パスワードを忘れた? アカウント作成
14078085 story
テクノロジー

ソニーが3層分光型イメージセンサーを発表 27

ストーリー by hylom
製品化はまだ先かな 部門より

maia曰く、

ソニーが有機材料の光電変換膜を利用した3層分光型のイメージセンサーを半導体関連の学会「65th International Electron Devices Meeting(IEDM 2019)」で発表した(日経XTECH)。

Foveonと似たような話だが、Foveonが(素晴らしい威力を持ちながら)いまいち成りきれてないところに、SONYが新たなソリューションを出すのだろうか?

このイメージセンサーは、青・緑・赤に反応するセンサーを3層に重ねた構造で、より高い解像度を実現できる可能性がある。

  • by taka2 (14791) on 2019年12月27日 17時50分 (#3737957) ホームページ 日記

    Foveonの原理は、
    縦にセンサーを並べ「波長の短い光は奥まで届かないが、波長の長い光は奥まで届く」という構造で、
    ・一番上のセンサ: RGB全部届く。R+G+Bを感知
    ・まん中のセンサ: Bはもう届かない。R+Gを感知。上のセンサが受光した分、元の光よりR/Gも減ってる。
    ・一番下のセンサ: Gももう届かない。Rを感知。上のセンサで受光した分、元の光よりRは減ってる。
    という形。「(R+G)-R」でGを算出、「(R+G+B)-R-G」でBを算出、という計算でR/G/Bを求めてる。
    でまあ、こういう構造なので、解像度は上げられるけど、感度は落ちる。そこがFoveonの弱点。

    ちょっと話は変わるけど、いわゆる「3板式カメラ」は、プリズムで光を波長別に分ける(b分光する)ことで、R/G/B それぞれのセンサで感知する方式。波長によって反射するか透過するかが変わるけど、吸収する(消えてなくなる)ものはなく、入ってきた光は無駄なく全て感光素子に入る。
    それに対して、普通の撮像素子は感光素子の前にそれぞれの色に応じたフィルタを配置し、欲しくない色を吸収させて捨ててる。捨てる分だけ感度が落ちる。Foveonも「光が奥まで届かないようにしてる」=「欲しくない色を捨ててる」という点では同じ。

    で、今回のソニーのは、文章や図を見る限り「一番上はBだけ」「真ん中はGだけ」「一番下はBだけ」を感知するといいってるわけで、もしそうなら、Foveonとはまったく原理が異なるんですよね。

    リンク先記事の見出し(無料で読めるとこの説明)だけではさっぱり原理がよくわからないんだけど、本当に「一番上の層は青波長だけ感知し、残りの光は透過する」「真ん中の層は緑波長だけ感知し、残りの光は透過する」といった、入ってきた光を無駄にしない構造(ちゃんとした分光)なのだとしたら、「3板式と同じ解像度・感度を1枚で実現できる」わけで、捨ててない分 Foveon よりも感度的に有利なものになりそう。

    ここに返信
    • by Anonymous Coward on 2019年12月27日 21時46分 (#3738059)

      https://news.panasonic.com/jp/press/data/2017/02/jn170209-1/jn170209-1.html [panasonic.com]
      https://news.panasonic.com/jp/press/data/2016/02/jn160203-2/jn160203-2.html [panasonic.com]

      これはパナソニックの例ですが、有機薄膜の素子を使って積層型(可視光+赤外)を作ってます。
      Foveonと違うのは、センサーの受光部がSiダイオードより圧倒的に感度が高く薄くできることです。
      パナソニックと同様に0.5umと波長程度の厚さがあれば良いなら、ソニーのも3層積層しても感度が落ちにくいでしょうね。

      電荷蓄積部や読み出し回路は、ソニー得意の積層型で解決すれば大丈夫でしょう。
      素子の寿命や歩留まり、ばらつき等気になる点は多々あるのですが、今のソニーの勢いなら何とかしてしまうのかもしれない。

    • by Anonymous Coward

      何にしても、モアレフリーは有り難い。

      • by Anonymous Coward

        モアレ(偽解像)は無くならないよ。擬色は無くなるけど。
        っていうか、Foveonとか解像カリカリすぎてモアレ出まくるじゃんね。
        対策としては光学ローパスフィルタ入れる。解像は犠牲になる。

    • by Anonymous Coward

      NHKと富士フイルムが先駆けて開発していた分野です。
      そのもの緑波長だけに反応する光電変換膜、赤波長だけに反応する光電変換膜、青波長だけに反応する光電変換膜を縦に積層させて、それぞれの層から出たデータを個別のストレージに格納することで色分離をする物ですね。

      FOVEONとの違いは、FOVEONは1層のシリコン層の深度で色分離をしていたため、綺麗な色分離には論理計算が必要だったことと、同じシリコン層でデータを取るためノイズと色データの分離が難しく、高感度では斑状に色ノイズが出てほぼ使い物にならないケースも多かったことに対し、有機光電変換膜は色の分離が非常に良いためノイズと色データの分離がし易いこと、基底ノイズが多めなためそれの打ち消しが大変なことがあるそうです。(主に昔のフジの特許情報から。)

      また積層させること自体が非常に難度の高い作業だそうなので、よく画素サイズ2μm、700万画素を実現できたなというのが正直なところですね。
      フジからの情報提供などもあったのでしょうか?

      早くこれでミラーレス用のセンサーを作って欲しいところです。

  • by nonko (48539) on 2019年12月27日 17時19分 (#3737946) 日記

    Foveonもそんなに悪くないですよ(震え声)

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      3とは剛の者

    • by Anonymous Coward

      Foveonは色分離をまともに出来ない欠陥センサ

    • by Anonymous Coward

      merrill三兄弟、晴れの日の屋外で静止物相手にしか使えない決戦兵器であった(DP3の三脚必須が地味につらい)
      桜とか紅葉はいける。狐は無理。
      暗くても使えるなら欲しいけど、過去のSONYコンデジの画質の記憶がアレすぎてRAWデータ以外見てはいけない気がする

      • by Anonymous Coward

        ISOが100で換算75mmだから手持ちではシャッタースピードがどうやっても足りないのか
        扱い方がほとんど120フィルムなんだよなあ

  • by Anonymous Coward on 2019年12月27日 16時22分 (#3737925)

    感度する色をもう一つ足してさ、某液晶みたいに鮮やかにするとか。
    # 人の目も、人によってはそういう目を持った人もいるそうな

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      第4の感色層を謳ったカラーフィルムがどっかから出てたような。
      フジカラーでしたっけ。

    • by Anonymous Coward

      近赤外線を追加して夜間性能あげてほしい

    • by Anonymous Coward

      RGBWは最近よく見かけますね。
      昔ソニーのデジカメで紫の発色をよくするためにエメラルドグリーンかなにか追加した4原色センサー搭載機もあったはず。

      • by Anonymous Coward

        Cybershot F828 [www.sony.jp](DSC-F828)ですね。
        そんなに劇的な改善もなかったのか大して話題にならなかったような。まあ、2004年頃において希望小売価格16万円ですから。
        後年、ハードオフで5000円くらいで買いましたが、あまり調子の良い個体ではなかったものの、当時の一眼レフ(Kiss DigitalとかD70とか)でRAW撮影してLightroomで処理したほうがさすがに良い結果が...。比べちゃいかんてか。

        • by Anonymous Coward
          このセンサーですが、
          紫の偽色が派手に出ることが分かり、以後ボツになりました。

          # 当時、そのメーカーの中の人だったのでAC
    • by Anonymous Coward

      どうせならスペクトルセンサーにしてくれると3DCGのスペクトラルレンダリングが捗りますね
      色彩補正にも有益そう

  • by Anonymous Coward on 2019年12月27日 16時51分 (#3737934)

    切れたらしいな

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2019年12月27日 17時33分 (#3737951)

    問題は名前が*fpなのか&fpなのか

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2019年12月28日 13時20分 (#3738263)

    カラーフィルターを使った通常の素子でも手ブレ補正のコイルで1画素分ブラせば、隣接画素もわかるという結構驚きのアイディアで解像度を実質2倍にしてますよね。
    ※正確に一画素分ブラせるのか?という疑問があるけどね

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      手振れ補正の仕組みを利用して高解像度にするのはどこもやってるんですよ。
      例えばソニーだとピクセルシフトマルチ撮影とかできる
      https://www.sony.jp/ichigan/products/ILCE-7RM3/feature_1.html [www.sony.jp]

      • by Anonymous Coward

        元々イメージセンサー売ってるメーカーが開発して提案してる物だからね。
        Googleは採用しただけであって、アイディアを出してるわけでもない。

    • by Anonymous Coward

      画素ずらし

typodupeerror

※ただしPHPを除く -- あるAdmin

読み込み中...