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Foveonセンサーの構造と、そのセンサーのカメラの歴史


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題名:Foveonセンサーの構造と、そのセンサーのカメラの歴史
報告者:ログ

 世の中にあるデジタルカメラの多くは、CCD、もしくは、CMOSを画像センサーとしている。CCDとはCharge-Coupled Deviceの略であり1)、CMOSとはComplementary Metal Oxide Semiconductorの略である2)。両者の大きな違いは、信号の読み出し方法が異なり、CCDの方が構造上では複雑になる。しかしながら、消費電力面ではCMOSが優位である。どちらのセンサーにもメリット、デメリットはあるが、かつては、こと画質面ではCCDの方がCMOSよりも優れているとされていたため、画像センサーにはCCDが優位とされたが、現在は画像処理の技術なども進み、両者の画質の差は著明ではなくなった。
 題目にあるFoveonセンサーはカメラメーカーの一社であるSIGMA社のセンサーである。これもCMOSの一種である。しかしながら、Foveonセンサーが他のCMOSセンサーと異なる点は、その構造にある。図にFoveonセンサーの構造を示す。図の左がFoveonセンサー、図の右が通常のセンサーの構造となる。この図から分かるようにFoveonセンサーは3層構造となっていることが特徴である。ちなみに右の構造はベイヤー配列と言い、Kodak社のブライス・ベイヤー氏により

fig1

図 Foveonセンサーと通常のセンサーの構造3)

開発された4)。なお、一般的なCMOSセンサーはベイヤー配列の構造を持つ。
 Foveonセンサーの良い点は、この3層構造により、左下図のように青、緑、赤の色情報に取りこぼしがないことである。右のベイヤー配列では、右下図にあるように色情報として、まだら模様となる。最終的にフィルターにてこのまだら状態を補正するのであるが、受光の際の失われた色情報は、後では補うことはできない。このセンサーの受光範囲全てにわたって全色情報を取り込むことが出来るセンサーは、現状ではこのFoveonセンサーのみである。
 このFoveonセンサーは、開発当時は独立した企業であったFoveon社のデック・メリル氏によって開発された。このセンサーの技術に目を付け、世界で初めてFoveonセンサーを有するデジタルカメラSD9を発売したのが、SIGMA社である。2002年のことである。「Foveonの画質への徹底したこだわりと誇りがSIGMAとFoveon最大の共有財産」5)であると、Foveon社の創業メンバーの一人であるルディ・グトシュ氏が述べるように、Foveonセンサーの画質は通常のベイヤー配列のCMOSとは明らかに異なる。

1) https://ja.wikipedia.org/wiki/CCDイメージセンサ(閲覧2015.12.26)
2) http://www.sony.co.jp/Products/SC-HP/tech/isensor/cmos/ (閲覧2015.12.26)
3) http://www.sigma-dp.com/DP2Merrill/imagecapture.html (閲覧2015.12.26)
4) https://en.wikipedia.org/wiki/Bryce_Bayer (閲覧2015.12.26)
5) Voice. Foveon、そしてSIGMAの"Meme": SEIN 7. 8-13. 2015.


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