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(^^;)
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[1回]
フォーカスの位相差検出は、一組の部分遮光画素ではできません。遮光部分の異なる画素の輝度を、ある長さ（範囲）にわたって比較することで、フォーカスの状態を判定します。輝度変化を波形として扱うため、位相差検出と呼ばれます。専用AFユニットの場合も、ラインセンサを使っています。その単位となる長さ（範囲）を、１個のAF測距点としているのだと思います。遮光画素が連続していた方が測距精度は上がりますが、画素ピッチが小さな場合は、離散的な分布でも必要な精度を得られるでしょう。
LV表示時は間引きスキャンでフレームレートが高速でしょうから、読みだされるラインに遮光方向の異なる画素を入れておけば、動体のクロス測距も可能だと思います。
ご教示ありがとうございます。
＞専用AFユニットの場合も、ラインセンサを使っています。
そうですよね。
「専用AFセンサは何故ラインセンサを用いているのか？」
ということを考えたことが無かったです。
>フォーカスの位相差検出は、一組の部分遮光画素ではできません。遮光部分の異なる画素の輝度を、ある長さ（範囲）にわたって比較することで、フォーカスの状態を判定します。輝度変化を波形として扱うため、位相差検出と呼ばれます。
http://image.itmedia.co.jp/l/im/dc/articles/1009/14/l_hi_af01.jpg
上リンク先の図で、撮像面位相差AFを理解しようとすると、
セパレータレンズを、画素を片側ずつ遮光することによってその機能を担わせ、
AF指定領域中の左右の像面位相差AF画素の輝度ピークが、合焦時のものと等しくなるような方向と位置に、レンズ本体を制御するという理解でしょうか。
とすると、キヤノンやサムスンのGaralxyS7に搭載されているタイプの撮像面位相差AFの仕組み説明図↓では、左右のフォトダイオードの輝度ピークが一致するところが合焦ポイントという説明になっている気がしますので、
http://image.itmedia.co.jp/l/im/dc/articles/1307/19/l_hi_ca04.jpg
厳密にはAFの仕組みが異なるのでしょうか？
どちらのタイプもAF原理は同じと理解していたのですが
というか、片側フォトダイオード遮光タイプの像面位相差AFを、専用位相差AFユニットの図で理解しようとしているのが間違いですかね。
恐らくセパレータレンズの位置が合焦面に存在する撮像面位相差AFの場合は、
撮像面上の合焦画素で左右遮光画素双方の輝度ピークが(離れた位置にくることは無く)揃うということでしょうか。
私の日本語は意味不明か？・・・(^^;)
なんとなく自分自身では納得したのですが
NIKON1のV3以降はAF/AE追従の秒20コマですよ。
秒60コマの連写時も１コマ目固定ではありません。
（正式に何コマと言う事は言っていませんが固定ではない）
＞M.Sakuraiさん
お久しぶりです。
以前、ソニーの1インチ積層チップのエントリの際、「DRAMチップも一緒に積層か？」との私のコメントに「ソニーHP見ると違うのでは？」と突っ込んで頂いた方ですよね？
毎回鋭い(？私がよく調べてないだけ？^^;)ご指摘ありがとうございます。
年内どこかでエントリしようと思っていますが、
余談ですが、ISSCCという来年2月の国際学会(？)でソニーが今度こそDRAM積層の3層積層センサか？とイメージさせるタイトルの発表があるようです。
今度こそパッケージでは無くDRAMチップもセンサ基板と積層なのでしょうか？←恐らくRX100M5搭載センサと思われますが、こちらのカメラのスペックをまだよくチェックしていないので、また私の過剰妄想かもしれませんが(^^;)
>NIKON1のV3以降はAF/AE追従の秒20コマですよ。
>秒60コマの連写時も１コマ目固定ではありません。
ということは、もう何年か前に発売されたカメラだと記憶しますが、
そうすると、未だOM-DE-M1Mark2よりもハイスペックを維持し続けているということなのですね。
そう指摘されてみると、「どうしてこんなにもNikon1シリーズは話題に登ることが少ないのだろう？」と逆に疑問にもなってきました。
やはり1インチ撮像素子搭載のレンズ交換式カメラに需要が少ないのですかね・・・
先日、公開されたニコンの２層センサーのパテントですが、もしご覧になっていたらご見解でも掲載して頂ければ嬉しく思います。いきなり不躾な投稿にて失礼いたします。
＞daipaさん
お久しぶりです。
>先日、公開されたニコンの２層センサーのパテントですが、もしご覧になっていたらご見解でも掲載して頂ければ嬉しく思います。
ニコン党(？)として気になるところですか？(笑)
エンジニアの嗜みさんのところで掲載されていた
http://egami.blog.so-net.ne.jp/2016-11-23
↑これのことですよね？
サラッと第一の実施例のみ読んでみました。
daipaさんが気にされている観点を明示していただけると個人的見解(？)を述べやすいのですが、一旦私が感じたことを備忘録として(長くなりますが、blogでは無く)ここに残させていただきます。
以下、まず撮像素子そのもの(？)についてですが、
①積層の1層目は有機光電変換膜の使用が具体的には想定されている
②カラーフィルタは用いず、上層に位置する有機光電変換膜での可視光の吸収/透過特性がそのまま下層シリコンフォトダイオードにおいてのカラーフィルタの役割を担っている
上記あたり”なるほどな”と感心しました。
最初、単純にカラーフィルタを用いたシリコンフォトダイオード2枚の貼り合わせで実現する特許なのかなという先入観があったので”くだらない実効性の無いノルマ達成だけの特許かな”と思っていました(^^;)
上記構造にすることにより、カラーフィルタを用いた通常の撮像素子よりも確実に光の利用効率は上がりますね。FOVEON的な感じで。
なので、この撮像素子が成就するかの第一の観点(？)は、
◆有機光電変換膜センサが実用になるか？
かなと思います。
(↑技術の内容的には、有機光電変換膜でなくても、無機膜でもなんでもとにかくその材料に”必要な波長域の可視光のみ吸収する≒不要な可視光は透過する機能”が備わっているものが実用化できれば良いと思います。ちなみにカラーフィルタは必要な光以外を透過させない＝必要な可視光以外はロスしていることになります)
個人的には上記観点では大変興味があり、実現してくれたらおもしろいなと思います。
が、一方で
同時代の技術で作った通常センサよりも以下の点では劣ることは覚悟しなければならないなと感じました。
・消費電力
・読み出し速度＝フレームレート
※いずれもセンサから読み出す & 画処理する画素情報が増大することに起因する
あとは、もしかしたら解像度？混色？も気にはなります
↑マイクロレンズでの焦点面を二つの貼り合わせセンサの中間に狙いを定めるという(少なくとも第一の実施例で言えば。図だけ見ると、その点については以降の実施例でいくつか改善のための内容が書かれているようですが・・・)ところから
↑これはAF精度的にも気になります
他方、本特許の主目的であると思われる”像面クロスAF”に関しては、素人ではありますが、その実現手法の難解さ？に見合うほどの効果が得られるのか懐疑的です。
具体的には
◆こんな複雑な構造にしなくてもクロス測距は可能なのでは？
というのがその最大の理由です。
このblogエントリのオリンパスのE-M1Mark2が、実効性はわかりませんが、既にセンサ像面でのクロス測距を実現させているようですが、この実現技術はこの特許の内容なのでしょうか？
恐らく別の方法で実現している可能性の方が高そうに思います。
であるとするならば、オリンパスの手法でAF速度と精度がある程度出ているとするなら、最低コストに見合う程度にはより速度と精度を出さないと、クロス測距のためにこの構造を採用するのはナンセンスかなと。
加えて上述した撮像素子の点と同様なのですが、クロス測距用にデータを更に2倍読みだす必要に迫られるため、
消費電力、フレームレートの点で更に同時代のカメラに遅れを取り、
もしかしたら信号読み出しに時間が掛かるということは、AF速度という最重要なファクターにおいても遅れを取るリスクを抱えているのかなと。
という訳で、個人的見解をまとめると、以下の様な感じです。
◆有機光電変換膜とシリコンフォトダイオードを用いた2層構造のセンサとして興味あり
◆像面のクロス測距の実現手法としては興味無し
ちょっと勇気を出して普段よりは刺激的にコメントしてみました。
↑ご意見お持ちの方多数いらっしゃると思いますので、他の方のご意見もお聞き出来ればなと(^^;)
管理人様
ご挨拶もせず、いきなりの投稿失礼しました。いつも楽しく拝見しております。
実は私の本山は板橋（と言っても厳密には本山ではなくなってしまいましたが）でしたが、現在はニコンがほぼメインになりつつあります。
さて、私が上記パテントに興味を持ったのは、技術的にはまったくの素人ですが、パナソニックー富士フイルムの有機CMOSやソニーの有機膜技術との違いや、同技術によりレフ機のAFの精度が向上することと、ノイズ低減の進化、色再現の立体的な処理技術の実現に興味があります。まだ、芽も出ていませんが、その前兆になるのではないかなと期待しています。
最後に、個人的にはニコン党というよりは、ソニー１強のセンサー市場に不安を感じます。もっと活性化しても良いのではないでしょうか？技術的に、想像していなかったようなパラダイムシフトがおきて、３次元的画像が撮れるようになったらとても楽しいだろうなぁと期待しています。＾＾つまらないことを書いてすみません。
これからも、為になるの情報をお願いします。
> imagerマニア さん
撮像面位相差検出に関する私の理解をblogでまとめました。
ご覧ください。
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