富士フイルムとパナソニックが、有機薄膜を使用した有機CMOSイメージセンサー技術の開発を発表しました。
・富士フイルムとパナソニック有機薄膜を用いた有機CMOSイメージセンサー技術を開発
- 富士フイルムとパナソニックは、イメージセンサーの受光部に、光を電気信号に変換する機能を持つ有機薄膜を用いることで、従来のイメージセンサーを超える性能を実現する有機CMOSイメージセンサー技術を開発した。
- 信号の飽和値を従来のイメージセンサーよりも4倍に向上し、さらにノイズを抑える回路を新開発することで、業界最高の88dBのダイナミックレンジを実現。これにより明るいところで白トビなく、暗い被写体も鮮明で階調豊かな映像を取得できる。
- 有機CMOSイメージセンサー技術では、全面に有機薄膜を形成することが可能なため、センサー面上で受ける光を全て有機薄膜で受光することができる。これにより、従来の約1.2倍の感度を実現。
- 薄膜化により60度の広い入射光線範囲を実現。斜めから入射する光を効率良く利用することができ、混色のない忠実な色再現性を可能にした。
- 今後、両社は、この有機CMOSイメージセンサー技術を、監視・車載カメラ、モバイル端末、デジタルカメラなど幅広い用途に提案していく。
製品化が期待されている有機CMOSセンサーですが、富士フイルムとパナソニックが正式に技術開発を発表したので、デジカメへの実戦投入も近いかもしれませんね。
この有機CMOSセンサーが、現行のセンサーに比べて実写でどのくらいのアドバンテージがあるのか興味深いところです。また、斜めからの入射に非常に強くなっているようなので、レンズ設計の自由度が格段にアップしそうですね。大型のセンサーが登場すれば、オールドレンズを楽しむのにも最適なセンサーになりそうです。
eclipse
オリがソニーとくっついたと思ったら、今度はパナがフジとくっつきますか。
このパートナーの組み換えは面白いですねー
続報が非常に楽しみです。
ace
三層ではなさそうですね。
有機は最初はいいけど劣化すると色ずれとか色々あるから、交換可能な構造になんないと、、、
お幸
これは、楽しみです。
これが実現できたら、昔のレンズをデジカメで利用するとき、色かぶりを気にしなくてすみますね。
また、フィルムのようにハイライト側が粘ってくれるのでしょうね。
デジカメで古レンズを使ってフィルムのような表現ができるなら、とてもうれしいです。
一二三
タイミング的にGX7に乗るのかな?
だとすると、パナセンサー最大の泣き所、ダイナミックレンジが大幅に改善される分けで、GX7には期待できるなぁ・・・。
さはち
オリンパスとパナソニックがそれぞれ特徴のあるセンサーを採用すると、m4/3ユーザーの選択肢が広がって楽しいですね。
暗箱鏡玉
レンズ設計自由度の格段アップと大型センサーの登場が実現し、業界最高のダイナミック
レンジによる豊かな諧調と画質向上が期待できるならば、フィルムの役割も終了でしょうか?
武
高感度よりダイナミックレンジが広いセンサーの方が有り難い
uiti
仮に製品化された場合、rawは16bitでたりる?
32bitとかかね。
章郎
水や酸素から有機CMOSを守れるようなのでデジカメの耐用年数位はもつのではないかな。カラーネガ位のダイナミックレンジなら使い捨てカメラ並みの露出精度でも使えるわけで露出補正がほとんど不要になりそう。読出し速度などはどうなのだろうか?
s
>>uitiさん
色の場合、16bitあるならば既に超ハイスペックと言えます。
ご存知の通り、Jpegは通常8bitとなります。
8bitでも、最終出力としては(適切に処理をするならば)実用に耐えるわけです。
10bitならば十分、12bitならば既にかなりのオーバースペック状態ですね。
16bitというのは、(RGB各チャンネルにおいて)12bitの16倍の諧調がありますので、
編集を重ねる前提に用いても、十分なマージンがあると言えます。
各チャンネルで16倍という事は、色数で言えば4096倍あるという事ですから…
uiti
普段 32bit open exr を使っていると16bitでは足りないですよ
acti
近頃の大型センサー搭載のデジカメの画質が、昔のような色の豊かさ、深み的なものを失って、コンデジっぽくなっている気がするのですが(全く気のせいかもしれませんが(汗))、もしかすると画素ピッチが小さくなる事による混色であるとかダイナミックレンジ低下的なものが原因なのでしょうか。 だとすると、このセンサーが解決できる・・・のかな。
haru
撮像素子って常に光が当たる部分なので、紫外線などでの劣化が気になりますね。
大型素子の商品化にはまだまだ時間がかかるかも。
hi-low
有機受光膜がピクセル間で絶縁されていないので、光飽和領域の電子が容易に周りに広がり、ブルーミングが起こりやすそうです。それを防ぐためには容量の大きなキャパシタに直ぐに電子を移動させる必要があり、その結果ダイナミックレンジも大きくなったのでしょう。
レンズ設計自由度の拡大は裏面照射型シリコンPDセンサーも同様なので、あくまでも一般的なシリコンPDセンサーと比較してのことですね。
> uiti さん
ダイナミックレンジ88dbは15bit弱になります。Rawデータは光強度なので16bitで格納できますが、デモザイクされたカラー画像には48bit必要ですね。
uiti
そういう意味では32bit oepne exr は96bitですね。
uiti
連続してコメントの書き込み申し訳ありません。
>>hi-low
16bitで足りるとのことでちょっとファイルサイズ的に
安心しました。
ありがとうざいます。
usi
パナソニック製センサーは概して評価が厳しいので、フジと組んで次世代センサーを開発するというのはいいニュース。ただかつてフジX-Pro1にも採用の噂があった有機センサーだけど、実用化にはもう少し時間がかかりそうな感じだな。2013-14年に投入されるという噂があったソニーの(こちらは有機3層センサー?)開発状況はどうなのだろうか。
xingxing
これでようやく、イメージセンサーのダイナミックレンジが人の目を超えそうです!夜景と月の模様が同時に撮れると嬉しいです。
ここまで来たら、後は三層化を待つのみですね・・・。
HM
いつ頃商品化されるのでしょうか?X-Pro3そして、新L1でしょうか?いずれにしましても、楽しみなことです!
s
>>uiti
HDRはまた特殊です。
HDRで扱うダイナミックレンジは、88dBなど遥かに超えます。
通常のカメラのセンサーにはそんな性能はありませんので、
複数枚の画像を合成する必要がある訳です。
合成後の編集データーを保存するためには、32bitカラーが必要でしょう。
最終出力に必要なbit数は、普通の画像と変わりありませんので、10/12bitで十分です。
>>hi-lowさん
>ダイナミックレンジ88dbは15bit弱
良い指摘をありがとうございます。
補足すると、16bitならば96dBまでokですね。
>デモザイクされたカラー画像には48bit必要
それで普通です。
通常の8bitも、24bitカラーと呼ばれます。
各チャンネル16bitの深度を持つなら、さしづめ48bitカラーと言うところでしょう。
決して、88dBのダイナミックレンジのセンサーが、(従来は14bit程度で足りていたのに)
48bitを必要とするとんでもない物だという事ではありません。
XYZ
期待されている技術なのは解ったのだが、ダイナミックレンジ4倍になっていながら、感度が1.2倍なのはなぜだろう? 長時間露光には向かないとか?? 難しい話はぜ~~んぜんわかりませ~~ん!!
鳥
有機材料にはシリコンのような半永久寿命と異なり、紫外線に弱く、半減期があるという欠点もありますが、UVカットフィルターがあれば、現在の有機材料ならばそれほど寿命は問題にならないかも知れませんね。また色分離にベイヤー同様のカラーフィルターを用いるようですから、感度はともかく色特性はそれほど変化しないでしょう。
特筆すべきは、この構造だと、従来大幅にフォトダイオードに割いていたシリコンが浮く、ということです。したがってそれ以外にシリコンを自由に使えますから、ロジック回路を入れられる余地が大幅に上がります。今度こそグローバルシャッターがトレードオフ無しでスチルに導入されるかも知れません。
現状、特に高度な技術でもないグローバルシャッターがスチルで導入が遅れているのは、グローバルシャッターを実現するロジックはシリコン部に形成するため、フォトダイオードの面積を圧迫して、受光面積が減り、トレードオフとして感度が落ちS/N比が下がってしまうからです。しかし、今回の有機センサーの構造ではシリコンダイの上層に受光層が形成され、フォトダイオードが不要ですから、シリコン部に自由な回路を形成できます。
これはイメージセンサーに様々な機能が付加できる可能性を飛躍的に向上させますから、有機材料による感度アップなどより将来的な恩恵と可能性は大きいかも知れません。
uiti
>>s
3Dソフトは32bitで読み込んで、最終レンダーで16-32bitで書き出すので。なんとなく聞いたんです。
最終出力はあまり関係ないのです。
特殊なケースで申し訳ない
写楽斎
凄いね!現機搭載は何時ごろだろうね!
DRが広がるわ、感度が上がるわ、入射角が広がるわ、の言うことなしじゃありませんか!
各社がエンジン機能アップにしのぎを削っていたであろう間のまさかの「抜け駆け」的大発表。
N社の次期エンジン搭載機まで買うのを止め、の積りでしたが、有機COMS搭載機まで時期を延ばさなければ、とうれしい覚悟。その分高価だろうから懐を温めることにします・・・
けん
おお、富士とパナが組む!
個人的に超好度アップで、カメラの高感度もアップ!
どんな製品が出てくるのかわくわくしてます。
RGVΓ
FUJIは、フィルムから完全撤退する前に この技術を実用化して欲しいですね。今年の秋にはプロビア400Xも人知れず廃版になり寂しいです。この技術ならテレセン問題も解決するのでしょうか。昔の後玉が突出したビオゴンのようなレンズが再びデジカメで使えることは福音ですね。
通りすがり
>>RGVΓさん
入射角60°はほぼ理論限界値なので、事実上テレセン問題は解決することになります。
GKZ
ソニーセンサーでなければガッカリされるほど
m4/3のパナセンサーは肩身狭かったですからね
センサー部門生き残りをかけての共同開発
ソニーと競い、切磋琢磨していただきたいです
Ilford FP4
超絶研磨技術が必要で歩留り超悪くて初代SIGMA SD1の値段を超えそうなAPS-Cやフルサイズの裏面照射型より よっぽど現実味のある技術ですね。
テレセン性が緩和されるとフィルム時代のコンパクトカメラのような超小型のレンズが付けられるようになったら楽しそうだな~
カメ吉
パナと富士が共同開発しているとは全く知らなかった。
やはり複数社で取り組むことは良いですね。
ダイナミックレンジの拡大は、最も求められている技術です。
素晴らしい!
早く製品へ反映されるよう期待します。パナセンサーもこれで
一気に名誉挽回(言われているほど悪くないけど)です。
しかし、進歩がないキヤノンのセンサーが心配だなあ。
Q
有機ELや太陽電池の技術を流用し、
従来のMOS技術と合わせた感じですね。
ナカナカ面白そうで期待が持てますが、
製造上で制約が多そうだし、歩留まり的に厳しそう。。。
何より安定した特性が出せるのか?
それをクリアしようとすれば、思い付く限りちょっと難しそうです。
有機膜の経時劣化を恐れてる人も居る様ですが、
従来通りのUVカット、もしくは太陽電池技術でのノウハウを盛り込めば
全く問題は無いでしょう。
ただ、開発で出来たとしても、それを量産レベルまで持ち込めるか?
世に姿を現すまでには時間が掛かるのではないでしょうか?
一方、この発表した以上、アテがあっての事でしょうから
もう既に量産化直前まで来てたりするのかもしれませんね。
匿名
有機センサにマイクロ分光素子アレイを組み込んだら面白い事になりそう。
でもマイクロ分光素子アレイはテレセン要求されそうですし、やっぱりカラーフィルタ?
まずは小型センサからでしょうが、製品化が待ち遠しいですね。
ペンタ
このセンサーは外販するんでしょうか。
ペンタックスにもぜひ。
zotai
uitiさん、sさん
ダイナミックレンジと輝度階調分解能は、全く、関係ありません。
輝度分解能は、最大輝度と最小輝度の間を、何段階で分けるかと言うことですので、必要に応じて、細かくしたり、荒くしたり出来ます。
あまり輝度差がないのに、細かく分けてもしようがありませんので、およそ、ダイナミックレンジに比例して、階調分解能は、あがっていますが、普通の写真機に使う場合と、計測用に使う場合は、同じダイナミックレンジのセンサーでも、輝度分解能は異なることがあります。概して、計測用に使う場合は、比較的、輝度分解能は、高くして、詳細な情報を取ることが多いです。
hi-low
> zotai さん
ここで話題にされているのは、センサーからのアナログ出力をデジタル化するADCのビット数ではなく、ダイナミックレンジをdbではなくbitで表現すると幾つになるかです。
結果は15 bit弱で、この値はデータそのものの分解能なので、ADCの分解能を上げてもこれ以上の精度は得られません。
ポロ&ダハ
zotai さん
>ダイナミックレンジと輝度階調分解能は、全く、関係ありません。
天文学などの計測用だとリニアリティーが重要視されますから、ダイナミックレンジだけでは、輝度階調分解能は規定できないですね。
ただ、リニアーな部分だけを使うという条件なら、20bitぐらいのデータから8~10bitを使うというのも良さそうですね。
オーディオ用のADコンバータの精度をチェックする際は、歪み率が重要視され、16bitなら0.0015%以下でなければ、アナログ部分や変換部分が不十分ということになりますけど、輝度用のADコンバータの場合はどうやってチェックしているんでしょうかね?
ace
>>Qさん
自分も経時劣化を恐れているんですが、
別に経時劣化で使えなくなることを恐れているわけではないんですよ。
もんだいなのは画面上の素子が均一に劣化していくのかです。
均一に劣化していかないと特性上は高性能でも出てくる画はひどいものになりますからね。
moumou
大々的に発表したって事は製品化の目処が付いてるって事でしょうね。
早ければ夏か秋にはこのセンサーを搭載したカメラが出てくるのかも。
初号機センサーは富士とパナで共用すると思うのでコンデジ辺りに積んでくるんでしょうか。
レンズ固定式でテレセン性を弱めた小型レンズと相性が良さそうですね。
希望としてはパナのLX7や富士のX20クラスの少し大きなセンサーを積んだ高級コンデジ辺りで試してみたいですね。
(LX7はモデルチェンジサイクルの真ん中辺りですしX20もまだ出てからそれ程時間が経ってないのでそれぞれ単純な後継機ではなくて新しいラインで出てくるのかな?)
絵的には富士のダイナミックレンジ拡張モードやパナの暗部補正を更に強化したような感じになるんでしょうか…
明暗だけでなく色彩の階調性も良くなるのなら嬉しいです。
4423
オリがソニーと組んで、パナはフジと組んで・・・フォーサーズ陣営は面白い事になってきましたね。
しかし、入射角が広いってのは、テレセントリック性の高さを特徴とするフォーサーズ規格と相反するような?
いや、それ自体は良い事ですけど、パナのレンズがこれを頼りとした設計になっちゃうと、今まで以上にオリボディとの互換性に難が出ちゃいそうで。
baku
>60度の広い入射光線範囲
これならホロゴンも使えるぞ・・・早く欲しいぞ!!
na
妄想好きのあなたへ。
http://www.fujifilm.co.jp/rd/report/rd055/pack/pdf/ff_rd055_004.pdf
baku
もう一つ
元記事に
>有機薄膜を保護する無機薄膜を成膜するプロセス技術を開発
って書いてますんで皆さんが心配している劣化の問題をクリアしたって事だと思うんですが・・・。
PPG
いまだにフィルムを使っている身からすると、これはビッグニュースです。ダイナミックレンジとテレセン問題を大きく前進できたのは素晴らしいですね。
コンパクトなフルサイズ有機三層が出るまではフィルムカメラは手放せそうにありませんが、このままいくと三層化も時間の問題かもしれませんね。
コントAF
ここも東芝の影がちらついてますな。
もう少し面に出ても良いと思うんだけど。。。。
通りすがり
>>4423さん
マイクロフォーサーズ規格が足枷になるようだったら、
パナには互換性など無視してでも高性能な製品を作ってほしいですね。
AAAA
まだVLSI2013で発表できるようになっただけですよね?
ここから製品化までどれくらいかかるのでしょうか?
筋弛緩剤
センサーの大型化には更に時間がかかるでしょうから出てきたとしても当分はコンデジだけじゃないかな~
おもろそうし
これがパラダイムシフトということですね。
有機EL、有機薄膜太陽電池・・・・
時代は大きく変わろうとしています。
Q
>aceさん
経時劣化でイメージセンサのチップ、すなわち画角内での
劣化均一性を気にしてる様ですが・・・
そんなレベルの事を気にしてたら、今のCMOSイメージセンサも使えませんヨ(笑)
PDへのインプラ均一性、その他フロント、バックエンド絶縁膜均一性と膜質差、配線幅のチップ内のバラツキ・・・
膜質の差による吸湿性やストレス、屈折率の差、膜強度、耐腐食性等々・・・
8in~12inのシリコンウエハの面内レベルでの劣化度合いが違う事はあるかもしれません。
またチップ内(画角内)での劣化に差が出る様な事は多少はあるのかもしれませんが
気にするレベルではないと思います。そんなレベルで劣化に差が出る事を気にする根拠は何なんでしょうか?
逆に言えば、そもそもチップレベルでの面積範囲内で劣化度合いに差が出る膜は使わないハズですし、
そんな差が出ない様に成膜プロセスをチューニングしてるハズです。(不純物をドープする等)
それにこの新デバイスに限らず、画処理エンジンでどうにでも出来るハズ。
ただデバイスの寿命としては短くなるでしょうけど、
その前にカメラのメカ機構が壊れる方が早いと思いますデス。
人命に拘わったりする様なデバイスではないだけに、造りも想定寿命もそれなりですよ。
celica
皆さん、博識ですね! 本記事よりも随分勉強になります。
>信号の飽和値を従来のイメージセンサーよりも4倍に向上し、さらにノイズを抑える回路を新開発することで、業界最高の88dBのダイナミックレンジを実現・・・
飽和状態にならないように、状況に応じてパターン測光値より-0.5~-2.5EVに設定して撮影し、RAW 画像処理ソフトでレタッチするというのが、写真教室の先生の口癖ですが、このセンサーが実用化すれば、レンジの広さだけでなく、μ4/3 一眼カメラはブレイクスルーという事になるでしょうね。
フルサイズに対しても引け目を感じなくてもよくなるかも・・・?
早く、製品化して欲しいものです。
junkey
数年前から富士フィルムが開発中の有機CMOSセンサーの文献が公開され、このセンサーが商品化されたら、総てのカメラメーカーがひれ伏す程の技術だと思っていました。ここ最近の記事では、パナソニックさんと共同開発と知り、びっくりしたと同時に、何故と言う疑問も・・・しかし、独自で開発するより、得意分野同士で開発したほうがより速く製品化できるのは必須です。同然、消費者もそれを願います。
ところでこのセンサーは今後、パナソニックと富士フィルムさんの独占になるのでしょうか?出来れば外販してほしいです。
かつて、富士フィルムさんはFinePix S・Proシリーズと言う名機を販売していました。富士フィルムさんはボディが無かったので確か、ニコンさんのD200のボディを使用していたと思います。やはり、幾ら画期的なセンサーでもそれに見合った器が無ければ意味が有りません。是非今度は、ニコンさんと提携していただき、最高のカメラを世に出していただきたいと願います。
「進撃のニコン」そんな時代が来るのはそう遠くは無いでしょうか?パナソニックさん富士フィルムさんよろしくお願いします。