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なんと!50万個という恐ろしい数のレンズを使い絶対にピンぼけしないカメラが2013年にはスマホや携帯電話に組み込まれる!?

本日の朝日新聞で「撮影後でもピント合うカメラ 東芝、13年度に実用化へ」という記事がありました。

縦5ミリ、横7ミリほどの画像センサーの前に、直径0.03ミリのレンズを約50万個ならべた「複眼」と呼ばれる昆虫の目と同じ構造のレンズで、それぞれのレンズが少しずつずれた映像を捉えており、50万個の小さな写真を独自のソフトで組み合わせて大きな1枚の写真を作るとのこと。

そして、このカメラの特徴は写真同士のずれを利用して被写体までの正確な距離を測定し写りのいい部分だけを拡大して重ね合わせることで、カメラに近い所から遠いところまで、任意の場所にピントを合わせることができるとのこと。


ええええ???
スゴくないですか^_^;

でもよく考えると少し前にLytroと呼ばれる後からピントを合わせることが可能なLytroというカメラがありましたが、それと似た技術っぽい。
あれも11万個程度のレンズを使っていたような・・・。


しかし今回は50万個のマイクロレンズを配置したとのこと。11万個でも驚きなのに50万個?それにメチャクチャ小さいじゃないですか!!!
つまりLytroの高性能バージョンが携帯電話に組み込まれるということですよね?凄い。


この技術について分かる範囲で少しだけ調べてみました。



最初は50万個のレンズで被写体を撮影するのか!?と思ったのですが実はそうでは無いようです。
外からの見た目においては普通のカメラというレンズ。

これはLytroと同じですね。東芝のカメラもレンズは1枚です。つまり被写体を写すレンズは通常通り1つであって、直接的に50万個のレンズで撮影するわけではなさそうです。
ではどこで50万個のレンズを使うのかというと、撮影するレンズと撮像素子との中間に、50万個のレンズが配列されているようです。


平面上に多数の微小レンズを組み込むことは既にカメラ以外の分野でマイクロレンズアレイなどが用いられているそうで、その技術の応用なのかも知れません。

そして、この複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを画素上方に配置し、各マイクロレンズ下部には複数の画素がある構造のようです。
この構造により、画素ブロック単位で視差をもった画像群を取得することが可能であり、この視差により被写体の距離推定や距離情報を元にしたリフォーカス処理等が可能となるそうですが・・・。う~ん難しいですね。


書いていても理解できていない自分がいます^_^;

50万の多眼といきなり考えると理解不能ですが複眼装置として昔からあるステレオカメラを考えてその延長線だと考えると少し理解できそうです^_^;。

ステレオカメラでもレンズの位置によって変化する視差の分、視点ずれした画像となりますが、そのズレを利用して立体化させている訳ですよね。
位置が違う場所から同じ場所を見ると三角測量の原理で被写体との距離を測ることが可能になりますので、それぞれのレンズで被写体の距離を考えながらピントをズラしながら撮影することも可能なのかも知れませんね。


私なりに何となく理解できたのは、まず最初に1つのレンズで被写体を撮影し、その後で各マイクロレンズによって何らかの調整が加えられた後で、レンズ下部にある撮像素子ブロックへフォーカスさせるということ。
各マイクロレンズごとに視差が生じるので、その視差を使って被写体との距離測定が出来るのは分かりますが、その情報も元にどうやってリフォーカスするのかは、やはり私の理解の範囲を超えています^_^;



もしも詳しい方がいらっしゃいましたらご教授下さいm(__)m



それにしても複数のマイクロレンズって普通は数個~数十個程度と想像しますが、今回発表されたのは50万個のレンズですからね~。桁が違います。
ですが、50万個のレンズを用いることによって50万という非常に驚くべき多眼を持つこととなり、結果として50万の視差を得ることができ訳ですよね?理論上は。

この視差を使うことによって被写体との距離推定や距離情報を元にしたリフォーカス処理等が可能となるそうなんですが・・・、口で言うのは簡単でも実際に作るのは非常に難しそうな技術。どうやってリフォーカス?再結像させる時に何かしらのトリックがあるのでしょうね。


想像以上にカメラの技術が恐ろしく進歩し始めていますね。
一瞬で50万もの画像を1枚の写真に合成するなんて、どんだけ凄いんだ^_^;





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