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Imager マニア

デジカメ / デジタルビデオカメラ / スマホ用の撮像素子(イメージセンサ/imager/CMOSセンサ)について、マニアな情報や私見を徒然なるままに述べるBlogです(^^;)

今後スマホカメラにもDualPixelCMOSAF(的なもの)搭載!? ~MediaTekからDual PD Auto FocusなるシステムをサポートしたISPが発表される

この前の週末は幣blog更新をお休みしてしまったので、その代わり(?)に祝休日の本日にライト目に。

MediaTekをご存知でしょうか?
台湾のファブレス半導体メーカーで、現在スマホのアプリケーションプロセッサ市場で、中国における勢いを利用してQualcommに追いつけ追い越せという勢いがあるメーカーです。

そんなMediaTekから先日、キヤノンのDualPixelAF的なフォトダイオード構造をしたAFシステムをサポートしたISP(Image Signal Processor)が発表された様です。

youtubeで公開されている発表会(?)シーンに写っているプレゼン資料から
↑およそ16:50あたりのシーンから

 youtubeの発表者からは「従来より4倍AFが高速になる」という様な報告がされていますね。
まあセンサ画素数と違って、”何と比較するか”、”どういうシチュエーションで、どういう被写体を狙うか?”によって、
AF速度などは全く変わったり、または優劣が逆転したりするので最早信じないようにしていますが(^^;)

今回個人的な注目ポイントはAF速度ではなく、そのAF速度を測定された時に使われたと思われるカメラモジュールのセンサ画素構造
上のプリントスクリーン写真の中央下。これは明らかに通常の像面位相差AF画素の構造では無く、キヤノンがEOS70Dで初搭載した全画素位相差検出素子であり撮像素子も兼ねるという”DualPixelCMOSAF”ですね(なんか赤と青というフォトダイオードの図の色使いも似ているような・・・)。

実際上の写真の発表資料にも、
”Dual PD Auto Focus Technology splits each pixel into two halves, each of which act as both phase-detect elements and fully capable image sensors”
 となっていて、
”Dual PD Auto Focus 技術は、それぞれの画素が半分に分かれていて、それらのそれぞれが、位相差検出とフルに使えるイメージセンサ双方として働く”
 という風にアピールされていますね。


 冒頭で紹介したMediaTekの会社の業容と、この発表の前後の流れから、これは明らかにスマホ用カメラ向けのプロセッサな訳ですが、
スマホ向けのプロセッサで予定も無いセンサのAFシステムをサポートすることを発表するというのはかなり不自然ですので、現在水面下で少なくともMediaTekとどこかのカメラモジュール会社(もしくはイメージセンサメーカー)との間でこのAFシステムを採用したカメラをスマホに載せることを、双方の利益のために後押ししようという動きがあると考えるのが自然だと思います。

とすると、このMediaTek社のISPと組み合わせるセンサ側の相棒第一候補は、既にセンサ実用化が済んでいることが間違い無いキヤノン・・・
になるはずですが、キヤノンが果たしてスマホ用イメージセンサを作るのか?ということに若干の疑問が・・・

そうでない場合の第二候補はやはり順当にソニーで、既にIISWの項でリストアップしました(←の4))が、DualPixelCMOSAFの様な位相差検出素子を作りこんだセンサの発表を行っています。

↑この発表で出てくるイメージャーの画素ピッチは1.58um□。
iPhone6sのリアカメラの画素ピッチが1.22um□で1200万画素iPhone6のリアカメラが1.5um□で800万画素でしたので、
もしiPhone6などと同じ光学フォーマットサイズを維持してこの1.58um□のPDAF素子を採用したと仮定した場合のセンサ画素数は、およそ720万画素付近。

 う~ん、AFが仮に速くなるとして、しかしそれでも一般的なスマホユーザーに現状訴求するにはちょっと辛そうな画素数に思えますね~。
 するとソニーのセンサの線では以下二つのどちらかが可能性として残るような気がします。

1) 訴求する画素数になるようにセンサ(チップ)サイズを拡大する (デメリット:コスト、カメラモジュールの厚さup≒スマホの厚さup)
2) 既に1.5um□を切るDualPixelCMOSAFの様なPD画素の新たなイメージセンサを開発済み


 あとはキヤノン製やソニー製では無いパタンですが、どうなんでしょうか?

ソニーは今まで学会の様なところで発表した撮像素子は比較的早期に実際の製品に搭載する傾向が強いと感じていますので、(そしてキヤノンはスマホ向けセンサに参入するのかな?という気もしますので、)実際にはソニー製センサを想定したMediaTek社のISPな可能性が高いような気が、個人的にはします。



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ハニカム配置の分解能

ソニーのDualPixelセンサーは、多分キヤノンの特許を回避するために、画素が斜め配置(≒ハニカム配置)です。富士フイルムは、ハニカム配置センサーの分解能について、実画素数×1.4のベイヤー配列センサーと同等としていたと記憶しています。
720万画素なら1001万画素相当に、サイズが1.1倍(面積が1.2倍)の860万画素なら1204万画素相当になります。光学系の設計変更なしで、実現できるかもしれません。

Re:ハニカム配置の分解能

>hi-lowさん

>ソニーのDualPixelセンサーは、多分キヤノンの特許を回避するために、画素が斜め配置(≒ハニカム配置)です。

 ”ハニカム配置にしただけで、キヤノンの特許を回避できるのか!?”という疑問は残りますが、
最近のソニーのセンサでハニカム配置のセンサを見かけないので、急にハニカム配置のセンサがこのタイミングで採用されたことには確かに何かそういう(特許回避的な)意味があったりするのかな?という気にはさせられますよね(^^;)

>720万画素なら1001万画素相当に、サイズが1.1倍(面積が1.2倍)の860万画素なら1204万画素相当になります。光学系の設計変更なしで、実現できるかもしれません。

 なるほど。”↑こういう狙いでソニーがこのセンサをハニカム配置にした”という風に考えることも出来そうですね。
考察ありがとうございます。
あとは実際にこのセンサが搭載されたカメラが発売された時のセンサの画素数や大きさを確認してみることにしましょうか
(↑どのカメラにこの手のセンサが載ったか明確にわかる保証は無いのですが^^;)

  • imagerマニア
  • 2015/11/15(Sun.)

私は別の考えで期待しています

来年はスマホへの双眼カメラモジュールが本格化しますが、
双眼カメラモジュールで歩留を下げているのは、双眼カメラの
「光軸」「画角」合わせです。
該社なら二つのカメラの「光軸」「画角」をソフトで調整できる
デバイスを開発できるのでは? と、淡い期待をしています。
「光軸」「画角」合わせの装置は高価で、生産効率も悪いん
ですよね。

Re:私は別の考えで期待しています

 >SATさん

お久しぶりです。

>来年はスマホへの双眼カメラモジュールが本格化しますが、

やはりそうなんですね。
ちまたで、次期iPhoneなんかがそうなるという噂を耳にはしていましたが。
また、タイムリーなことに(私は詳しくはありませんが)ZTEという世界でも指折りのスマホメーカーが公式に”dual lens”カメラ搭載機を発表?していますね↓

http://image-sensors-world.blogspot.jp/2015/12/zte-dual-camera-smartphone.html

 話が逸れてしまって恐縮ですが、
ZTEの発表内容を読むと、13Mと2Mの双眼カメラ(?って言うんですね)となっており、同じ画素数同士のカメラでは無いんですね。
私はてっきり同じ画素数同士のカメラで3Dステレオカメラ的な使い方なのかなと思っていたのですが。(まあもしくはそういうカメラ搭載のスマホ”も”あるのか・・・)
 また、これを読むとDepth情報を取って、ボケやrefocusを行う(制御する)らしいのですが、ボケの方はまあ後からソフト的な処理でぼかすというのであれば理解できるのですが、refocus(つまり後からフォーカス位置を変えるということだと理解したのですが)がどうしてこのシステムで出来るのか理解できません。
スマホなので最初からパンフォーカスで撮っておいて、後でフォーカス指定ポイント以外をボカすという手法なら理解可能なのですが・・・(^^;)


>該社なら二つのカメラの「光軸」「画角」をソフトで調整できる
>デバイスを開発できるのでは? と、淡い期待をしています。

 ここで言う”該社”とはどこを指すのでしょうか?
あ、上の私の独り言(?)と合わせてお話できないことはほっておいていただいて結構です(^^;)


>「光軸」「画角」合わせの装置は高価で、生産効率も悪いん
>ですよね。

 設計や商品企画する方はともかく、最終製品が複雑になると実際製造する方は大変ですね。
我々エンドユーザーは、最終製品の価格に跳ね返らない限りは、新しい機能がついて仮にそれが気に食わなくても使わなければ良いだけなので、
双眼カメラになって何か新しいユーザー体験がもたらされることに(申し訳ありませんが^^;)期待したいと思います(^-^)
 今のスマホを買ってまだ二年弱なので、各社の双眼カメラが出揃って値が落ち着いてきたところで買い替えを検討してみようと思います(^^)

 では来年もよろしくお願いします。
良いお年をお迎えください。

  • imagerマニア
  • 2015/12/31(Thu.)

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