超高解像度200MP望遠カメラ：スマートフォン写真撮影の次世代イノベーション

スマートフォンでの写真撮影が標準的になった理由は、まず、日常生活で最もよく使われる機能であることと、次に人の目でもパフォーマンスを評価できることにある。スマートフォンカメラはここ10年間、急速に発展してきたが、サイズの小型化には依然として限界がある。毎年、ユーザーは新製品に、より薄くて軽い本体であることは勿論、さらに優れたカメラが搭載されることを望んでいる。同時に、技術専門家の間でもカメラ突出部のサイズやデバイス全体の厚さと重量に対する関心がますます高くなっている。 この課題を解決するための先導的なソリューションの一つは望遠カメラであり、業界では望遠センサー技術を着実に蓄積してきた。望遠カメラの位置づけは、今や単なる補助カメラにとどまらず、メインカメラと肩を並べるほどになっており、スマートフォンのカメラの仕様を向上させる重要な要素として認識されている。 望遠カメラが「次世代のトレンド」である理由 ポートレート撮影は、望遠カメラの機能を発揮する代表的な領域である。多くのスマートフォンユーザーは、遠距離静止画を撮影する際、望遠カメラの高倍率モードを使用している。しかし、ポートレート撮影の場合、広角モードをオンにして撮影する傾向がある。ここで問題となるのは、視野角が歪んでしまい、近くの被写体をそのまま捉えることが難しいことである。

左上の画像では、広角カメラでクローズアップ撮影をしたため、被写体に歪曲が発生している。これは、クローズアップ撮影時の広角カメラの撮影距離が短いが故に発生する。人の顔の3D形状を2Dイメージセンサーに投射するため、カメラとの相対距離により顔の中心部が周辺部に比べて拡大される。これを「拡張歪曲」という。撮影距離が短いほど顔の3D形状の相対距離の差が大きくなり拡張歪曲も大きくなる。このため、広角カメラは、観光地などで風景を背景に人物を撮影する場合は適しているが、人が主な被写体となる画像には適していない。一方、望遠カメラは、歪曲がはるかに少ないため、ポートレート撮影に適している。 望遠カメラがポートレート撮影に適しているもう一つの理由は、焦点距離によるアウトフォーカス効果が期待できるからだ。他のすべての変数が同じである場合、焦点距離が長いほど被写界深度が浅くなる。つまり、被写体周辺の背景や焦点がぼやけ、被写体によりフォーカスされた写真が撮れる。したがって、広角カメラは、観光地で人物と背景の両方を撮影する場合に適しているが、望遠カメラは人物自体にフォーカスを当てた写真を撮る場合にさらに適していると言える。 現時点で望遠カメラが持つ限界 現在、望遠カメラは高仕様スマートフォンで最も多く採用されている。ここで広角カメラに使用されるイメージセンサーの光学フォーマットは1/1.4インチから1インチまで多様であり、サイズとHDR（High Dynamic Range）、高速撮影などの機能に相当する画質を提供する。これに比べ、望遠イメージセンサーの光学フォーマットは1/2.7インチから1/2インチの範囲で、比較的に小さいのが一般的である（一部の例外を除く）。ユーザー観点で、このような仕様の違いは望遠カメラが広角カメラとは異なる画質、色味及びHDR体験を提供することを意味する。望遠カメラは、スタジアムやコンサートホールのように遠く離れている被写体を追跡する時によく使われるが、ユーザーが希望するレベルの画質での写真や動画の撮影は難しい可能性がある。 広角及び望遠センサー比較

_{- 広角カメラには、ISOCELLHP2とISOCELLHP3の両方が採用されている。 - 望遠カメラには、ISOCELL製品AとBが採用されている。} 広角カメラと望遠カメラの格差を解消することはスマートフォン業界において重要な課題となっており、究極的には望遠センサーが広角センサーの仕様及び機能と同じレベルに達する必要性が台頭している。幸いなことに、広角センサーモジュールがますます大きくなって進化するにつれ、望遠イメージセンサーモジュールのためのスペースもそれに応じて大きくなっている。望遠イメージセンサーの大きさと機能を高めれば、広角センサーに近い撮影演出ができるだけでなく、ポートレート撮影時のアウトフォーカシング機能を効果的に実現できる。同じ視野角ではイメージセンサーが大きいほど焦点距離が長くなるため、サイズの小さい望遠センサーよりも被写界深度が浅くなるからである。 超高解像度センサー、新たなカメラ体験を提供 ISOCELLの超高解像度イメージセンサーは、望遠カメラのパフォーマンス向上というトレンドに適しているソリューションである。超高解像度イメージセンサーの最大の強みは、言うまでもなく解像度であり、すでに様々なスマートフォンにも実装されパフォーマンスも検証されている。また、別途の望遠カメラの採用が困難または不可能な価格帯のスマートフォンでさらにその価値を発揮している。下図は200MPセンサー1つで望遠と広角の両方の役割を果たすことが可能で、センサー内の4倍ズームで従来の望遠センサーに匹敵する画質を提供できることを示している。

ISOCELLの200MPセンサーは、優れたリモザイクアルゴリズムのおかげで、解像度を損なうことなく2倍と4倍のセンサー内ズーム機能を提供する。上記の4倍ズーム画面は、光学3xモジュールに匹敵する画質を示しており、これは別の光学ズームシステムが要らないと思えるほど優れたパフォーマンスである。このアルゴリズムは、カラーピクセルをRGBベイヤー（Bayer）パターンに並べ替えるため、200MPセンサーが解像度を損なうことなく1倍/2倍/4倍ズームで12.5MPを保つことができる。スマートフォンの基本広角カメラは、通常1倍モードでデフォルト値が12MPであるため、同技術によりユーザーは2倍/4倍ズームでも同じ解像度を体験できる。 特に、200MPISOCELLHP2とISOCELLHP3は、ディープラーニングベースのリモザイクアルゴリズムを適用し、シーンに最適化したディテールを、より鮮明に再現できるようにズーム撮影品質を向上させた。また、スナップドラゴン（Snapdragon®)モバイルプラットフォームのようなフラッグシップアプリケーションプロセッサ（AP）にデジタル信号処理装置（DSP）、グラフィック処理装置（GPU）などの並列演算性能向上に有効なチップを採用することでシナジー効果を創出し、画質を大幅に向上させた。 このような超高解像度イメージセンサーは、メインセンサーとして設計されているため画質を向上させる先端技術が適用されている。このセンサーは最大16個の隣接ピクセルを併合し、低照度画質を向上させるテトラ²（Tetra²）ピクセル機能を活用している。また、HDRと1秒あたりのフレーム数（FPS）でより良いパフォーマンスを提供する。そして、1/1.3インチ～1/1.4インチの大型光学フォーマットにより、従来の望遠センサーに比べてアウトフォーカスが改善された画像を撮影できる。このような強みに基づき、200MPISOCELLイメージセンサーは広角と望遠の間の技術的な障壁を克服し、メインカメラとサブカメラの間で一貫した画質を提供できるのはもちろん、さらにはフラッグシップスマートフォンユーザーに革新的な体験を提供する。 日常生活、特に観光地で、ユーザーは風景全体を撮影するだけでなく、下の画像の建物のように特定の領域を拡大する場合には被写体が遠く離れていると、数歩動くだけで、前の広角で見た画像とは非常に異なる画像が表示されてしまう。従来のスマートフォンカメラの不十分なズーム機能に加え、低解像度望遠センサーの低い画質はユーザーが被写体に近づいて撮影する時の最大の不満である。望遠カメラの超高解像度イメージセンサーが有効な解決策である理由は、ユーザーが同じ場所で希望する角度で周りの環境をより正確かつ色鮮やかに撮影できるからである。

市場のニーズを満たすISOCELLセンサーのラインナップ プレミアムスマートフォンに搭載される広角カメラの光学フォーマットが大型化するにつれ、現在広角カメラ（1/1.3インチ 〜1/1.4インチ）に使われているイメージセンサーも今後、望遠モジュールに統合される可能性がある。ISOCELLHP2及びISOCELLHP3を含むISOCELL200MPセンサーのラインナップは上記の用途に最適である。いずれのセンサーも、画質、オートフォーカス、HDR、FPSの面で、プレミアム広角センサーのニーズを満たす設計となっており、現在、複数のスマートフォンに搭載かつ生産されている。一部異なる部分もあるが、いずれのセンサーも2倍/4倍ロスレスズームと4倍オンチップクロップズーム（on-chip crop zoom）に対応する4倍4ソフトウェアディープラーニングリモザイクアルゴリズムという同じコア機能を備えている。 ISOCELLの200MPセンサーは、すでに従来のデバイスで優秀なズーム機能を提供し、超高解像度の価値を証明している。プレミアムスマートフォンの競争環境において、ハードウェアを超え、差別化されたユーザー体験を提供することに益々フォーカスが当てられている中、ISOCELLの超高解像度センサーは優れたディテールでより向上されたズーム機能を再現するトレンドをリードするソリューションとして、その価値を認められると予想されている。 _{* 製品の特長、構成要素、パフォーマンス、可用性、機能などを含むがこれに限らず、本文書上の製品に関するすべての機能、特徴、仕様及びその他の情報は、予告なく変更されることがあり、当社はこれに対する義務を負いません。 * すべての画像は説明目的で示しているものでり、実際の製品または製品をキャプチャした画像と異なることがあります。すべての画像は、デジタル方式により編集、修正、補正されました。}