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米Kodak、感度を2〜4倍に高めた新型撮像素子(デジカメWatch)

高感度を実現しやすいイメージセンサを作っているメーカーといえばフィルムメーカーであるFUJIFILMですが、同じくフィルムメーカーであるKodakからも高感度を実現する新技術が発表されました。しかもハニカムセンサとちがい、従来のイメージセンサの製造工程がある程度流用できそうです。
もともとCCDやCMOSといったイメージセンサは輝度信号しか得ることができない=モノクロ写真しか撮影できないので、RGBないしCMYKに色分けされたカラーフィルタを設置してカラー写真を実現させているわけですが、フィルタを通すと結局RGB要素のうち1要素の輝度情報しか得ることができない、言い換えれば残りの2要素の輝度情報は破棄されるので、単純に輝度という観点でみると「わざわざ減衰させた輝度情報をフォトダイオードに到達させている(つまり感度で損をしている)」ということになります。
そこで、現在市場にでているイメージセンサでは、輝度情報が多く含まれている(=輝度の減衰が比較的少ない)Gを1つ増やし、RGGB計4個の画素をワンセット(原色フィルタの場合)にしてベイヤー状に並べることで、効率よく輝度信号を得る、という対策を行ってるわけです。
で、今回Kodakが考案した新しい方式というのは、「でもー、ぜんぶカラーフィルタ通しちゃうとー、やっぱり全部減衰しちゃうからー、半分くらいは素の輝度情報が得られるようにしたほうがよくねー?」という発想から素数のうち半数のカラーフィルタを取り去って純粋に輝度情報のみを取得できるようにしたというもののようです。具体的には、16個の画素をワンセットにし、半分の8画素のうち4つをG、2つをR、2つをBのカラーフィルタを設置、残り半分の8画素をカラーフィルタ無しにすることで、従来のベイヤー配列よりさらに減衰のない輝度情報を得るようにしています。
新しいカラーフィルタの配置イメージについてはdpreviewのこの記事を参照(3パターンくらいあるみたい)。またサンプル写真を見る限りでは、通常のベイヤー配列のカラーフィルタに比べてノイズの量がかなり減っているように見えます(輝度情報の減衰が少ない=基準感度から増感させる必要がない=アナログノイズも増幅されない)。まぁあくまでイメージサンプルっぽいので、実際の製品がここまでローノイズになるかは別の話でしょうけど。
懸念点があるとすれば、ベイヤー配列よりも輝度情報が多く得られる代わりに色情報が少なくなっているので、色の再現性が心配。ただこれも画素間の補完アルゴリズムを改良することで改善できそうですし、実際に画像処理アルゴリズムを新開発しているようなので、すでにクリアできているとみていいでしょう。あとこの新方式って感度だけじゃなくダイナミックレンジ(≒ラチチュード)にも寄与しそうなので、個人的にここも期待。
これからのコンパクトデジカメや携帯電話における多画素化へのブレイクスルーとして期待できそうな技術です。