日立、薄型軽量と撮影後のピント調整機能を両立するレンズレスカメラ技術を開発

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日立製作所は2016年11月15日、同心円パターンを印刷したフィルムをレンズの代わりに用いるレンズレスカメラ技術を発表した。同技術は動画撮影後のピント調整が可能。その上レンズが不要なため、カメラの薄型軽量化への貢献が期待できる。

撮影後のピント調整が可能なカメラとしては、すでにライトフィールドカメラが開発されている。だが、ライトフィールドカメラは特殊なレンズを要するため、大きく厚みがあるのが難点だ。一方、レンズレスカメラもすでに開発されているが、画像の処理に多くの計算が必要で、性能に課題がある。

そこで日立製作所は、同心円パターンを印刷したフィルムをレンズの代わりに利用し、画像処理の計算量を300分の1まで削減。それにより、薄型軽量と撮影後のピント調整機能を合わせ持つカメラ技術を開発した。

日立製作所のレンズレスカメラ技術では、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の直前に置き、同フィルムに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。すると、光線の入射角に対応した間隔のモアレ縞が生じる。このモアレ縞を利用し、フーリエ変換という広く普及した簡単な画像処理で撮影画像を取得する。

同レンズレスカメラ技術は平面情報に加え、奥行き情報も画像センサに記録可能。そのため、撮影後でも任意のピント位置で動画を再生できる。ピントの位置は、影に重ねる方の同心円パターンの倍率を変えることで調整可能だ。

また、1cm角の画像センサから1mm離れ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ところ、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たという。日立製作所は今回開発のカメラ技術を、モバイル機器、車、ロボットなどへ適用していくとしている。

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