キヤノン イメージセンサーの特許
【課題】所望の特性を備えた画像の生成と焦点検出の両方を高速に行うことが可能な光電変換装置が求められていた。
【解決手段】画素から出力線により伝達されるアナログ信号が、Ａ／Ｄ変換部が有するＡ／Ｄ変換回路のいずれに入力されるかを切り替える切り替え部を有し、切り替え部は第３出力線で伝達されるアナログ信号を、第１出力線で伝達されるアナログ信号とともに第１のＡ／Ｄ変換回路に入力するか、または第３のＡ／Ｄ変換回路に入力するか、を切り替えることが可能である。切り替え部が、第３出力線で伝達されるアナログ信号を第１出力線で伝達されるアナログ信号とともに第１のＡ／Ｄ変換回路に入力している期間において、第３のＡ／Ｄ変換回路の消費電力は、第１のＡ／Ｄ変換回路の消費電力および第２のＡ／Ｄ変換回路の消費電力のいずれよりも小さい光電変換装置である。
低消費電力、高速読出しを可能とする特許か
キヤノンが新しいイメージセンサーの特許を出願していることが明らかになりました。どのような特許となっているのか見ていきましょう（当サイトの解釈です）。
この特許の内容を見る限り、これはいわゆるデュアルピクセル構造の像面位相差AFセンサーを、より効率よく動かすための読み出し方式に関するもののようです。
One Point!：デュアルピクセルAFって？
1画素の中に左右2つのフォトダイオードが入っていて、その“視差”を使ってピント位置を判断する方式だよ。 情報量が多いぶんAFが滑らかで迷いにくく、特に動画や動体撮影で強いのが特徴なんだ。
デュアルピクセルCMOS AFでは、1画素の中に左右2つのフォトダイオードを持ち、これを使って位相差AFを行います。ただし、そのまま左右を別々に読み出すと、通常の画素に比べて読み出しデータ量が2倍になり、速度や消費電力の面で不利になります。
One Point!：像面位相差AFって？
センサー上の専用画素で左右の像のズレを読み取り、ピントの方向と量を一気に判断するAF方式だよ。 コントラストAFより速くて、動く被写体にも強いから、ミラーレスのAF性能を支える重要な技術なんだ。
そこでこの特許では、通常撮影時には左右の信号をアナログ的に合成して1画素として読み出し、AFが必要なときだけ左右を分離して読み出す構成が提案されているようです。つまり、普段の撮影では通常の画素と同じ感覚で高速に読み出し、ピント合わせのときだけ位相差用のデータを取り出す、という使い分けができるようです。
One Point!：アナログ合成読み出しって？
左右の信号をデジタル化する前に“アナログで合成”して、1画素として読み出す方式だよ。 普段は通常画素と同じ扱いで高速・省電力に動けて、AFが必要なときだけ左右を分けて使えるのがポイントなんだ。
さらに特許を読むと、通常の画像読み出しとは別に、位相差データだけを連続して読み出すモードも想定されているようです。これにより、フル解像度の画像を毎回出力しなくても、AF専用の高速スキャンが可能になり、動画撮影時の追従AFなどにも有利になると考えられます。
一般的な像面位相差AFでは、画像読み出しと同時に位相差情報も取得する方式が多いですが、この特許の構成では、画像データとAFデータを時間的に分離して出力できる点が特徴といえそうです。これにより、不要なときはAF用の読み出しを止めて消費電力を抑えたり、逆にAFが重要な場面ではAF専用で高速に動作させたりと、柔軟な制御が可能になります。
特許情報ベースの話ですが、こうした構成を見ると、今後のカメラ用センサーは単に高画素化するだけでなく、AFや動画用途に最適化されたイメージセンサーとして登場する可能性があるようですね。
さらにキヤノンの新レンズの噂を「キヤノン 年内に4本の本格的プロレンズを発売との噂 300mm f/2.8登場する!?」で詳しくお伝えします。
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