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日立レンズレスカメラ開発でレンズなしカメラは新しいスタンダード技術になり得るか?

総合電機メーカーの日立製作所が11月15日、レンズを使用することなく動画を撮影することができるレンズレスカメラ技術の開発を発表しました。

特殊なフィルムとセンサーにより、被写体の画像データを再現する技術で、レンズを使用しないことにより、薄型で軽量のカメラの開発が期待されています。

15日付の同社ニュースリリースによると、レンズなしカメラが登場したことにより、今後のスマートフォン端末やロボット開発などへの展開も想定されており、実用化に向けての注目を集めています。

日立レンズレスカメラの登場は、スマホ開発やロボット開発の新しいスタンダードを生むのか?

新技術・レンズレスカメラの原理とメカニズム、そして実用可能性を探っていきます。



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日立製作所のレンズレスカメラ

このたび、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用いて、動画撮影後に容易にピント調整ができるレンズレスカメラ技術を開発しました。
(引用:日立製作所 11月15日ニュースリリースより)



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レンズなし撮影の原理とメカニズム

レンズの無いカメラの原理はどんなものなのでしょうか?

技術の概要を簡単に説明してしまうと、下記のようなものになります。

  • 特殊フィルムとセンサーによって、被写体を「平面と奥行の情報を持ったデータ」として記録。
  • センサーから、記録されたデータを取得
  • センサーに記録された「モアレ縞」という情報から画像を変換、記録した被写体画像を再現する。

特殊フィルムに印刷された同心円状のパターンにより、フィルムに入射する光線の角度に対応した「モアレ縞」と呼ばれる画像の周期データが発現されます。

このモアレ縞は、デジタル画像の画素解像度と模様の周波数によって生じる、固有周期を持った模様のことを指します。

本来、印刷やグラフィックの分野などでは、デジタル画像の処理上で発生してしまう副産物的なものなのですが、今回のレンズレスカメラの技術では、このモアレ縞が、元の像に対応した固有周期を持っている特性を利用し、フーリエ変換と呼ばれる広く普及した簡単な画像処理で撮影画像を再現するそうです。

どんな場面で活用されるのか?期待される実用化

スマートフォンに代表されるモバイル機器や、デザイン性が求められるロボットなどに搭載されるカメラには、搭載場所の制限を受けることのない薄型軽量化と、高性能化の両立が求められます。
(引用:日立製作所 11月15日ニュースリリースより)

日立製作所がニュースリリースのなかで触れている実用化例の大きなものが、モバイル機器ロボット開発の2点です。

薄型軽量である点と、高性能化の両立を例に挙げて、そうした次世代の開発競争へ応用される技術として今回のレンズレスカメラ技術を位置づけています。

その他にも、各メディアでは、監視カメラ、工業用カメラ、自衛隊などが災害救助で使用するような特殊カメラ、宇宙開発における撮影記録用のカメラなど、すでに様々な分野での応用例が挙げられており、今回の技術開発による実用例は数に限りがありません

スマートフォン端末への応用

日立は、今回開発したカメラ技術を、モバイル機器や車、ロボットを初めとしたあらゆるものへの適用をめざすとともに、IoT(Internet of Things)技術を基盤とした超スマート社会*6の実現に貢献していきます。
(引用:日立製作所 11月15日ニュースリリースより)

ニュースリリースの記述からもわかるように、日立製作所では、今回のレンズレスカメラ技術の応用例として、まず先頭に「モバイル技術」を例に挙げています。

iPhone6世代までに高解像度と高精細画面の路線をとっていたアップルや、海外では主流のAndroid端末など、スマートフォン端末での技術応用は開発時点で想定されていたのではないでしょうか?

国内の反応

Instagram、Facebook、Snapchatなど、モバイル端末による写真撮影をそのサービスの中軸に置くアプリやWebサービスは少なくないことから、今後、こうした薄型軽量カメラの技術の実用化が進めば、世界的な技術シェアを狙うことも可能となります。

日立製作所のレンズなしカメラが、日本が誇るレンズレスカメラ技術となる日も遠くないかもしれません。

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