【まとめ】スマホ向けイメージセンサーの性能を比較してみた|スペック一覧

アン秘書
アン秘書

スマホのイメージセンサーって性能の違いがわかりにくいですよね。

マーロウ
マーロウ

そうだな。単純に数値が高ければよいというわけではないからな。詳しく解説してみよう。

イメージセンサーとは?

イメージセンサー(Wikipediaより)

ガジェット探偵事務所へようこそ!所長のマーロウ(@marlowesgadget)です。

スマホにとってカメラはものすごく大事な機能の一つですよね。最近はレンズの個数を競っている感じもありますが、もっとも大事なのはイメージセンサーです。

イメージセンサーとは、レンズから入った光を電気信号に変換する装置です。人間の眼でいえば網膜に相当する部分です。数千万もの画素から構成されていて、それぞれが光を捉えて、信号に変換しています。

イメージセンサーにはCCDとCMOSの二種類がありますが、スマホでは小型化が容易なCMOSが採用されています。そして近年はSonyを筆頭に裏面照射型、積層型と小型化できる技術が開発され、スマホにも高機能なセンサーが搭載されるようになりました。

スマホ向けイメージセンサーは、Sony、Samsung、Omnivisionの三社でほとんどのシェアをしめています。

イメージセンサーの性能は、解像度(画素数)、センサーサイズ画素サイズ(ピッチ)の3つに注目すると理解しやすいと思います。以下、個別に解説します。

解像度について

有効画素数ともいったりします。スペック表では4800万画素(8000 x 6000ピクセル)というように表現されますが、これは光を感知する画素が横に8000個、縦に6000個、配列されていることを示しています。したがって横✕縦=画素の総数ということになります。

つまりこの場合は8,000 x 6,000 = 48,000,000→4800万画素となるわけです。英語では4800万を48 Mega Pixelと表現しますので「48MP」と書いたりもします。

解像度は高いほど高精細な画像が得られますが、単純に高ければ良いというものではありません。下の画像のようにセンサーサイズが同じ場合、解像度が高いということは、1画素あたりの受光面積が狭くなり、うまく光を捉えることができず、色飛びやノイズが発生しやすくなります。またブレのリスクも高まります。

なぜ解像度を上げようとするのか?

4800万画素あれば、印刷であってもデジタル目的であっても、多く場合で、十分な解像度が得られます。ところが最近のスマホでは1億画素といった解像度を訴求するメーカーもあります。画質が落ちるのになぜ解像度をアピールするのでしょうか?

これにはスマホ独特の事情があります。極限まで薄さを追求しているスマホでは奥行きが無いため、光学ズームレンズを搭載することが困難です。

そこでデジタル的に画像を拡大していくデジタルズームが多くの場合採用されているのですが、これは元の画像を引き伸ばしているだけですので、ある段階を超えればズームするほど画質は低下します。

だとすれば、元の画像の解像度を高くすればよりズームに対して有効というわけです。

しかしこれは諸刃の刃で、ズームの要求には応えられますが、受光面積低下による画質の劣化は避けられません。したがって最も適切なバランスで解像度とセンサーサイズを決定する必要があります。

※最近ではデジタルズームに頼らず、ペリスコープ技術を用いて光学ズームする機種もあります。

解像度ランキング2020

参考に、2020年12月におけるイメージセンサーの解像度ランキングをまとめてみました。上でも説明したように、より画素(ピクセル)数の多い画像が得られるというだけで、解像度が高い=画質が良いというわけではありません。

※12MP以下および大手3社以外は割愛しました。

解像度(有効画素数)ランキング
Samsung HMX
108M
Samsung HM1 / HM2
108M
Samsung GW1 / GW2 / GW5
64MP|9280 x 6944
Sony IMX686 / 682
64M|9248 x 6944
Omnivision OV64B 
64M|9248 x 6944
Sony IMX766
50M
Sony IMX700
50MP|8192 x 6144
Samsung GN1
50M|8160 x 6144
Samsung GM5
48.8MP|8,064×6,048
Omnivision OV48B / C
48MP|8064 x 6048
Sony IMX689
48MP|8000 x 6000
Sony IMX598
48MP|8000 x 6000
Sony IMX586 / 582
48MP|8000 x 6000
Samsung GM1 / GM2
48MP|8000 x 6000
Samsung GH1
43.7MP|7968 x 5480
Sony IMX650 / 600
40MP|7296 x 5472
Samsung JD1
32.2M|6,560 x 4,920
Samsung GD1
32MP|6560 x 4928
Sony IMX519
16 MP4656 x 3496
Sony IMX563 / 557 / 555
12.2 MP4032 x 3024
Samsung 2LD / 2L4 / 2L3
12.2 MP4032 x 3024

センサーサイズについて

名前の通り、センサー(受光部)の大きさ(面積)のことです。

民生品で最大クラスは「35mmサイズ」です。フィルム時代の名残でこのように呼びます。なお業務用ではこれより大きな中判クラスもあります。

次が「APS-Cサイズ」と「4/3(マイクロフォーサーズ)サイズ」、このあたりは一眼デジカメで使用される大型センサーです。コンデジやスマホで用いられるのは主に「1(インチ)型以下」のサイズです。

なおこの数値はセンサーの対角線の長さを意味しています(正確には少し違うらしいですが…)。

一般的に、センサーサイズが大きくなると次のことが生じます。

  • センサーサイズが大きくなるほど多くの光を取り込める
  • ダイナミックレンジが広がる
  • より広角に撮影できる
  • 焦点距離が同じなら、よりボケる
  • しかしカメラサイズも大きくなり、価格も高くなる

ただし、CMOSの性能(照射方式やカラーフィルター配列など)によっても異なってきますので、条件が同じ場合に上のことが言えるとご理解ください…。

スマホの場合は、格納スペースの都合から、リアのメインセンサーにはやや大きめのものを。フロントには小さめのものを用います。

また小型機はどうしてもセンサーサイズが小さくなってしまいます。

マーロウ
マーロウ

大きいほどダイナミックレンジも広がり、ノイズも軽減されるぞ。

センサーサイズランキング2020

参考に、2020年12月におけるイメージセンサーサイズのランキングをまとめてみました。

センサーサイズ ランキング
Sony IMX700
1/1.28″
Samsung GN1
1/1.3″
Omnivision OV48C
1/1.32″
Samsung HMX
1/1.33″
Samsung HM1
1/1.33″
Sony IMX689
1/1.43″
Samsung HM2
1 /1.52”
Sony IMX766
1/1.56″
Sony IMX 650
1/1.7″
Sony IMX686 / 682
1/1.72
Samsung GW1 / GW2
1/1.72”
Sony IMX 600
1/1.74″
Sony IMX557 / 555
1/1.76″
Samsung 2LD
1/1.76″
Sony IMX586 / 582
1/2″
Omnivision OV64B 
1/2
Sony IMX598
1/2″
Samsung GM1 / GM2
1/2″
Omnivision OV64B / OV48B 
1/2″
Sony IMX563
1/2.55″
Samsung 2L4 / 2L3
1/2.55
Sony IMX519
1/2.6″
Samsung GH1
1/2.65″
Samsung GD1
1/2.8″
Samsung JD1
1/3.14″

画素サイズについて

ピクセルサイズとも呼びます。画素1つあたりの大きさです。センサーの面積を画素数で割ったものとほぼ同義です。

長辺がわずか8ミリ程度の四角に4800万もの画素を詰めると一つあたりは1μm(マイクロメートル=ミクロン)の数値になってしまいます。

現在、もっとも小さな画素は0.7μmの大きさです。今後このピクセルサイズが小さくなればなるほど解像度の数値は高くなっていきます。ただし光の量が変わらないため、よりブレやノイズなどに対応する別の技術が要求されるようになります。

※SamsungのISOCELL2.0では0.7μmにも関わらず、セル間の壁構造を改良することで光感度を上げているそうです。

SONY製イメージセンサーと採用機種

SONYのスマホ向けイメージセンサーの一覧です。近年発売された500〜700番台を紹介します。スマホに使用されているのは積層型CMOS→Exmor RSセンサーです。

モデル有効画素数センサーサイズ
画素サイズ
採用機種
IMX76650MP1/1.56″
画素サイズ不明
OPPO Reno5 Pro+
IMX7008192 x 6144
50 MP
1/1.28″
1.22 μm
Huawei P40 Pro
Huawei Mate 40 Pro
IMX68948 MP1/1.43″
1.12 μm
OnePlus 8 Pro
Oppo Find X2 Pro
IMX6869248 x 6944
64 MP
1/1.72″
0.8 μm
Poco F2 Pro
Realme X7 Pro
Nubia Red Magic 5G
Asus ROG Phone 3
Xiaomi Mi Note 10 Lite
Asus ZenFone 7
Xiaomi Redmi K30 Pro
IMX6829248 x 6944
64 MP
1/1.73″
0.8 μm
Xiaomi Mi 10T
Poco X3
Realme 7
IMX65040 MP1/1.7″
1.0 µm
Huawei P30 Pro
IMX60312 MP1.7 µmiPhone 12 Pro Max
IMX6007296 x 5472
40 MP
1/1.74″
1.01 μm
Huawei Mate 30 Pro
Huawei Mate 20 PRO
Honor V30
Huawei P20 Pro
Honor 30
IMX5988000 x 6000
48 MP
1/2″
0.80 μm
Vivo X50 Pro
Vivo X50
IMX5868000 x 6000
48 MP
1/2″
0.80 μm
OnePlus 8 / 8T
OnePlus 7 / 7T
Oneplus Nord
Oppo Find X2
Oppo Reno Ace 2
Oppo Reno4 Pro
Oppo Reno 10x Zoom
Xiaomi Mi 9
Huawei Nova 5T
Asus ROG Phone 2
Asus ZenFone 6
Black Shark 2 Pro
Realme X
IMX5828000 x 6000
48 MP
1/2″
0.80 μm
Vivo iQOO 3
Xiaomi Mi 9T
TCL 10 Plus
Xiaomi Mi A3
IMX5634032 x 3024
12.2 MP
1/2.55″
1.40 μm
Sony Xperia 5
Sharp Aquos R3
IMX5574032 x 3024
12.2 MP
1/1.76″
1.80 μm
Sony Xperia 1 II
IMX5554032 x 3024
12.2 MP
1/1.76″
1.80 μm
Sony Xperia 5 II
Samsung Galaxy S20
Samsung Galaxy Note20
IMX5194656 x 3496
16 MP
1/2.6″
1.22 μm
Oneplus 6 / 6T
Oppo Find X
Lenovo Z5 Pro
Oppo R15 Pro
Realme 3 Pro

Samsung製イメージセンサーと採用機種

近年急速にSonyを追い上げているSamsung。高解像度技術に強みがあります。スマホ用はすべてISOCELL技術が用いられていますのでモデル名からは省略しました。

モデル有効画素数センサーサイズ
画素サイズ
採用機種
GN18160x 6144
50MP
1/1.31”
1.2 μm
Vivo X50 Pro+
Vivo iQOO 5/5 Pro
HM212,000 x 9,000
108M
1 /1.52”
0.7μm
新製品
HM112000 x 9000
108MP
1/1.33”
0.8 μm
Samsung Galaxy S20 Ultra,
Samsung Galaxy Note 20 Ultra
HMX12032 x 9024
108MP
1/1.33”
0.8 μm
Xiaomi Mi Note 10
Xiaomi Mi Note 10 Pro
Xiaomi Mi 10
Xiaomi Mi 10 Pro
Xiaomi Mi 10T Pro
Motorola Edge+
GW39280 x 6944
64MP
1 / 1.97 “
0.7μm
新製品
GW29280 x 6944
64MP
1/1.72”
0.8 μm
Samsung Galaxy S20
Samsung Galaxy S20+
Samsung Galaxy Note 20
GW19280 x 6944
64MP
1/1.72”
0.8 μm
Samsung Galaxy A71
Samsung Galaxy M31
Samsung Galaxy A70s
LG V60 ThinQ
Vivo NEX 3 / NEX 3 5G
Vivo NEX 3S 5G
Realme XT
Realme X2 / X2 Pro
Realme X50
Redmi Note 8 Pro
Redmi Note 9 Pro
GM58,064×6,048
48.8M
1 / 2.55″
0.7μm
新製品
GM28000 x 6000
48MP
1/2″
0.8 μm
Samsung Galaxy A90 5G
Samsung Galaxy A80
Samsung Galaxy A51
Samsung Galaxy A50s
Samsung Galaxy M30s
LG Velvet
Redmi Note 9S
GM18000 x 6000
48MP
1/2″
0.8 μm
Black Shark 2
Lenovo Z6 Pro
Meizu 16Xs/Note 9
Oppo F11/F11 Pro
Redmi Note 7S
Redmi Note 7
Redmi Note 8
Redmi Note 8T
Redmi Note 9
Samsung Galaxy S10 Lite
UMIDIGI F1 Play
ZTE Axon 10 Pro
GH1
7968 x 5480
43.7MP
1/2.65″
0.7 μm
Front:
Samsung Galaxy S20 Ultra
Oppo Reno3 Pro
JD16,560 x 4,920
32.2M
1/3.14″
0.7 μm
新製品
GD16560 x 4928
32MP
1/2.8″
0.80 μm
Front:
Samsung Galaxy A71
Redmi Y3
Vivo V15/Vivo V15 Pro
LG V50S/G8X ThinQ
Huawei P30/P30 Pro
Honor 20
Honor 20 Pro
Honor 20S
Rear:
Samsung Galaxy A70
Samsung Galaxy A60
2LD4032 x 3024
12.2MP
1/1.76″
1.8 μm
Samsung Galaxy S20
Samsung Galaxy S20+
Samsung Galaxy S20 Fan Edition
Samsung Galaxy Note 20
Samsung Galaxy Z Fold 2
2L44032 x 3024
12.2MP
1/2.55”
1.4 μm
Samsung Galaxy S10
Samsung Galaxy Z Flip
2L34032 x 3024
12.2MP
1/2.55″
1.4 μm
Samsung Galaxy Note 9

Omnivision製イメージセンサー

もともと米国企業でしたが、2015年に中国企業体に買収されています。スマホの採用は少ないですが、Xiaomiの上位機種への採用実績があります。

モデル有効画素数センサーサイズ
画素サイズ
採用機種
OV64B9248 x 6944
64MP
1/2″
0.70 µm
Oneplus Nord N10
OV48C8064 x 6048
48MP
1/1.32″
1.197 µm
Xiaomi Mi 10 Ultra
OV48B8064 x 6048
48MP
1/2”
0.8 μm
Xiaomi Mi 10 Lite 5G
Xiaomi Redmi 10x Pro

まとめ|活用してくれると嬉しいです

以上、スマホ向けイメージセンサーの情報を整理してみました。スマホ購入を検討する際に参考にしてもらえると嬉しいです。

今後も新機種が発売されるタイミングで更新していきたいと思います(自身の備忘録のためにも…)。

※もし数値等に間違いがありましたらコメント欄にてお知らせください。

参考)

  • https://www.kimovil.com/en/
  • https://www.samsung.com/semiconductor/minisite/isocell/
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Exmor

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