キヤノン グローバルシャッター 全画素像面位相差AFセンサーの特許

キヤノン イメージセンサーの新特許

グローバルシャッターセンサーの新特許か

キヤノンがイメージセンサーに関する新たな特許を出願していることが明らかになりました。グローバルシャッターを実現しつつ、さらに全画素で像面位相差実現し、縦方向と横方向の位相差センサーを混在する形で配置し、さらに画質の劣化を防止するという技術全部入りの特許となっているようですが、どのような特許なのか詳しく見ていきましょう（当サイトの解釈です）。

この特許は、グローバルシャッター、HDR撮影、そして像面位相差AFという三つの機能を、寄生光感度（PLS）を悪化させずに同時に実現するための新しい画素構造について説明しているようです。従来の方式では、HDR用の複数の電荷保持部や位相差AF用の分割フォトダイオードを画素内に配置すると、どうしても遮光膜に複数の開口を作る必要があり、そこから光が漏れ込んで偽信号が発生し、PLSが悪化するという問題がありました。

PLSとは、本来光を受けてはいけない電荷保持部に光が入り込むことで起きるノイズのことで、特にグローバルシャッター方式では画質に大きく影響してしまいます。

この特許では、画素内に4つある電荷保持部を対角方向に分散して配置し、さらに隣り合う画素同士で同じ種類の電荷保持部が列方向で隣り合うように並べることで、制御線を共通化し、遮光膜の開口を1つにまとめられるようにしているようです。これによって、電荷保持部を受光部から遠ざけつつ、光漏れの経路を最小限に抑えることができ、PLSを悪化させずに複雑な画素機能を成立させることができるとしています。

また、このイメージセンサーでは全ての画素が2つのフォトダイオードを持つ構造になっていて、全画素が像面位相差AFに利用できる点も大きな特徴となっています。さらに、フォトダイオードの分割方向は画素ごとに異なり、水平方向に分割された画素と垂直方向に分割された画素が混在して配置されています。これにより、水平模様の被写体でも垂直模様の被写体でも、どちらの方向の位相差情報も得られるため、AF精度が落ちにくくなります。つまり、このセンサーは「全画素が位相差センサーであり、しかも縦方向・横方向の両方の位相差情報を網羅的に取得できる」という構造になっています。

こうした工夫によって、このイメージセンサーはPLSを抑えながら、グローバルシャッター、HDR、そして全画素像面位相差AFという三つの機能を同時に実現できるようになっています。高速撮影や高ダイナミックレンジ、そして高精度AFを同時に求められる現代の撮像装置にとって、とても実用性の高いアプローチのようですね。

このイメージセンサーが実現すれば、全画素のクロスセンサーではないですが、縦と横方向の位相差センサーを混在する形で配置し、しかも全画素に位相差センサーがあり、さらにグローバルシャッターで、画質も良いカメラが登場する可能性があり期待が高まりますね。

さらにEOS R7 Mark IIの噂を「EOS R7 Mark II 最も高速な読出し速度のセンサー採用との新情報」で詳しくお伝えします。

–J-PlatPat

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