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Sony

ソニー、フルHDで1,000fpsの撮影ができるスマホ向けCMOSイメージセンサーを発表 52

ストーリー by hylom
メモリ内蔵 部門より

ソニーが2月7日、フルHDサイズで毎秒最大1000フレームの撮影を行えるCMOSイメージセンサを開発したと発表した(PC Watch)。スマートフォンでの利用を想定しているという。

このCMOSイメージセンサは画素と回路の間にDRAMを挟み込んだ3層構造をしているのが特徴。DRAMの容量は1Gビットで、撮影した信号をDRAMにこの領域に一時的に保存することで、機器内のほかのLSIに合わせた速度で出力が可能になるという。これによって高速読み出しが実現でき、画素ごとの読み出し時間のずれを押さえることができるという。また、4K(3840×2160ドット)解像度で毎秒60フレームの撮影にも対応する。

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  • 撮像素子にDRAMを一体化という技術自体は、コンデジ向けの1型センサーでは2015年に発売されたRX100 IVなどで実用化済 [www.sony.jp]ですね。
    それまでは、裏面照射型で「撮像素子と信号処理系を積層」してたレベルだったのに対し、「DRAMまで積層化した3層構造」なのが今回新しいところで、そのおかげで小型化してスマホ向けに降りてきそうって感じでしょうか。

    1000fpsはどーでもいいですが、この動作原理だとローリングシャッター現象は無くなるので、その点でかなり期待。
    今時のスマホって、画素数などのカタログスペックだけならコンデジと遜色ないですし、制止画撮影なら確かにきれいなんですけど、動画撮影するとダメダメなんですよね。ローリングシャッターでゆがみまくり。動体を撮影したりカメラを振り回すような撮り方をしたムービーを見ると酔いそうになります。あれで満足できるのが信じられません。

    • by Anonymous Coward on 2017年02月11日 12時29分 (#3159424)

      機能的には既にSONY自身が実現してたものですが、技術的には全く異なります。

      RX100M4のセンサーはこんな感じ。
      http://image-sensors-world.blogspot.jp/2015/06/more-details-on-sony-fa... [blogspot.jp]
      パッケージの裏にDRAMをくっつけているだけで、所謂2.5D実装というやつです。
      最近のハイエンドGPUで使用してるHBMと同じです。
      この方法だと再配線基板を用いる大型センサーには使えるのですが、裏面すべてが端子になるような小型センサーには使えません。

      今回のはここ見ると、本当にウエハレベルで3層積層してる3D実装のようです。
      http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1042881.html [impress.co.jp]
      CPU/GPUでもこれが最高性能を実現できることは分かっているのですが、コストや技術面の問題でまだ実現できていません。
      それをイメージセンサーで先に実現してしまうとは驚き。
      SONYの場合、学会発表するのは製品化が完了した後のものだけなので、もう量産できるレベルなんでしょうかね。
      DRAMはこのセンサー専用に作る必要があるはずですが、DRAMメーカーを動かせるのもCISトップの強さを感じます。

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      ローリングシャッター現象はCMOSの読み込み速度に由来するから、そこが自前DRAMの速度になれば相当改善が見込めるでしょう。
      そこの速度が見込めなければグローバルシャッターを組み込むんじゃないでしょうか?
      去年はソニーさんもグローバルシャッターの絡みの発表してましたよね。

    • by Anonymous Coward

      はずかしながらローリングシャッターという言葉を初めて聞いた
      そういう名前がついてたんだ....
      #グニャグニャ現象だと思ってた

      • by Anonymous Coward

        デジカメ界隈では「コンニャク(現象)」とも呼んでますね。

        最近ではコンデジに限らず、一眼やミラーレス一眼でも、動画モードや静音モード(メカシャッターの音が気になるような静かなところとかね)、
        或いはメカシャッター以上の高速シャッターを切る場合などで電子シャッターを良く使うようになってきているので、
        グローバルシャッターも含めて、こういう技術革新は非常にありがたいものですね。

        • by Anonymous Coward

          ちなみに今高速なメカシャッターとして一般的なフォーカルプレーンシャッターも
          幕の速度より高速なシャッタースピードだと、原理的には同じ理屈で動体が歪みます。

          • by Anonymous Coward

            フォーカルプレーンシャッターって基本的にX速度が上限で、
            それ以上の露光はそのシャッター速度相当の隙間を移動させている。
            って奴は意外と一眼レフ絶対教徒には理解されていないんだよな。
            んで中判のレンズシャッター機を悪しざまに言ったりする。

            • by Anonymous Coward

              え…理解してないとストロボとか使えないんだがそんなやついるのか?
              私が大昔に使ってた一眼レフはストロボ同期できるのは1/125秒までだったな。
              今はもちょっとマシ?

              • > え…理解してないとストロボとか使えないんだがそんなやついるのか?

                今時の人は露出オートオンリーで使ってるでしょうし、ストロボオン時はシャッター速度上限が自動で下がるので、
                そのあたりの原理を理解してなくても問題ない、といった場合が多そうです。

                > 私が大昔に使ってた一眼レフはストロボ同期できるのは1/125秒までだったな。
                > 今はもちょっとマシ?

                私が30年ちょっと前に買ったハイエンド銀塩一眼でX=1/250でした。
                当時、X接点のフラッシュ同調速度は、シャッターが横走りだと1/60、縦走りだと1/125が一般的で、
                主流が縦走りに移りつつあり、ハイエンドで1/250可能な機種が出てき始めてたとかそんな時代だったかなぁ。

                で、今はハイエンド(35mmフルサイズ)が1/250で、ローエンド(APS-Cサイズ)が1/160とか1/200とかいった感じですかね。
                デジタル制御で2のべき乗にこだわる必要がなくなったせいか数値がすごく中途半端ですが、
                APS-Cサイズは35mmフルサイズより小さい分ちょっと速くなってるのかなって感じで、技術的には30年前から全然進化してなさそう。

                親コメント
              • by Anonymous Coward

                今はハイスピードシンクロが一般的になってるので、
                ストロボを使う場合もシャッタースピードを気にすることは少ないのかも。

              • by Anonymous Coward

                デジタル制御で2のべき乗にこだわる必要がなくなったせいか数値がすごく中途半端ですが、

                デジタル制御とX接点のシャッタースピードには直接の関係はないですよ。物理的にどれだけ高速にシャッター羽根を移動させられるかの問題です。
                完全機械制御シャッターのNikon FM2のX接点速度が1/200sec、その後継機のNew FM2のX接点速度が1/250secなのは羽根の強度と形状を
                工夫して速度を上げられたからですし。
                さらにそれより以前のNikon F2だってX接点1/80と2のべき乗からは外れた速度です。
                で、これらのカメラはすべてマニュアル露出機能しかないフルメカニカル機種ですが、どこにデジタル制御の入る余地があるのでしょうねぇ。

          • by Anonymous Coward

            普段はあんまり意識しないけど起こりますよね。
            高速シャッターで飛行機のプロペラを撮ると分かりやすい。 [warbirdsre...egroup.org]
            時代的にはX=1/60sぐらいでしょうか。

      • by Anonymous Coward

        同じく初めてこの現象を知った。

        もちろん、DRAM挟んだ素子にするような根本対策もいいけど、インターレースで素子から読みだして、ソフトウェア的に補正することでも、低コストでできそうな気がした。
        要は低解像度の高速シャッター連続写真から、高解像度の一枚絵を推測するような感じで。

        • by Anonymous Coward

          > 要は低解像度の高速シャッター連続写真から、高解像度の一枚絵を推測するような感じで。

          原理的には可能でしょうが
          それは推測した画像でしかありません

          本当に高解像度な画像が必要な分野、例えば高フレームレートの動画を取るビデオカメラでは
          そもそもCMOSみたいな安価な素子は使わず
          CCDみたいな素子でグローバルシャッターの製品をつかいます

          今回CMOS+DRAMの素子も
          CMOSをCCD化したような技術の一つです

    • by Anonymous Coward

      その憎きローリングシャッターを逆に活用する研究なんてのも存在しますよ。

      The Visual Microphone: Passive Recovery of Sound from Video - VisualMic_SIGGRAPH2014.pdf
      https://people.csail.mit.edu/mrub/papers/VisualMic_SIGGRAPH2014.pdf [mit.edu]

      物体に音波が当たったときの変化を高速動画像から読み取って音を復元する研究なんですが、どんな物でもマイクに出来るという利点を高速カメラ必須って欠点が打ち消してしまうと。
      だから代わりにローリングシャッター付きの一般的なカメラで、センサーの上から下までの露出時間のズレを使って画像の各行で復元した音を連続的な音として繋ぎ合わせようってことをやってます。

    • by Anonymous Coward

      ローリングシャッターへの対策では、パナソニックが面白いセンサー [impress.co.jp]持ってますよ。

  • by Anonymous Coward on 2017年02月10日 7時52分 (#3158782)

    えっ?そうなの?

    • by Anonymous Coward on 2017年02月10日 9時19分 (#3158806)

      実は動画でなく速度を生かして普通撮影がHDR撮影みたいにするのだったりして。
      オリやペンタみたいな画素ピッチずらしして解像度を稼ぐってのにも使えるかな。

      親コメント
    • by Anonymous Coward on 2017年02月10日 10時51分 (#3158847)
      PC Watchとか日経本誌はそういう報道ね
      日刊工業新聞とか日経でも日経産業新聞は「自動運転車」「ドローン(衝突防止などの自律制御)」みたいな用途も挙げていたはず
      親コメント
      • by Anonymous Coward

        プレスリリースにスマホ向けと出てるからおかしくはない。
        発表の場では自動運転、ドローンが用途として挙げられていたのかもね。

    • by Anonymous Coward

      スマホで1000fpsなんてそんなマニアックな撮影しないって、と自分も思うが
      撮像素子でもスマホファーストな時代になっているということなのだろうか。まあ出る数が違うしなぁ。

      CMOSでメカニカルシャッター無しでも ローリングシャッター現象 [youtube.com]が起きなくなるのは良いね。
      コストアップでフラグシップ機にしか使われないとかだと悲しいけど。
      メカニカルシャッターを持っている物が多いデジタル一眼では必要性があまりないというのも
      「スマホでの利用を想定」の理由かもしれない。

      でもスマホカメラで今一番求められているのは、高画質・高

      • > 撮像素子でもスマホファーストな時代になっているということなのだろうか

        別のコメントにも書きましたけど、「DRAMを積んで1000fps」というのは、コンデジ(1インチ素子)では2015年に実用化済 [www.sony.jp]なんですよ。
        その段階では、MCM的にDRAMチップを後付けしてる感じなので、スマホレベルには小型化できてなかったのが、今回DRAMまで積層化してスマホ搭載レベルの小型化したものが出来たって話でしょう。

        親コメント
      • by Anonymous Coward

        1000fpsでパンチラ撮影くぁwせdrftgyふじこlp

        • by Anonymous Coward

          それは動画である必要がない
          やっぱ乳揺れのほうじゃないかと

          # 不謹慎なのでAC

      • by Anonymous Coward
        >スマホで1000fpsなんてそんなマニアックな撮影しない

        ケータイの写メなんか35万画素でも多すぎる、って昔ばっちゃが言ってた。
      • by Anonymous Coward

        スマホで1000fpsなんてそんなマニアックな撮影しないって、と自分も思うが

        スーパースローは使ってみたいって人もいる気がする。
        #継続的に使われるかどうかは別として。

        • by Anonymous Coward

          CASIOが1000fpsの奴を出した時はミルククラウンを撮る人間が増えたってのは確か。
          出来るとなれば使う人はそこそこ居るでしょうね。

          • by Anonymous Coward

            はい,そのクチです

            画角が狭くて苦労しました(EX-F1)が
            プリンの落下とか雀の飛び立ちとかヒジョーに楽しめました
            理系男子の本懐であります
            #オッパイは残念ながら…

  • by Anonymous Coward on 2017年02月10日 8時08分 (#3158790)

    PS2やPSP・CLIEなど変態的に混載DRAMやDRAM貼り合わせなどやってきたからな。
    得意なものをかけ合わせたらすごいもので来たという感じだね。

  • 予想される流れ (スコア:0, おもしろおかしい)

    by Anonymous Coward on 2017年02月10日 11時42分 (#3158873)

    1) 国産ガラスマに搭載されるも、さして話題にならずに終わる
    2) iPhone9に採用。世界初の革新的な動画撮影!さすがはApple!
    3) あっという間にストレージが満杯になり、動作がおかしくなる。
    4) なにもしてないのに壊れた。新しいiPhone買おう。

    • by Anonymous Coward

      全部外すというか勘違いしてる人も珍しいな

      • by Anonymous Coward

        あんたみたいなのは珍しくないけどな。

  • by Anonymous Coward on 2017年02月10日 14時30分 (#3158958)

    露光を変えながら高fpsで撮影してHDR結合していくHDR動画撮影に対応してほしいですね。
    今のHDRディスプレイの1000nit以上まで対応するとなると、1フレームあたり多くの枚数が必要になりますし。

    # 今の監視カメラのHDR撮影は、何枚毎に合成しているのだっけかな。

  • by Anonymous Coward on 2017年02月10日 14時53分 (#3158977)

    これで光学手ブレ補正機構なしでも手ブレ補正できるんじゃないか?
    一秒に1000枚撮れるなら、1/1000秒の高速シャッターになるわけだが
    それでは光量不足になるような状況下で、
    100枚くらい連続して撮って、それを動き検出・補正したうえで合成とか。

    • by Anonymous Coward

      それなんてカシオ?

    • by Anonymous Coward

      フリッカ抑制とか、手ぶれ補正とか、動体ブレ補正とか、HDRとか。1000fpsで撮れるからってそのままユーザに渡すと思ってる人はちょっと時代についていけてないね。

      • by Anonymous Coward

        超解像の方向で進化することを期待。

  • by Anonymous Coward on 2017年02月10日 22時50分 (#3159246)

    データ量考えると
    内蔵メモリも大容量化しないといけないだろうけど
    撮影用にSDXCスロットつけないといけないのでは無いだろうか?
    マイクロじゃないSDスロットを外側につけたら厚みが出るだろうけど
    薄さはもう限界に来ているから他社と差別化するにはいいかもしれない

    • by Anonymous Coward

      保存先にSDカードを使うと転送速度に足を引っ張られる
      耐久性の問題もあるし本体メモリ→外部メモリの移動に使うぐらいならPCに移動させたほうが無難
      SDカードの突然死は予測できないですしね

      スロットつけるのにコスト使うなら別に使ってほしい

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「科学者は100%安全だと保証できないものは動かしてはならない」、科学者「えっ」、プログラマ「えっ」

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