャッター」で撮ると、背景や被写体が斜めに歪む「ローリングシャッター現象」が顕著に起きてしまいます。このため、動体撮影では物理的な羽が動くメカニカルシャッターの使用が基本となります。

裏面照射型センサーの能力を極限まで引き出すおすすめ機種

風景やポートレート、建築写真など、被写体とじっくり向き合って「最高の一枚」を妥協なく作り込みたい方には、ソニーの高画素フラッグシップ機である「α7R V（ILCE-7RM5）」が圧倒的におすすめです。約6100万画素のBSIセンサーがもたらす描写力は、一度体験すると元には戻れないほどの感動がありますよ。

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圧倒的なスピードと機動力：部分積層型CMOSの強み

対する部分積層型センサーの最大の強みは、裏面照射型が抱えていた弱点を見事に克服した「圧倒的なスピードと機動力」です。

センサーの裏側に部分的に配置された専用の高速回路によって、画像データを瞬時に処理エンジンへと送り出すことができます。これにより、電子シャッターを使用しても画面が歪むローリングシャッター現象を極限まで抑え込むことが可能になりました。例えば、猛スピードでスイングするゴルフクラブや、高速で走り抜ける新幹線を撮影しても、不自然にグニャリと曲がって写ることがほとんどありません。これにより、完全無音での高速撮影が実用レベルで可能になります。

さらに、連写中にファインダーの映像が暗転しない「ブラックアウトフリー連写」が可能になるのも計り知れないメリットです。被写体の動きを常にリアルタイムの映像として確認しながらシャッターを切り続けられるため、予測不能な動きをする野鳥やスポーツ、動き回る子どもやペットの撮影において、被写体をフレームアウトさせることなく決定的な瞬間を捉え続けることができます。動画撮影においても恩恵は大きく、カメラを素早く振るパンニング動作でも歪みのないクリーンな映像を記録できるため、ジンバルを使った激しいカメラワークにも余裕で対応できます。

強いてデメリットを挙げるとすれば、高速読み出しの回路領域を確保する必要があるため、現状では6000万画素を超えるような超高画素化が難しいという点です。また、部分積層型とはいえ非常に高度で特殊な製造プロセスを経ているため、従来の裏面照射型センサーのみを搭載したカメラと比べると、どうしても本体価格が高くなる傾向があります。

部分積層型センサーの機動力を堪能できるおすすめ機種

スポーツや野鳥、走り回るお子様の撮影、さらには本格的な4K動画制作まで、いかなるシャッターチャンスも絶対に逃したくない方には、この部分積層型センサーを搭載した次世代のスタンダード機「α7 V（ILCE-7M5）」が最高にフィットします。30コマ/秒のブラックアウトフリー連写は、まさに別次元の体験です。

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【比較表】それぞれのセンサーが向いている撮影スタイル

ここまで解説してきたそれぞれのセンサーの構造的特徴と強みを踏まえて、裏面照射型（BSI）と部分積層型の違いを分かりやすい比較表にまとめました。ご自身が普段よく撮る被写体や、理想とする撮影スタイルと照らし合わせてみてください。

比較項目	裏面照射型（BSI）CMOS 【代表機：α7R V】	部分積層型CMOS 【代表機：α7 V】
最大の特徴	集光効率が高く、画質と高画素化に特化	読み出し速度が爆発的に速い
解像感・ディテール	◎ 非常に優れている（超高画素モデルが多い）	〇 十分に綺麗だが高画素機には一歩譲る
ローリングシャッター歪み	△ 発生しやすい（電子シャッター時は注意）	◎ 発生しにくい（動きの速い被写体に強い）
連写時のブラックアウト	× 発生する（コマ送りのような表示になる）	◎ 発生しない（リアルタイムに追い続けられる）
動画撮影の快適さ	〇 静止した被写体や三脚固定に向いている	◎ 激しいカメラワークやスローモーションに強い
向いている撮影ジャンル	風景、建築、スタジオポートレート、物撮り	スポーツ、野鳥撮影、ウェディング、Vlog制作

結局のところ、「どちらのセンサーが絶対的に優れているか」という単純な優劣の話ではなく、「ご自身が撮影において何を一番優先したいか」で選ぶべきセンサーの正解が変わってきます。

三脚を据えてじっくりと大自然の風景と向き合ったり、スタジオでライティングを完璧にコントロールして最高のポートレート作品を作り上げるなら、解像度とダイナミックレンジに全振りした「裏面照射型」が最高の相棒になります。後からのトリミング耐性も抜群です。
一方で、スポーツ競技、飛び立つ野鳥、やり直しがきかないウェディング、そして本格的なハイブリッド動画制作など、いつ起こるか分からない一瞬のドラマを絶対に逃したくない、現場での機動力を最優先したいという方には、圧倒的な読み出しスピードを誇る「部分積層型」が、価格以上の素晴らしい撮影体験をもたらしてくれるはずです。

カメラのセンサー技術は日進月歩で進化しています。専門用語が並ぶと難しく感じてしまいますが、その仕組みを少し知るだけで、カメラ選びがもっと楽しく、確実なものになります。ぜひ、この記事とおすすめの機材を参考に、ご自身のクリエイティビティを最大限に発揮できるぴったりの一台を見つけてみてくださいね！