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Recent image sensors are seemed to be equipped with multi-gain amp [Technology]

少し前に、Leica SL (Typ601)はマルチゲインアンプを搭載していると書きました。同じ記事のコメントで、D5も同様にマルチゲインアンプを搭載していると予想しました。

他の機種も気になり、Dpreviewが公開している露出補正データを見直したところ、最近の機種のセンサーはみなマルチゲインアンプを搭載しているようです。
EOS 80D, D7100, X-T10の露出補正とそれに対応するISO感度での撮影画像です。
Multi-Gain.png
露出補正と感度設定が現像時の係数なら、左右は同じ画像になるはずですが、そうなっているのはX-T10だけです。
実は、比較可能な機種で左右が同じ画像になったのは、X-T10以外にはRX100/IVぐらいでした。X-T10のセンサーは比較的設計が古いソニーIMX071をベースとしていると思われますが、APS-C型よりも大きなソニー製センサーに関しては、それよりも設計の新しいものはADC前にマルチゲインアンプを搭載しているようです。

D7100の結果を見ると、東芝もマルチゲインと思われます。面白いことに、D7100の露出補正画像でみられる横縞が、D7200の画像にはありません。したがって、まったく同じセンサーではないと思われます。

キヤノンは最近までセンサー外にアンプとADCを置いていましたので、アンプのマルチゲイン化は比較的容易だったでしょう。80Dはデジタル出力と思われますが、マルチゲインアンプを実装しているようです。

最近のカメラでは、露出補正が感度設定の変更と同じではなくなっているようです。

2016年4月12日現在で、Dpreviewのサイトで比較可能なカメラのリストです。
Camera_list_20160412.png

【2016/04/08 下線部を追加しました】
【2016/04/12 カメラリストを追加しました】

Panasonic improves two image sensor technology, Organic-Photoconductive-Film CMOS and APD-CMOS [Technology]

パナソニックが、二つのイメージセンサー技術を発表しました。
有機薄膜を用いた広ダイナミックレンジCMOSセンサー技術グローバルシャッター技術、そしてアバランシェ・ブレークダウンを利用した増感CMOSセンサー技術です。

富士フイルムの素材を用いた有機光電変換膜の方が注目を集めているようです。
プレスリリースに掲載された模式図を見ると、BSIのシリコンPDセンサーと基本構造は同じです。簡単には、キヤノンのDual Pixel CMOSをBSIにして、組になる画素の受光面積比を1:10にした構造と言えるでしょう。また、配線図は、スーパーCCDハニカムSRIIを彷彿とさせますね。

個人的に驚いたのは、アバランシェ・ブレークダウンを利用したセンサーです。「2016 International Solid-State Circuits Conference」では、「A 1280×720 Single-Photon-Detecting Image Sensor with 100dB Dynamic Range Using a Sensitivity-Boosting Technique. M. Mori, Y. Sakata, M. Usuda, S. Yamahira, S. Kasuga, Y. Hirose, Y. Kato, T. Tanaka Panasonic, Nagaokakyo, Japan」として発表しています。
アブストラクトがまだ公開されていませんので素材などの詳細が分かりませんが、NHKがパナソニックと共同研究中で、Imagerマニアさんが2014年時点で3年後(2017年?)の実用化を目指していると報告された結晶セレンを使ったセンサーだと思われます。
研究段階から実用化へと開発が進んだのでしょう。実用的な感度を持つSuper35 8Kセンサーも夢ではありませんね。

Mamiya digital imaging is acquired by Phase One for an integral operation between XF camera system and IQ digital back. [Technology]

Phase Oneが、既に45%の株式を保有していたマミヤ・デジタル・イメージング(MDI)から光学事業を買収・統合しました。
Phase Oneのカメラボディとレンズの製造はMDIが担っていましたが、同一会社となることでIQシリーズとの連携がより密接になるのでしょう。

Phase Oneの最新カメラボディであるXFは、Honeybee Autofocus PlathomeというウェストレベルファインダーでもAFとAEが可能な測光システムを内蔵しています。AF光学系が露光計も兼ねてるようで、個人的にそのしくみに興味があったのですが、技術情報が公開されていませんでした。

前期のPhase OneによるMDI買収のニュースを知った際に、何となくHoneybee Autofocus Plathomeをキーワードに画像検索したところ、ヒントを与えてくれるサイトが見つかりました。
この画像をご覧下さい

通常のDSLRではサブミラーで反射した像は位相差検出素子に入射しますが、Honeybee Autofocus Plathomeでは1M画素のイメージセンサー上に結像させるようです。多分、このイメージセンサーには位相差検出用のマスクとカラーフィルターパターンの両方があり、それぞれAFとAEに使われているのでしょう。画素数が1Mと少ないのは、フレームレートと感度を上げるためでしょうね。

この方法そのものは誰でも思いつくので特許にはならないでしょうから、35mmフルフレームカメラでも採用し、ファインダー交換を実現して欲しいです。

Creation of high-frequency components over the Nyquist frequency? [Technology]

富士通のスマホ「arrows NX F-02H」には「超解像技術」が組み込まれているそうです。

技術を開発した工学院大学の合志清一教授は、現在の4Kテレビに搭載されている超解像について「この超解像は嘘八百」とまでおっしゃっているようなので、合志教授の超解像技術について調べてみました。
合志教授の「超解像技術」の原理は公開されていますので、興味のある方はダウンロードしてご覧下さい。

合志教授は、自身が開発した技術はナイキスト周波数を超える高周波情報を作りだすので超解像だと説明しているようです。しかし、論文のFig.6を見ると、行っているのは拡大した画像からのハイパスフィルターを用いたエッジ抽出とその強調処理であることが分かります。強調処理によって変化が急峻になり、その結果として元情報にはない高周波が付加されます。この高周波はナイキスト周波数よりも短い波長を含むので、周波数成分としては最終画像で超解像が達成されたことになります。

ほぼ同じ事は既存の画像処理ソフトウェアで可能です。まず画像をバイキュービック法で拡大します。バイキュービック法は3次式で補間するので、元画像にはない高周波成分が少し付加されます。更にこの画像をアンシャープマスク処理します。アンシャープマスクはエッジの強調なので、バイキュービック法で付加された高周波成分が増幅されます。結果として、周波数成分としては超解像の画像が得られます。

私の理解では、合志教授の方法は周波数成分に限れば超解像ということは可能ですが、実際にはエッジの強調処理を行っているだけです。「arrows NX F-02H」を売るためのセールストークなのでしょうが、ちょっとやり過ぎと感じました。

The short flange distance prevents a performance-improvement of ultra wide angle lenses. [Technology]

ilovehatephotographyにZeissへのインタビューが掲載されています。

超広角FEレンズに関する質問へのZeissの回答に興味深い内容がありましたので、以下に引用します。
"This short flange distance make it difficult when developing the lenses as the sharpness on the edges and the vignetting tend to be too important."

高性能レンズは、焦点距離に関わらずそれなりのバックフォーカスが必要なようです。
FEレンズの設計では、センサー近くの小さなEマウントが邪魔でしょうね。

Where is the HP finder gone? [Technology]

私は、乱視で近視に加えて最近は老眼も始まったため、日常生活に眼鏡が必須です。
しかし、眼鏡をかけたまま35mmフルフレーム機のファインダーを覗くと、どれも視野がけられてしまいます。APS-C機でも、ファインダー倍率の大きな機種ではけられてしまいます。どうも、設計アイポイント位置に眼の瞳が届いていないようです。

覗いた機種の仕様から推定すると、35mmフルフレーム換算で倍率が0.77倍でアイポイント長が23mmのファインダー光学系(X-T1のEVFです)なら、私の場合はファインダー視野がけられないようです。アイポイント長が短くなると、けられない倍率もいっそう低くなります。D5100のファインダーの倍率は換算0.52倍ですが、アイポイント長が18mmと短いため、けられないギリギリです。

Nikon F3は、0.75倍で25mmのDE-3や0.6倍で60mmのDA-2を選ぶことができました。Pentax LXでも0.55倍で60mmになるFB-1 + FC-1という組合せがありました。なぜ現在は、DE-3のような仕様のOVFを持つDSLRを選択できないのでしょうか。

メーカーは、ファインダー倍率が下がるのでスペックとしての訴求力が弱いと考えているのでしょう。また、ファインダー光学系の開発費用が少ないのかもしれません。しかし、ファインダー倍率が高くても、視野がけられてしまうのでは実用的に意味がありませんね。

Who does really need the sensor with 250M pixels of Canon? [Technology]

キヤノンが、2億5千万画素のAPS-H型センサーを開発したと発表しました。

画素数には驚かされますが、ピクセルピッチは1.6 umでスマホに搭載されているセンサーよりも大きく、読み出し速度はNHKとForzaが開発した35mm フルフレーム型1億3千万画素センサーの1/6です。

BSIとはされていないのでFSIとすると、この画素ピッチでは開口率が小さく、センサーの実行感度は高くないでしょうね。

画素数以外に売りの無いセンサーで、開発発表のニュースリリースを出すほどの価値があるとは思えません。
何か社内的な事情があったのかなと勘ぐってしまいました。

X-Trans CMOS and also II sensors seem to be based on Sony IMX071 [Technology]

デジカメInfoに、富士フイルム、パナソニックと東芝の三社がセンサーを開発しているとの情報が掲載されています。

その情報では、富士フイルムのAPS-C型X-Trans CMOSセンサーはソニー製とされています。私は東芝製と思っていたのですが、何の証拠もありません。富士フイルムのホームページには、X-Trans CMOSセンサーの画像が公開されています。そこで、画素数が対応するソニーのAPS-C型センサー IMX071と見比べてみました。

リンク先の画像をご覧ください。
X-T1のセンサーです。
IMX071です。

画像を重ねると、センサーからパッケージへの配線パターンが完全に一致しました。
APS-C型のX-Trans CMOS無印とIIは、共にソニーIMX071のカスタマイズ品でしょう。

センサー自体の改良も行われているのでしょうが、IMX071はすごいセンサーだと思います。

Is a sensor in GX8 made by Sony? [Technology]

パナソニックが新型M4/3カメラとして、GX8を発表しました。
GX8では、センサーが「高画質20M Live MOSセンサー」に更新されています。

GX7のセンサーはパナソニック内製のMN34230でしたが、GX8のセンサーは周辺の配線が最近のソニー風にも思えます。ソニーは既に20M画素の4/3型センサーIMX269を公表していますので、GX8のセンサーがソニー製の可能性はあると思います。

パナソニックのイメージセンサー開発は、富士フイルムと共に「有機CMOSイメージセンサー」の製品化に集中しているかもしれません。

Sony seems to combine a dual PD architecture with F65RS sensor structure [Technology]

harvestimagingに、IISW2015でのキヤノンとソニーの発表が概説されています

キヤノンはDual Pixel CMOSを紹介した様です。

ソニーの発表は、"Sony presented a CMOS imager with auto-focus functionality in every pixel. This sensor is provided with a diagonal pixel orientation, so that the rows have alternatively G pixels and R/B pixels."と説明されています。
言葉だけでは分かりにくいですが、要は以下の図のF65RS用センサーと同じ画素配置で、その画素が二つのPDで構成されているのだと思います。図はソニーのサイトで公開されているものです。
F65RS_004.jpg
さらに、二つのPD間に露光時間の差をつけることでHDRも実現できるようです。
来年のα一桁機は、全面位相差検出モードでフォーカスを合わせ、HDRモードで撮影するのかもしれません。