ソニーがセンサーのダイナミックレンジの拡大に関する特許を出願中

エンジニアの嗜みで、ソニーのフォトクロミック膜を使ってダイナミックレンジを拡大する技術に関する特許が紹介されています。

・Sony フォトクロミック膜を用いた撮像素子の特許(※引用元サイトは閉鎖されています)

  • ソニーがフォトクロミック膜を用いることでダイナミックレンジを拡大した撮像素子に関する特許を出願中。白飛びし易かったデジタルも、フィルム並みにハイライトで粘るようになるかもしれない。
  •  フォトクロミック膜とは:入射光強度に応じて光透過率が変わる。 入射光量が少ないと光透過率が高い。
  • フォトクロミック膜を用いると、暗部では光を多く取り入れるようになり、高輝度部では光を制限するという、デジタルにとって都合の良い性質を得られる。
  • 銀塩フィルムが廃れないのは、自然な色再現や階調性、そしてハイライトの粘り等、画質的な優位性があるから。ソニーの特許技術によって、デジタルがフィルムを超える日も近いのかもしれない。

 

フォトクロミック膜は、明るさで濃度が変わるサングラスの調光レンズのようなものでしょうか(原理も反応速度も全く違うとは思いますが)。フォトダイオードの前にフォトクロミック膜を設置しておけば、確かにダイナミックレンジを飛躍的に拡大することができそうですね。

センサーの解像度と高感度はかなり進化してきているので、後はダイナミックレンジが拡大すれば、あらゆる面で銀塩フィルムを完全に超えるかもしれませんね。

2011年10月30日 | コメント(15)

コメント(15)

素晴らしい。
これで後処理の苦労が少し軽減されるかな?

Dレンジオプティマイザー、オートHDRに続く第三の革命?

屈曲光学系、反射望遠レンズのAF化、
透過光ミラー内蔵マウントアダプター、EVF双眼鏡など
「この手があったか!」という誰にでも思いつきそうな
アイデアの積み重ねで勝負しているところがソニーなり
ミノルタの面白いところ

>これで後処理の苦労が少し軽減されるかな?

逆に、後処理は大変になるでしょうね。
光量対信号出力が非線形なうえにRGBの感度が違うとなると、
色むらなくバランス調整するのは大変なのでは?
うまく調整しないとグレーのグラデーションに色が付きそう。

ダイナミックレンジ(以下、DR)を広げるというよりは
アッテネーターで素子固有のDRに収まるように
調整するってことのような。

いままで飽和してたはずの光量でも破綻しないので
結果としてDRが広くなったという解釈もできるのでしょうけど。

来春の新しいα9xに搭載されるんですかね

面白いですねー、そんな便利な膜があるんですね。
ただ基本的に光をさえぎる技術のようなので、
現実的には感度が上がってしまうかシャッタースピードが
制限されそうな印象を受けますが、どうなんでしょうかね?

TRMにしろ、今回の膜にしろ、
なんだか間に物を挟むのは、私は反対です。
化学(ばけがく)的な発明と工学の進歩で
何とか純粋に素子自体の大発明をしてほしいものです。
CCDでもMOSでもないものでも何でもいいので!

低光量なら全透過という訳では無いでしょうから、高い高感度性能を前提にした技術ですね。ソニーの場合、ただでさえハーフミラーというハードルがあるのに…
とは言え、山岳写真など極端な輝度差のあるような写真には非常に有益な技術に思えます。

グラフを見ると低光量では100%の全透過で高光量では0になるようですね。
”フォトクロミック膜”はレンズ、大容量のBDなどかなり応用範囲が広いようです。

フォトクロミックでリアルにタイムで圧縮した光量を、もとに引き延ばす際のデジタル演算処理次第でしょうが、どうやっても局所的な光量の自動調整はおそらくプロには歓迎されないでしょう。素子そのもののダイナミックレンジが上がる訳ではないので、膜の手前の光量の値をモニターしない限り、数学的に考えて情報量が増加したとは言えません。そういう錯覚を起こすことはある程度可能と思いますが。とりあえず最初はプロ用というよりどちらかというと低価格のコンデジ向けの技術と思います。またはギミック的にNEXなどに搭載するのかもしれません。ソニーらしい特許ですね。

極端には明部と暗部の差が無くなる方向への仕上がりと言う事になるかと思いますので、コントラストの浅いノッペリした雰囲気になると思うのですが、これが今のデジタル時代に好まれる特性なんでしょうかね。現像での自由度を高めるためにも写し取ったものは極力全ての階調を残したいという事でしょうか。まあHDRみたいな方向性ですよね。

高輝度側の入力を減らせばハイライト側のS/N比が落ちて、いままではシャドーのノイズ処理だけで済んだのがハイライトまで処理が必要になると思います。ハイライトにまでノイズを気にするのはごめんですね。高ISO感度と広DRは両立しないと思います。

なんか的はずれな拒否反応が多いような
10EVや20EVあるような極端な明度差がある状況でも肉眼に近いダイナミックレンジを表現できる画期的なセンサ技術だと思うのですが
膜の性質からして3~5EV程度では今までと大差ない描写を期待できるんじゃないんですか?

白飛びが減ることでハイライト側の情報量が増え、デジタルでも雲や夕日が綺麗なグラデーションを描けるようになるのなら大歓迎です

素晴らしい技術ですが、光量に対する感度が制御可能なのかどうかが気になります。
感度が不変だと、階調特性がシャッタースピードに依存するのではないでしょうか
(シャッタースピードを遅くする状況では、単位時間辺りの光量が少ないので
この膜による吸収量が落ちて白飛びするかも?)。

なるほど、ダイナミックレンジを上げるというのは、光量の変化に対する出力の変化を粗くして、飽和するまでの上限を拡げると言うことですから、この膜によって、その特性が得られるというわけですね。センサー自体は従来のままでも、センサーの前に置いた材料で光量を制御するというのはコロンブスの卵ですね。

ただ、Lilさんがおっしゃるように、フォトクロミック膜の感度が制御できるのか、が疑問ですね。
明るさにたいしての反応が固定だと、ダイナミックレンジがあがるのは明るい場所だけで、暗い場所ではほぼ全透過になってしまって、今までのセンサーと同じ、と言うことになるのかも知れません。


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このページは、2011年10月30日 に公開されたブログ記事です。

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