キヤノンのデュアルピクセル技術がAF以外の機能に利用される?

Canon Rumors に、キヤノンのデュアルピクセルCMOS に関する噂が掲載されています。

Just Touching the Surface of Dual Pixel Technology? [CR1]

  • Northlightが、キヤノンのデュアルピクセルテクノロジーに、AF以外の更なる新機能が予想されていると報告している。現在、この技術はEOS 70D に採用されており、そして、アップグレードされたEOS C100でも採用されている。C300も同じようにアップグレードされるのだろうか?

    どうやらデュアルピクセルデザインは、そのポテンシャルをフルに発揮するためには、最新世代の処理技術(DIGIC6/7?)が必要らしい。これらのメリットは新コーデックと共に、次のシネマEOSと、そしてたぶん新しいハイエンド一眼レフで見て取ることができるだろう。

    動画とスチルのプロ用機のラインナップは、2014年にアップグレードされる。シネマEOSが最初にアップグレードされ、これは、もしかすると2014年4月にラスベガスで開催されるNABで展示されるかもしれない。一眼レフはこの年の下半期、ドイツケルンで開催されるフォトキナ2014年で登場する可能性が非常に高い。

 

噂が事実だとすると、デュアルピクセルCMOSセンサーと次世代の画像処理エンジンの組み合わせで、AF以外の何らかの新機能が実現する可能性があるようですね。詳細は全く不明ですが、デュアルピクセルCMOSを使って、AF以外にどのようなことができるのか興味深いところです。

2013年11月26日 | コメント(46)

コメント(46)

キヤノンのイメージセンサー自体の素性は良いのですが
他社機と比べてDRが狭く感じている為、
自社生産に拘る意義を疑っていましたが、
ついにセンサー自社生産のメリットが見えてきましたね。

1つの画素を2つのフォトダイオードで担当するセンサーを
利用した、AF以外の活用方法・・・

撮像時は2つのフォトダイオードを1つの画素に担当するはずなので・・・ 
画質を向上させる転換方法では無い気がします。
まさか・・・ペリクルミラーの復活にあたって、
転換使用される技術なのでしょうか。

電子シャッターと組み合わせればダイナミックレンジの拡大に使えそうですね。7D2でも新機能が使えるといいのですが。

以前に書きましたが、デュアルピクセルによって画像全体でボケ量を推定することができるので、
それを用いた画像復元によりボケを修正して、ディジタル画像処理的ではありますが、
画像全域でピンとがあった画像を生成するのではないでしょうか。

以前のインタビュー記事であった次期7Dに搭載予定の画期的な新技術のことなんでしょうね。ソフト面で利用するなら画像処理系でしょうか?どのようになるのか検討つきませんが、とても楽しみです。

>ダイナミックレンジの拡大に使えそうですね
私も素人考えですが二重になったセンサーの感度を各々高輝度側と低輝度側に振ればDRが2倍になるという夢のようなカメラになるのでしょうか?

2つのフォトダイオードの感度を変えてHDRセンサーとして使えるのなら凄いことになりそうな気がします。

DIGIC6はタイミング的にH.265には対応してないでしょうしCPUコアIPの開発が加速しているのでDIGIC7の登場はかなり早いと考えています。

手持ちで歩きながらでも使えるHDRでは?
一気にDRを拡大出来るし。

昔のスーパーCCDハニカムSRのように、通常画素と高感度画素で分けたりとか

HDRなんかに使えるといいなと個人的には思ってしまいます。

キヤノンの弱点である高感度特性、特に偽色の改善であることを期待します。

いやなんか仕組み的なことはまったくわからないんですが
デュアルピクセルの半分の領域を暗部の感光専用設計に、
残った半分を明るい部分の感光専用として使えば、劇的にダイナミックレンジをあげることができたり…しないのでしょうかね?

デュアルピクセルCMOSセンサーにこんな可能性があるとは!!
高価なカメラばかりではなく、早く安価なフルサイズにも搭載してくれないかな。
α7並の価格で。

ローパスレスですかね。

DPAFが可能な段階でスプリットされてる素子データは統合チップで処理されているはずなので、片側だけを使った画像を各2枚作成して演算合成すればデモザイクできる理屈になります。

どのような効果を実現するにしても、撮像素子側をピュアな出力としデジタルエンジン側の役割を集中させているキヤノンの構成を活かした方向だろうと思います。

少し前のエンジニアの嗜み「Canon 高感度と低感度に優れる像面位相差AFの特許」(http ://egami.blog.so-net.ne.jp/2013-11-11)で言及されている、2つのフォトダイオードに別のISO感度を割り当て感度(ダイナミックレンジも?)を拡大するものでしょうか。

あくまで、ここで言及されている特許は「像面位相差AF」に対するもので、「デュアルピクセルCMOSセンサー」とは、異なるものかも知れませんが。

いずれにしても、ダイナミックレンジの拡大、画質向上には期待しています。

ダイナミックレンジ拡大に使えるとは、出た時から予想してましたよ!

フジのハニカムSRの変化バージョンですね!

フォトダイオード毎に感度を変えられたら、フジのハニカムCCDみたいにダイナミックレンジ拡大に使えないですかね。

>二重になったセンサーの感度を各々高輝度側と低輝度側に振ればDRが2倍に

その場合感度が犠牲になるんでしょうか?

Dual CMOSセンサーはライブビューにおけるAFが
単純に早くなりましたってだけではわざわざ開発に
投資しないでしょうから、まだ隠していそうですね。
HDR写真については合成写真であるとも取れるので
その善し悪しについては個々で印象が異なるでしょうが
使い方によって非常にオモシロいでしょうね。
自社開発センサーを搭載するのはキヤノンとソニーだけでしょうから
この2社がどんどん競っていってもらいたいですね。

現行の70Dのフォトダイオードは、センサー上に、4000万個搭載されていて、それを4000万画素として利用せず、2個を1画素として出力していますが、それを丸々4000万画素として主力できるようになるのではないか?と予想させていただきます。

つまり、1台のカメラで、画素数を4000万画素と2000万画素に状況に応じて切り替え可能なら、より多くの状況に対応できるわけで、期待も込めて、実現して欲しいと思っています。

現状のイメージセンサーは光の強弱を感知するAM式のものだと思うのですが、色に関して周波数を検知するFM式のものは作れない物なのでしょうか?デュアルでAMとFMが搭載出来ると面白いセンサーになりそうです。

いまだにデュアルピクセルの意味が良く分かってません。w ピクセルを長方形にして、画素数を倍にするのとはどう違うんでしょう? 例えば普通のセンサーを2行ずつのペアと見なしてデュアルピクセルセンサー的なAFは出来ないのかな???

・・・機械音痴ですみませぬ。

理論的に考えると、2つに分割されたフォトダイオードは、
レンズの右側の像と、左側の像を撮影して、位相差AFに使うのだから、
AF以外の用途は、1レンズで3D(立体)写真を撮れる、ことかも。

うーん、発表された時は「おお、すごい」と思いましたが、70Dのセンサーは高感度もダイナミックレンジも従来機と大きく変わりなく、結局「遅かったコントラストAFが普通になった」くらいですからね。ダイナミックレンジも高感度もベンチマーク上は他社センサーに水をあけられたまま。
意地悪な言い方をすると、微細化は機能向上に振り分けて、画質にはあまり寄与していない。

業界トップとして来年はもう少し頑張って欲しいかな。

>attyan☆さん

それは止めた方が良さそうに思います。・・以下単純化た上 ひどく大雑把な話になりますが。

4000万画素といっても横方向に2倍のフォトダイオードがあるだけですので、横方向に2倍につぶれたデータしか出てきません。

その4000万画素全てを写真に生かそうと思えば 縦方向も補完で2倍に延ばすことになりますので 現像後は8000万画素相当の4倍重いデータになってしまいます。

画質的にも APS-C 4000万画素=フルサイズ換算で1億画素相当の厳しい画質になる上に さらに縦方向を2倍に延ばし 解像力も落とすわけですから 高画質には程遠いものにしかならないと思います。

他にもマイクロレンズからの光の入射角の問題で横方向に明暗ができ、センサー周辺では縞模様が出るかもしれませんし ベイヤーの方式的にも画質は良くはなさそうです。

ですから左右にフォトダイオードを分けた4000万画素の写真を作るというのは現実的には良い話ではないですね。

どんな化け方をするのか楽しみですね。70Dとりあえず発表してみただけ、みたいな感じでお願いしますよ。

>横方向に2倍につぶれたデータしか出てきません。

違いました。「縦方向につぶれている」から縦方向を2倍に伸ばす必要がある ですね。

あとフルサイズ比でセンサー構造の違いとかは無視して書いてます。

ペンタックスの手ぶれ補正が自社技術によって
画期的で独創的な進化をし続けているように
キヤノンも独自技術で、ワクワクさせてくれる番が
来たのかな?と楽しみにしております。

皆さんの言われるような、ダイナミックレンジの
拡張が有るとすれば野外など明暗が大きい所での
撮影の手助けに成るのではと今から楽しみです。

このスゴイセンサーを活用するには最新演算系が必要(出た時点では演算能力不足?)というのは面白い話ですね。
ダイナミックレンジ拡大も面白そうですが、全画素で位相差情報が得られるわけですから、ピント開放で前後へと合焦位置を移動させて動画を撮るだけで、画角内の詳細3Dスキャンができますね。
もしくは画素毎の収差補正してボケ量のコントロールができる(前ボケと後ボケの具合を選べるとかw)。
デュアルピクセル情報を内部演算だけに使うのではなく、リアルタイムで記録しておけば後処理もできるかと。そういう記録フォーマットの策定も含めての新技術提案なのかもしれません。いや興味深い、今後の展開に期待です。

確かに一画素に2ピクセルあるけど、面積が2倍になるわけじゃ無い。ということは、ダイナミックレンジを2倍に広げると感度が半分に(1段下がる)ことになるのでは・・・?

>4000万画素といっても横方向に2倍のフォトダイオードがあるだけですので、

現状DPAFセンサーは2等分割(同等面積)なので、公開された特許のような高感度/低感度に振るメリットはあるのかな?

DPAFが4分割垂直方向位相差検出追加のQuadPixelAFに進化すれば、4ピクセルを1:3というように使うこともできるので、着地点はそこかなと想像しています。

いずれにせよ汎用部品としての撮像素子だと難しい方向なので、キヤノンの技術指向ならではですね。

単純に考えればダイナミックレンジの拡大という
ところでしょうが、シンプルに考えると、器(ピクセルサイズ、
センサーサイズ)に違いはないので情報量的にはあまり
変わらないような気がします。
それより、もし・・センサーのノイズがノイズと分別出来る
精度がこの方式で上げることが出来れば、高感度ノイズを
大幅に低減できるかもしれませんね。

キヤノン弱点である、DRの狭さ、高感度耐性の弱さの改善に役立ってくれれば嬉しいですが。
低感度では同時HDR、高感度ではノイズ低減とか贅沢な機能だったら、他社の最新型センサーの性能に大分近づきそうです。

全画素で距離情報が得られたら、被写界深度の深い小口径レンズで撮った画像から、ピントが合っている部分を分離して、画像処理で周囲を大きくぼかすことが出来る、のかも。

デュアルISOでDレンジの拡大が既にキヤノン機で実現してるし、それと似たような技術かな?

3Dに一票!
4K&3Dでムービー専用機。

magic lanternでデュアルISOが話題になってたけど、簡単に出来そうですね。

管理人さん、こんばんは。

あくまでも予想ですが、

ボディ内手ぶれで使うのではないかと・・・。

みなさん勘違いしてますけど、隣り合う2画素で位相差じゃないですよ。
一画素の中で同じマイクロレンズを通る光を左右に分けて位相差するわけです。
ですので4000万画素相当はありえないです。勘違いなさらずに。

デュアルISOはDPAF-CMOSじゃなくても実現でき(て)るので、この記事とは別に考えた方がいいのでは?

こういう噂は、創造が膨らみますね♪
自分は高感度化に関係するのではないかと思います。S/Nで考えると開口を広げてSを大きくする方法と、Nを減らす方向があると思います。ノイズが熱ゆらいのガウス分布に従うランダムノイズなら、デュアルピクセル間で相関がなければ、平均化することでS/Nは1.4倍改善しそうな気がしますが、素人の思いつきなので、違うか。。。

続けて、済みません。
ペリクルミラーと組み合わせて、シャッター毎にデュアルピクセルの左右を交互に読み出すインターリーブ方式で20枚/sを超える超高速連写の可能性にも期待したいです。
勝手な妄想で済みません。

Lytro的な何かだったら面白そう

2分割して小さくなったフォトダイオードの出力を加算しても、分割無しで1つのフォトダイオードの場合と同じだから、高感度化には寄与しませんね。今でも通常の撮影時には左右のフォトダイオードの出力を混合して読み出していると思います。

画像処理ICの能力が倍増すれば、撮影時にも左右のフォトダイオードを別々に読み出して、レンズの左側の写真と右側の写真を同時記録出来るようになるでしょう。その用途が3D写真なのか、それとももっと特殊な画像処理に応用するのか・・・

1DC後続機が来年後半の発売で動いてるのは聞いたので問題なければ来年の
NABで触れなくても展示はあると思います。
問題は1DXの後続ですよね。
並売するのかモデルチェンジなのかの情報が全く聞けないんですよね。
次期1DCの発表でセンサー同じスチール機1Dが出るのは間違いないので
画素が分かるまではもう近いですね。

 以前何かのコメントで像面位相差は低輝度-3EVにも対応可能とコメントされていたのですが、その対応の過程で副産物でもあったのでしょうか。楽しみです。
 高感度/低感度のデュアルで-3EVのAFを達成しつつ、ダイナミックレンジも3~4倍に、なんて期待してしまいますね。
 現在のセンサーは暗部ノイズの逓減でダイナミックレンジを”事実上”広げていますが、DPCMOSで明部と暗部のダイナミックレンジを”本質的に”広げてしまえば、ネガフィルム並みの後処理を期待できますね。
 そうなるとDPPを作り変える必要がありそうですが・・・。まさにEOSにとって転換期が来ているのかも知れませんね。こういうことは汎用センサーでは無理。完全自社仕様になりますからね。
 ・・・以上、ただの妄想中です。

2つのフォトダイオードの画像は、ピントが合っていない場所では左右にずれた画像になるので、高感度と低感度で同時露光してHDR合成すると、高輝度部と低輝度部で画像が左右にずれてしまいます。ずれる量が画像全体で一定なら補正出来そうですけど、遠景と近景で異なるので自動補正は難しいでしょう。
2つのフォトダイオードの出力を合成することで、ピントが合っていない部分も画像が中央になる(ずれが大きいほどボケが大きくなる)わけです。
当然解像度の向上にも役立たないと思います。

像面位相差は低輝度-3EVにも対応可能、としても、暗所ではフレームレートを落として感度を上げることによって可能(長時間露光すれば満月の光でも風景を撮影出来ますよね)なわけで、高感度な専用位相差AFセンサーに比べれば動体補足能力が大幅に劣るでしょう。あくまで静止物体の撮影の場合には、ということだと思います。


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