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日立、撮影後にピント調整できる「レンズレスカメラ」技術。モアレ縞を活用
2016年11月15日 12:10
日立は、動画撮影をした後にピント調整ができる「レンズレスカメラ技術」を開発したと発表した。この技術により、「モバイル機器やロボットなどのデザインを損ねることなく、より自由な位置にカメラを設置することが可能」としており、作業支援や、自動運転、人の行動分析など、幅広い用途での活用を目指す。
今回の新技術は、レンズの代わりに同心円パターンを印刷したフィルムを使用。この同心円パターンを重ね合わせることで生じる“モアレ縞(干渉縞)”の原理を利用したもの。
外側ほど間隔が狭くなる同心円パターンのフィルムを画像センサーの直前に置き、入射する光線が作る影に、画像処理内で同じ同心円パターンを重ね合わせると、光線の入射角に対応した間隔のモアレ縞が生じることに着目。このモアレ縞を利用し、フーリエ変換を用いた画像処理で撮影画像を得られる技術を確立した。薄型/軽量のレンズレスカメラながら、画像処理の計算量を、ライトフィールドカメラなどの従来技術に比べて1/300まで削減したという。
さらに、平面情報に加えて奥行き情報も画像センサーに記録できるため、ライトフィールドカメラのような撮影後のピント調整ができるのも特徴。撮影した映像からピントを合わせたい対象物を自由に選択して再生できる。
入射する光線がフィルムを通じて画像センサー上に作る影に重ねる同心円パターンの倍率を変えると 、ピント位置を移動させることができる技術を確立。撮影後に倍率の異なる同心円パターンを重ね合わせて画像処理を行なうと、自由にピントを調整できる。今回の新技術の性能を測定するため、1cm角の画像センサーと、そこから1mm離した位置に同心円パターンのフィルムを配置して実証実験した結果、標準的なノートパソコンで毎秒30フレームで動画撮影できることを確認したという。
今回のカメラ技術は、スマートフォンなどのモバイル機器や車、ロボットなど幅広い分野での活用を目指し、﹁IoT(Internet of Things)技術を基盤とした超スマート社会の実現に貢献していく﹂としている。同技術の詳細は、11月17日～18日に東京工業大学で開催される﹁International Workshop on Image Sensors and Imaging Systems(IWISS16)﹂で発表する予定。