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Sony 湾曲した撮像素子の製造に関する特許 [半導体・エレクトロニクス技術]

ソニー湾曲した撮像素子の製造方法に関する特許を出願中です。 撮像面が湾曲していれば、像面湾曲の補正を有利に行え、入射角の急傾斜なレンズにも対応出来ますから、レンズの高性能化や小型化を期待することが出来ますね。

2012_182194_fig05.png

台座を加熱し膨張させ、撮像素子を設置。 台座を冷却し収縮させると、撮像素子が膨出し、像面が湾曲する

特許文献、及び要約・自己解釈

  • 特許公開番号 2012-182194
    • 公開日 2012.9.20
    • 出願日 2011.2.28
    • 関連 2012-182243、2012-182244
  • 像面湾曲
    • 中心と周辺でピント位置が異なる
    • 像面湾曲は多数のレンズを組み合わせることで補正
  • ソニーの特許
    • 撮像面の曲率を制御し、少ないレンズ枚数で像面湾曲を補正
    • 磁力の変化、熱による体積収縮率、吸引力による真空度を利用し、曲率を変化させる
    • 湾曲させる製造方法
      • 撮像素子よりも膨張係数の大きな台座を用意する
      • 台座の片面側は中央に穴がある
      • 台座を加熱し膨張させる
      • 台座の穴をふさぐよう、撮像素子を配置
      • 台座を冷却し収縮させる
      • 撮像素子は穴の内部に向かって膨出し、湾曲した形状となる
    • チップ全体を湾曲させる方法は、チップにストレスが加わり、チップ周辺部からクラックが発生し易い
      • 湾曲の周囲に平坦部を残す

精度や耐久性に不安

台座の熱膨張を利用した撮像素子の変形は、既に先行出願があるようです。 かなり強引なやり方で、割れてしまわないか不安になります。

ソニーの特許は改善案で、少し大きめの撮像素子を使い、結像に使用しない周辺部を平坦のままとすれば、割れ難くなるようです。 製造方法に関する特許であるにも関わらず、特許文献には実験した様子も見られないことから、実用性の程は不明です。

ネックとなるのは光学系

撮像素子を大きくしたからといって、カメラも比例して大きくなるわけではありません。 比例するのは撮像素子とフォーカルプレーンのシャッターユニットのスペースくらいで、バッテリーや液晶はそのままの大きさです。 ソニーNEXを見ればよく分かります。

光学系だけは比例してしまうので、フルサイズの小型カメラを実現する為に、特許のような工夫が必要になります。 像面の湾曲はアイデアとしてはよく出されるようですが、決定打となる製造方法は模索中のようです。

像面の曲率が一定だとレンズ交換式に採用するのは難しいので、レンズ固定式のカメラで最適化を行うと良いのかもしれません。

フルサイズEマウント機ソニーNEX9は有り得るか

NEX9 (VG以外のフルサイズNEXの仮称)の実態はソニーRX1とVG900から推測することが出来ます。

VG900はカムコーダーですが、1/8000secという高級スペックを採用したのは何故でしょうか。 NEX9もフラッグシップであるからには1/8000secでなければならないと考え、α99を含む三機種でシャッターユニットを共通化したいのかもしれません。

次にVG900のマウント周りの出っ張りには何が入っているのでしょうか。 メカシャッタは駆動用モータと羽根を折り畳んでおくスペースが必要で、Eマウントの場合、APS-Cならマウント座金の大きさに収まります。 ところがフルサイズだとEマウントの座金より大きくなってしまうわけです。 VG900の出っ張りは、NEXフルサイズ化の賜物でしょう。

一方のRX1はシャッタの仕様が見当たりませんが、多くのブロガーが推測しているようにリーフシャッタでしょう。 シャッタをレンズ側に置いたからRX1サイズを実現出来たのであって、NEX7サイズや、RX1からレンズを外したようなNEX9を期待してはいけません。

ミラーレス機を使うようになってFPシャッタの振動が気になるようになってきました。 ファインダレスだと余計にそう感じるのかもしれません。 電子シャッタやリーフシャッタを基本としながらも、マウントアダプタ内にメカシャッタを内蔵してオールドレンズにも対応させたペンタックスQは、ミラーレスの理想形ですね。

またRX1の撮影枚数は公称220枚のようです。 VG900はカムコーダーなので巨大なバッテリーを搭載しており、撮影枚数の心配は無いでしょう。 RX1はレンズ固定式としては一般的な撮影枚数と言えますが、NEX9はフラッグシップであるからには1000枚以上は撮影したいものです。 場合によってはNEX9のグリップを大型化して、バッテリーをα99と共通化することも考えられますね。

フルサイズ三機種同時発表しながら、何故NEX9は含まれなかったのでしょう。 先ずフルサイズEマウントレンズの開発が遅れていること。 VG900はマウントアダプタが好まれるので、先行で発売しても問題ありません。

省エネ化や小型化に取り組んでいるのは勿論のことでしょうが、撮影枚数220枚とRX1サイズがユーザーに受け入れられるか、RX1は一種の市場調査機とも言えますね。 手応えがあれば、省エネやサイズで多少のスペックダウンは問題無いとされ、NEX9が大々的に店頭に並ぶでしょう。 不満の声が大きいなら、何らかの工夫を行うか、仕様変更があるかもしれませんね。


タグ:SONY imager Curved
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hi-low

Dpreviewのpreviewには、RX1はリーフシャッターと明記されていました。
NEX9ではなく、リーフシャッター仕様のレンズ交換式RX pro 1も面白いですね。
by hi-low (2012-09-26 08:53) 

えがみ

> hi-low さん
有難うございます。国内のサイトしか見ていませんでした。

http://www.dpreview.com/products/sony/compacts/sony_dscrx1
> The camera features a 36 x 24mm CMOS sensor and a leaf shutter for near-silent operation.

リーフシャッタだとF1.4レンズの設計が非常に難しくなるのでやらないと思いますが、F1.4&電子シャッタとF2.0&リーフシャッタの2ラインを備えたシステムがあっても面白いと思います。

by えがみ (2012-09-26 22:35) 

光画館

こんにちは。
なるほどVG900のマウント周りの出っ張りを考えるとEマウントのフルサイズ化は可能のようですね
そうなるとフルサイズ用のEマウントレンズは始から作る事になるんでしょうね。
レンズが色々揃うにはかなり時間かかりそうです。
今までのEマウントレンズはフルサイズ使用できるように設計はしてないんでしょうか。
どちらにしてもAマウント、EマウントのフルとAPS-Cと3シリーズもレンズを作るのは面倒だと思いますが
AマウントのNEX化(ミラーレス)のが現実的だと思うのですがどうなんでしょうか。
私は軽量小型のフルサイズが早く色々出る事を希望してます。
by 光画館 (2012-09-27 18:30) 

えがみ

こんばんは、光画館さん

仰る通り、現行のラインナップでさえ充実しているとは言い難い状況ですので、2マウント2フォーマット計4ライン作ることはかなり無理があります。
ただVG900の存在がNEX9(仮称)の可能性を証明してしまいましたので、中級以上のAPS-C機を出し難くなったことも事実です(ユーザーの買い控え)。

取り急ぎパンケーキ、標準ズーム、高倍率ズームだけが用意され、それ以外はマウントアダプタを使って下さい、といった感じになると思います。

by えがみ (2012-09-29 04:09) 

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