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サムスン半導体のイメージセンサーが人の目に進化する！？ 「デュアルピクセルプロ」技術で革新を起こす

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삼성반도체 이미지센서가 사람 눈으로 진화한다?! ‘듀얼 픽셀 프로’ 기술로 혁신을 이루다
삼성반도체 이미지센서가 사람 눈으로 진화한다?! ‘듀얼 픽셀 프로’ 기술로 혁신을 이루다

サムスン電子はこのほど、プロレベルのスマートフォンのカメラを実現するもう一つの革新、イメージセンサー「ISOCELL GN2」をリリースしました。 「ISOCELL GN2」は、業界初の、ピクセルを斜めに分割した「デュアルピクセルプロ(Dual Pixel Pro)」を採用し、オートフォーカス機能を一層強化した製品です。 人の目にさらに近づいたイメージセンサーの技術ストーリーを詳しくお伝えします。 イメージセンサーに散在する特殊な画素でフォーカスを合わせる「PDAF方式」 「デュアルピクセルプロ」技術を紹介する前に、まずはオートフォーカス方式の一つであるPDAF(Phase Detection Auto Focus、位相差オートフォーカス)について見てみましょう。 人は両目を使ってフォーカスを合わせます。 PDAFは二つの地点で認識された位相差を比較して、二つの位相が一致する位置にレンズを移してフォーカスを合わせます。
イメージセンサーに散在する特殊な画素でフォーカスを合わせる「PDAF方式」
イメージセンサーに散在する特殊な画素でフォーカスを合わせる「PDAF方式」

従来のPDAF方式はイメージセンサーに散在する特殊な画素を利用していました。 左か右半分が遮られたオートフォーカス向け画素が左右の位相差を比較し、フォーカスを合わせていたわけです。 しかしこの場合、オートフォーカス向け画素は色情報を取得できないので、画素を増やしてフォーカスの速度を上げても、画質を落としてしまいます。 では、画質を保ちつつ、速く正確にフォーカスを合わせることはできないのでしょうか？ 画素をオートフォーカスに利用し、同時に色情報も取得する方法はないのでしょうか？ そんな疑問から始まり、PDAFの短所を補完した技術がこの「デュアルピクセル」です。
より正確なオートフォーカス機能を実現した「デュアルピクセル(Dual Pixel)」
より正確なオートフォーカス機能を実現した「デュアルピクセル(Dual Pixel)」
より正確なオートフォーカス機能を実現した「デュアルピクセル(Dual Pixel)」

「デュアルピクセル」は、センサーを構成するすべての画素がそれぞれ二つのフォトダイオードを持っており、それらが光信号を受けて左右の位相差を比較し、フォーカスを合わせます。 センサーのすべての画素がフォーカスを合わせられ、同時に色情報も取得できるため、画質を損なうことなく、素早く正確なオートフォーカス機能を実現できます。 画素分割方式に革新をもたらした独自技術「デュアルピクセルプロ(Dual Pixel Pro)」 では、デュアルピクセルと今回の「ISOCELL GN2」に採用された「デュアルピクセルプロ」の違いは何でしょうか？
画素分割方式に革新をもたらした独自技術「デュアルピクセルプロ(Dual Pixel Pro)」
画素分割方式に革新をもたらした独自技術「デュアルピクセルプロ(Dual Pixel Pro)」
デュアルピクセルとデュアルピクセルプロのイメージ
デュアルピクセルとデュアルピクセルプロのイメージ

従来の「デュアルピクセル」技術では、すべての画素が左向きか右向きにのみ分割されていました。 「デュアルピクセルプロ」は、緑色の画素が斜め方向に分割されているのがポイントです。 このように画素を斜めに分割するメリットは明確です。 これまでと同様に左右の位相差の測定には左右のフォトダイオードの組み合わせを利用し、上下のフォトダイオードを組み合わせれば上下の位相差も同時に比較できます。 これにより、左右位相差だけではフォーカスを合わせにくい状況でも、上下位相差を活用してフォーカスを合わせることができるようになり、より速く正確なオートフォーカスが可能になりました。
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