ソニーが曲面型センサーで感度を最大に2倍に高める技術を開発

日経新聞の「本日の日経産業新聞」欄に、ソニーの曲面型センサーに関する記事が掲載されています。

ソニー、曲面型で感度2倍 CMOSセンサー開発

  • ソニーはスマートフォン(スマホ)やデジタルカメラの画質を大きく左右するCMOS(相補性金属酸化膜半導体)イメージセンサーの感度を最大で2倍に高める技術を開発した。センサーを平面ではなく曲面状にすることで実現する。

 

ソニーは湾曲センサーの特許とそれに対応するレンズの特許をいくつか出願していますが、この記事には「技術を開発した」と記載されているので、もう実用化段階なのでしょうかね。

曲面型センサーに、周辺部の画質向上やレンズの小型化に加えて、ここに記載されている感度が最大2倍になるという利点まであるとすれば、従来型センサーに対するアドバンテージはかなり大きそうですね。
--------------------------------------------------------------------------------------------------
雪煙さん、情報ありがとうございます。

2014年4月24日 | コメント(45)

コメント(45)

TOWERさんが先のスレで挙げられていたブログ記事と内容的に符合しますね。学会発表は6月なので、その前後に製品発表がありそうですね。

・遂にソニーが曲げてきた! ~【速報】湾曲センサ @VLSIシンポジウム
http://goo.gl/4ZzHJO

レンズ交換式にも採用出来るのでしょうか?

レンズ一体型が今後の高性能カメラのトレンドになりそうですね。

中央1.4倍、周辺2倍の感度ですか。すごいですね。

これでbionz のほうでノイズ対応で強力なシステムができるのですかね?

さすがSONYの技術らしさ・・

富士愛さん

その像面に合わせたレンズ設計が必要になるので
今までのレンズは使えないと思いますよ。

最大で二倍の感度というのは周辺光量周りでしょうか。
それとこれに対応するレンズであれば小型化も可能?
この技術を採用したRX10sなどが期待値通りのスペックで出たら面白そうですね。

まさか、普通のイメージセンサーで、周辺部の感度が2分の1に低下している、ということは考えられないので、
たぶん、像面湾曲収差の補正が容易になって、周辺減光の少ない大口径レンズが作れるようになるということではないですか。
一眼レフ用の大口径レンズでは、周辺部で1EV以上の減光があるのは珍しくないですからね。

レンズを含めた、感度向上の話と思います。

こうした技術を使えばレンズの巨大化を抑えられるのでしょうか。昔のようなコンパクトなフルサイズ用レンズを復活させてほしいです。

革新技術戦国時代みたいになればまたカメラ業界は活性化するでしょうね。

α7ssが出たら凄いかも

>周辺部の感度が2分の1に低下している、ということは考えられない
極小画素の撮像素子ならあり得るかもしれませんね
センサ面の感光部とマイクロレンズとの位置関係とかシビアでしょうし

これから5年ぐらいのスパンでデジカメというかスマホも含めて映像関連の製品は凄いイノベーションが訪れるんでしょうね。

今回の曲面センサーや、有機センサーもそうですが、これらはこれからの革命的な革新の始まりかもしれないと思っています。

曲面+有機センサーだと飛んでもないことになりますし、逆曲面アダプターレンズを付ければ既存の交換レンズも使えるようになるミラーレスのカメラボディーが開発されるかもしれないと夢は広がります。

また曲面センサー+Lytroの様なピントを自由に設定出来るカメラも出てくるかもしれないなどと妄想を膨らませると興奮してきますよね。(笑)

やはりこう言うのはコンパクトデジカメやスマホ、最低ワンオフ機の大型センサーコンデジくらいにしか入らないのでしょうね。

撮像面を曲げる、というのは昔の単玉カメラでは
ちょくちょく見られた方式ではありますね。
反射望遠鏡のシュミットカメラもそうと言えばそうかもしれませんがちと違うかな。

スマホが先に湾曲センサーで性能向上してしまうと
性能的に1インチセンサー位のところまで
迫られてしまうかも…。

また、フルサイズの湾曲センサーを用いると
ズームレンズよりも、
単焦点+デジタルズームの画質が上回ってしまう
現象があるかも。

となると、スマホカメラと同じUIやアプリで
APS-C位の画質が操れてしまう日は
近いかもしれません。

曲面にすることで、中央1.4倍、周辺2倍 に成るということは、今までは中央とくらべて周辺は2/3位に落ちていたということでは無いでしょうか?
計算の出来る方、教えてください><

写るんですなどフイルム面を湾曲させてレンズの弱点を補ってましたが、2次曲面でした。今回のお話しは3次曲面なんでしょうね。コンパクトで描写が良いレンズとなると、作品づくりにも使いたいです。

レンズ交換式に採用するなら、新マウントなんでしょうね……

そういえば、SONYが中版カメラに参入するかも? なんて話がありましたけど、この技術でレンズが小型化できるなら、現状のフルサイズ並にできたりするんですかね?

一億画素の湾曲中判センサーを積んだRX-Xでも構想してるんでしょうか。
楽しみ。

これに専用の超広角レンズを採用すると、周辺に行くに従って像が大きくなったりパースペクティブが異常に強調される事のない、人間の視覚に近い超広角の撮像が得られるのでしょうか?

湾曲センサーでレンズの数が少なくなることで感度が上がるのでしょうか。 人の目はレンズが1個、暗くてもよく見えますね。

RXシリーズと次のXperia旗艦モデルにまずは搭載でしょうかねぇ。
来年のiPhone8ぐらいには積まれそうですけど。
今年のiPhone7に積まれたらすごい量産力ですね。

あら!
前回の湾曲センサーの話で全面否定しましたが、もう実用段階なのですね。

最大で二倍ということは、周辺部が凄く光量が減ってるということでしょうか?


ただ、また湾曲だと、レンズの設計が難しそうな気がしますね。
バックフォーカスが変わることでに入射角も変わりそうですし、ピント面も湾曲になってしまうのでしょうか?


つくづく人間の視覚って眼球も含めてよく出来てるんだな、と感心します。少なくとも「周辺がぁ~~」とか「色収差がぁ~~」と言ってノイローゼになっちゃうことが(たぶん)ないわけだし。

レンズの中心は、レンズ中央部から垂直、レンズ周辺は
レンズに対して垂直でない上、レンズ面から遠い

なんてことを考えず常にレンズ面から垂直でいられる
そんなものを想定すれば良いのかな?

全くの素人ですが、
レンズを通った光が素子に(ほゞ)垂直に入るので、

1)ケラレがない。
2)cos四乗則の縛りがない。

のではないでしょうか?

> 脳内の超広角イメージに近いのは、換算60-85mm程度のレンズで作成した連続撮影+合成のパノラマ画像です。

そう、まさにそれを期待したのですけどね〜
センサーが局面なら、幾何的には中心も周辺も区別は無いのかなと思ったのですが、光学は難しいですね。

具体的にきましたね。歪曲収差を後で補正する必要も、周辺部の曲面から平面への投射比による光量落ちも防げると。まあ、完全な半球面か少し曲面上になってるだけかでだいぶ違うわけですが。
Xperiaに載せるなら、下手な高級コンデジとは争うくらい不自然でない画が撮れる所までいくかもしれませんね。
今までの半導体ライン共用のCMOSと比べて、どうやって製造するんだろう?

考えて見るに、ズームレンズだと焦点距離によって光がセンサーに到達する角度が変わるので曲面角度はズーム比のどこかの焦点mmに妥協して設定しなければいけないですよね?それでも今までの平面センサーよりは効能があるわけですが。

やはり最初にこれが使われるのは固定焦点が使われているスマホやDSC-RX1Rなどの固定焦点カメラでしょうか?
まー画像性能がよくなったらデジタルズームも有効でしょうけど。

すくもさん。
だいたいそんな感じだとおもいます。距離の2乗に比例して光は弱まるから平面撮像素子の周辺は中央よりかなり暗くなる。補正しなければ。。

と言うことで、コロンブスの玉子のような感度アップ手法じゃあないでしょか?

まあレンズ固定式なら使える手法でしょう。

レンズ交換式にこれをやると、平面センサー用のレンズと
湾曲センサー用のレンズを別々に揃えなければなりません。
さらに、センサーの世代が変わって曲率を変えたくなっても、
互換性を考えたら・・・
メーカー側の立場に立ったらかなりの博打でしかないですね。

人間の見える視界・・・

改めてよく自分の目で見て下さい。

おおよそ体の前面 → 半球状態を見ることが出来ます。

それに対して2次元に結んだ画像は
当然2次元でしかありません。

球面を平面にする方法は?

地図を考えて貰えば分かると思いますが直線を直線として表すにはメルカトル図法を用いることになります。

赤道は正方形になりますが極致へ向かう程伸びて表されていますよね。

一部分を見るのであれば正方形に見えますが

より広い範囲を2次元に表すと周辺にいく程伸びて見えることになります。

>ぶらりんさん

かなりの部分脳内補完があります。

>餅ゼリーさん

手前の物を手前に
奥の物を奥に表現する方法がない限り不可能です。
入力装置の問題ではなく、
出力装置の問題です。

nag さん

感度2倍なので曲面1/3インチで従来1/2.3インチ、曲面1/2.3インチで従来2/3インチ程度です。

従来1インチ並の画質にするには曲面2/3インチくらい必要ですね。

富士の写ルンですが、フィルムのカールを逆手に利用してそれに合わせたレンズ設計をした、という逸話を思い出しました。
RX1の後継機や、ハッセルのSWCのようなレンズ一体型中判を想定します。

素朴な疑問ですが、お皿型のセンサーということは円形センサーなのでしょうか?
凹面に投影された画像を、平面モニター上で鑑賞、または平らな紙にプリントした時、周辺部は歪曲しないのでしょうか?

像面が湾曲するレンズ、トリプレットとかで隅々まで
ピントのあった映像が見れるんですかね。
現状5群位の構成が多いスマホは当然搭載するでしょう
がフルサイズでも見たいです。

いちろべえ さん

>距離の2乗に比例して光は弱まる
成る程!勉強になります!有難うございます。

光の特性等もっと勉強するべきだと思わされましたっ。

ところでLEO君とても可愛いですね。毛並みも綺麗で暖かそうです。

このセンサーを一眼レフに応用できる技術が確立した時に光学ファインダーはどうするのでしょうか?

安にセンサーと同じ曲面率のプリズムで受けるとかで対応できるでしょうか?
レンズにあわせてセンサーの曲面率が変わる事で既存のレンズに対応できる技術なら、αが光学ファインダーを早々と切り捨てた意味が見えてきますがどうなんでしょうね。

このセンサーが対応するレンズの時だけ曲面化するとか、個々のレンズに合わせた微調整が出来るとか汎用的に使える仕組みになった時、本当の意味で光学ファインダーの終焉が来るのかもしれませんね。

光学的な効果と「歪みシリコン技術」という電気的な効果が同時に得られるってわけですね

皆さんのコメントを読ませて頂くとスマホやタブレット端末のように大きなセンサーを積載するスペースが無い場合に容易に感度UPが可能な技術のようですね(裏面照射に続く展開かと)。固定レンズに限って応用可能のようですので写真マニアの方々には余り関係がないのかもしれませんね。あと、フィルムカメラの時と同様に小さくて軽いレンズを希望される(私を含む)方々は有機CMOS機(おそらくフジX―pro2がカットオーバーしてくれます)の登場を気長に待ちましょう。

今までの曲面で構成されたレンズを通った光線を平面に結像させるが故に逃れられなかった周辺部に行くほど画質低下を起こしやすかったレンズ設計の足枷を低減できる画期的な技術ですね。

多分、小さい面積の撮像素子よりも大きいサイズの方が効果は大きいはずなので1/2.3inサイズのコンデジやスマホには載せてこないと思います。
(被写界深度が深いほど曲面で受けるメリットは小さくなるはず)

また、コストと画質のバランス(コストパフォーマンスのバランス)で考えても単価の安いカメラに載せるより高いカメラに載せて画質向上やレンズに掛かるコスト低減など付加価値を分り易くした方が得策でしょうね。

元々テレセントリック性の高くなる焦点距離の長いレンズより周辺部の画質低下を起こしやすい広角レンズでこそ効果を感じ易いので最初は換算画角で28mm以下の単焦点で出てくるのでは。

また、F値を小さくしても周辺画質を確保し易いのでF1.4、28mmや更に広角な20mmなんてスペックでコンパクトなRX1の兄弟機を期待します。

レンズ交換式に載ってくるのはずっと先で新マウントにしてくるのでは。
(現状のレンズとの互換性は確保できないはず)

光軸のセンタリングなどもシビアになるはずなのでまずはレンズ一体式からですね。

曲面センサーのデータを紙やモニターの平面に表示する場合、デジタル補正の処理が入るのでは?
そう考えると、元々曲面の人間の網膜はすごいですね。
脳内補正(デジタル補正)てんこ盛りで、しかも動画専用ですが。

大きなスクリーンにプロジェクターで投影していたのが、曲面スクリーンになるとより鮮明になるようなイメージでしょうか?
ただ、最近のプロジェクターは、斜めからでもスクリーンにはピッタリスクェアに投影してくれます。

連休中も最新情報ありがとうございます。

このセンサーの製造技術はどうなっているのでしょう?
裏面照射なので、シリコンで作ったおわんの裏側にフォトダイオードと配線を作り込み、裏返して、機械的にシリコン基盤を削る。
それもレンズのように曲面に。(センサーをレンズ後端と同じ曲率にしてペタッと貼付けたり?)
この状態を作るのに疑問がいっぱい。
平面なら、回路を作る為のフォトレジストを均一に塗ることや、マスクを照射する露光装置も絶対平面を出す為に収差をなくして作っている光学系なのに、曲面に合わせた画像を照射できるように設計、製造しなくてはいけない。
シリコン表面は曲面表面の荒さが無くなるように研き込む。
そして、フォトダイオードや回路も各位置で曲面の深さ方向へ垂直にトランジスタや配線を作り込まなくてはいけない。
しかも量産するのである。

シリコンでは割れてしまうので、金属板を金型加工するようには出来ないでしょう。
鋳物のように型にシリコンを流し込む(モールディング)のも、単結晶にならないので無理でしょう。

半導体製造の歴史からは考えられない技術の飛躍なのではと感じてしまいます。
iPhoneで使われるようになったら、それだけで買ってしまいそうです。


コメントする

※コメントは承認後に表示されます。初めてコメントされる方はこちらをご一読下さい。
※同じ記事にハンドルを変更しながら投稿された場合は、コメントを削除します。
※記事の内容を無視したコメント、煽り・いやみ・皮肉・感情的なコメントは承認いたしません。

スポンサーリンク

月別アーカイブ

2018年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 
2017年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 
2016年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 
2015年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 
2014年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 
2013年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 
2012年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 
2011年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 
2010年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 
2009年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 
2008年
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 

2018年9月

            1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30            

このブログ記事について

このページは、2014年4月24日 に公開されたブログ記事です。

ひとつ前のブログ記事は「Leica T type 701 の鮮明な画像とスペックに関する追加情報が掲載」です。

次のブログ記事は「ソニーα77II の発表時にDT16-50mm F2.8 もアップデートされる?」です。

最近のコンテンツはインデックスページで見られます。過去に書かれたものはアーカイブのページで見られます。

デジカメinfo topに戻る