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【極小画素CCD】の正体への招待

1 :名無CCDさん@画素いっぱい:02/12/09 22:34 ID:4ZZbMr4K
1/2.7型CCDが200万画素から300万画素へと画素数がUPし、解像度もチャートによる測定では約800本から約1000へとグレードアップした。
1/1.8型も400万画素から500万画素へと画素数がUP。
しかし、人の肌のような低コントラストの被写体では、なぜか描写がいまいちなものが多い。

200万画素CCDは1/2.7型から1/3.2型へとシフトし、コンパクトデジ用CCDの画素ピッチは3ミクロン以下が普通となる時代に突入しつつある。
そこで、極小画素CCDの正体を暴こうというスレを立ててみた。


215 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 03:52 ID:8UjayxVD
EX-Z80出たら買うぞ。

216 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 07:40 ID:2AK/eBEt
更にもう一点批判させてもらおうか。

> コンシューマ向けデジカメに「大サイズのCCDを使う」とか「出力特性の優れたCCDを新設計する」
> …なんてのは、「誰でも思い付くコストを無視した最も安易な高画質化手法」とも言えます。
> 極論ですが、製品コストを無視してチップサイズの大きなCCDを使うのなら、
> バカでも高画質化は可能…と言ったら言い過ぎでしょうか?

言い過ぎ以前に視点が歪んでる。それを理解させるために、正反対の方向から述べてやろう↓

コンシューマ向けデジカメに「小サイズのCCDを使う」とか「コスト特性の優れたCCDを新設計する」
…なんてのは、「誰でも思いつく画質を無視した最も安易なコストダウン手法」とも言えます。
極論ですが、画質を無視してチップサイズの小さいCCDを使うなら、
バカでもコストダウンは可能…と言ったら言い過ぎでしょうか?

IXY Digital 400程度のサイズなら1/1.8型が余裕で収まるのに、何故わざわざ小さくするのやら。
技術の進歩は何のためにあるのかね〜?

217 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 12:12 ID:lekstPXH
>207のリンク先の筆者は、
>例えばある機種が1/2.7インチで200万画素のCCDを採用していたとします。
>これを同じチップサイズの300万画素CCDに置き換えた場合、「画素数(解像度)が
>アップすることによる画質向上のメリット」と、「画素ピッチが小さくなったことによる
>ノイズの増加やダイナミックレンジの低下のデメリット」とを比較して、メリットがデメ
>リットを上回れば、それはそれでよいのではありませんか?

と言った後に、

>90%以上の一般デジカメユーザーにとっては、画素数アップによる高画質実現の
>メリットを上回るものではないと思います。

と結んでいるが、果たして本当にそうだろうか?

さらに、この書き方で気になるのが、画素数(解像度)のアップについて「画質向上」のメリット、
と言ってるのに対し、画素ピッチが小さくなることに関しては「ノイズの増加やダイナミックレンジの低下」
という言い方にとどめており「画質の低下」とは決して言わない。
このように自分の主張に有利になるように印象付けるのがありありと感じられる。
「画素数アップによる高画質実現」ってまるで画素数アップによって高画質が約束されているみたいな表現じゃないか?

以下のように書き直すと分かりやすい。

>これを同じチップサイズの300万画素CCDに置き換えた場合、「画素数が
>アップすることによる解像度のアップのメリット」と、「画素ピッチが小さくなったことによって
>ノイズの増加やダイナミックレンジの低下による画質の低下」のデメリットとを比較して、デメリットがメ
>リットを上回れば、高画素化はやめたほうがよいのではありませんか?
>90%以上の一般デジカメユーザーにとっては、画素数アップによるノイズの増加とダイナミックレンジの低下は
>メリットを上回るものではないと思います。



218 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 13:13 ID:8TsPNwqY
ノイズやダイナミックレンジより感度のほうが深刻だ。
銀塩でISO50のフィルムなんて素人が使うか?


219 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 13:42 ID:dPe2iSB4
>ノイズやダイナミックレンジより感度のほうが深刻だ。

これらはほとんど同義だろ。要はISO400とか800で使った場合のノイズレベルが
問題なわけで、それってダイナミックレンジとニアリーイコールだし。

220 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 14:01 ID:dPe2iSB4
追記。

仮に「基礎感度がISO400でISO400での暗部ノイズはまったく問題にならないけど
やたらと白トビしやすいカメラ」なんてのがもしあったら感度≠ダイナミックレンジだけど。

221 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 14:54 ID:NKnXzfKI
レンジの方はフィルタや画像処理で工夫できるけど、感度は限界あります。

222 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 17:38 ID:toTAX+pA
>>216
すごいぞ!それを本人に送りつけてやりたいくらいだ。
>バカでも高画質化は可能
実際高画質になることはうれしいのだがw
それに、電気系の技術はもう頭打ちした感じがあるのに、
そんな小さなCCDから得る粗悪な情報をどうやって
高画質にすればいいのかと小一時間。

>>219
CCDが小さいとレンズの荒などがでやすいだろ?
ISO400ってのは「ノイズ増幅」といっていいくらいなんだから、
ISO400をまともに使うのはつまりCCD自体を大きくしてやらないといけない。

あと、感度=ダイナミックレンジって何?一緒じゃないだろ。



223 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 18:18 ID:8TsPNwqY
>あと、感度=ダイナミックレンジって何?一緒じゃないだろ。

デジカメの感度は電気的な増幅によって上げられるので、一定のダイナミックレンジが確保できる感度が実用上の上限になるのですよ。


224 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 19:14 ID:TtTxbljP
結局、MZ3が最強!!


225 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 20:55 ID:PCaSdHBE
ちいさくてもノイズの少ないCCDを作ればいいじゃないか

226 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/06 21:13 ID:8TsPNwqY
レンズの問題は?


227 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 03:22 ID:CDZf83Jw
>>225
それができれば苦労しない。


228 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 08:35 ID:V24/t58J
だね。小さくすればするほど絶縁抵抗の問題が出る。
抵抗値無限大の物質があればどんなに細かい回路にしても
隣の電流が漏れてきてノイズになる事はないが、そんな物質は無い。
CPU業界で漏れ電流が大問題になっている事からも明白な通り
限度を超えた微細さはとんでもない弊害をもたらす。
それに電流のON/OFFによる磁界変動が誘導起電力を巻き起こし
隣接した電線に電荷を発生させる問題もある。
こんな状況だと、弱い光が発生させる弱い電気信号が他のノイズに飲み込まれる
事は想像に難くないよね?

これらは絶対に回避不能の物理法則で、対策するにはそういうノイズ成分を
無視できる程度に抑え込むための十分な信号電流&十分な厚さの絶縁被膜が
必要不可欠。つまり一定以上の画素サイズと回路サイズがなけりゃならない。
今はまだノイズリダクション技術で誤魔化せる範囲内だが
(それでも明暗差が出ると呆気なく破綻するし暗くなると増感ノイズを隠せない)
このまま進めば行き着く所は
「写ルンですの方が綺麗に撮れます」
だよ。ってか、既にルミナリエとか撮るには写ルンですに負けてる気もする……。

229 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 21:28 ID:1yWmfr2H
冷たくして超伝導状態にすれば・・・

230 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 21:58 ID:gVZMU9gI
229のいうように超伝導にすればたしかにノイズは減らせるが、ゼロにするなら絶対零度にするしかない。
でもフツーの人が使うデジカメではコスト上無理。

冷やすといっても常温=300Kとして150Kまでに冷やすとしても摂氏にすると零下127℃なので
コスト上無理。

微細化したCCDにすることでSN比が下がるのを補うには受光素子から出た信号を差動入力(平衡入力)で受けて増幅するようにしないと性能向上できない。
電流のON/OFFによる磁界変動による起電力は平衡増幅でキャンセル可能。実際にオーディオ用A/D変換で実用化されている。
CCDの端子数は増えるが。

おまけに日本の技術者は平衡入出力の増幅回路はそんなに得意でないし。







231 :名無しさん脚:04/03/07 21:59 ID:MXD4YU5V
デジカメが凍結。
手から取れなくなる。

232 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 22:04 ID:gVZMU9gI
そうならないようにするには、分厚い断熱材を入れないといけないのでNG。

だいいち冷やしてノイズを半減させるとしてもマイナス127℃以下にしないといけない。
考えるだけ意味無し。


233 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 22:08 ID:CDZf83Jw
デジカメを冷やして使う人がいるスレはここでつか?


234 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 22:13 ID:1yWmfr2H
半分冗談で書いたんですいません。
でも天体望遠鏡なんかでは冷却CCDが使われてるって聞いたことあります。

235 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 22:19 ID:gVZMU9gI
そのはなしはよくきくねー。
CCDなどの撮像デバイスは、長時間露光でノイズが増えるから少しでも冷やしてノイズを減らしたいんじゃないかなー。


236 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 22:28 ID:4h2HRFxN
<専門知識のない素人の疑問>
メーカーが、コストダウンのためにより小さい撮像素子を採用して
「以前と『同じ』S/N比を確保しました。」なんて得意気にアナウンスしているのは
どうなんですか?
画質の「向上」ってのはまるっきり頭にないんですか?

237 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/07 22:38 ID:gVZMU9gI
まるっきりとはいわないにしてもあまり頭にないかもね。

いままでと同性能で小型で安いモノ>>今までよりも高画質
の考えになりつつあるし、画質をいうならレンズ交換一眼にというスタンスが強くなりつつあるし。

だた今までよりも小さい撮像素子を使うことで。
いままでよりも明るくて、高倍率で、小さいレンズを作りやすくなっているから一概にダメとはいえない。
例えば35mmフルサイズで70−200mmF2.8に対して小さいCCDなら7−20mmF2というレンズ(35mm換算で70−200mm)になった場合は相当軽くなる。


238 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/08 00:49 ID:bgDmwB/P
>>236
つまり「1/2.7CCDのノイズ問題を解決したから、この安物CCDを買ってくれ」
とでもいいたいんだと思うよ。


239 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/08 01:04 ID:+oTVAYCq
>233,234
漏れの*istDは、冷却改造。つーか、天文誌見れば分かるように、
天文屋ではCCDは冷却して使うのが常識。漏れのは単純なペルチェ
空冷+結露・霜防止空調に過ぎないが、プロの天文台では
液体窒素冷却だ。-70℃付近まで冷やせば、NRしなくてもノイズは
皆無だそうだ。超電導までは必要無い。(液体窒素を保管する
タワーを建てる必要は有るが)

極小低感度CCDもセンスアンプのゲインを上げれは、ISO感度を
上げることは可能だが、同時にノイズも増幅されるのでS/N比は
改善されない。アンプの発熱分、かえって悪化する。まあ、銀塩
ISO50のフィルムをISO800に増感現像するようなものだ。


240 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/08 01:26 ID:AmXHWd3t
確かにコストは重要だけど
別に20万や30万するコンパクトがあっても
値段なりの写りなら買うやつはいると思う。

241 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/08 01:29 ID:CWFMaqRl
>このまま進めば行き着く所は写ルンですの方が綺麗に撮れます」だよ。ってか、

写るんですはダイナミックレンジの広いネガフィルムのおかげで成り立つ
商品ですもんね。露出多少外そうが至近距離でストロボ使いまくろうが
後で調整出来る範囲で何とかできる。高画素でもダイナミックレンジの狭い
カメラの方がある意味マニア向け

242 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/08 01:39 ID:M3CkVyDK
東北大学と三洋電機が研究している次世代CCD製法に、
極低損傷プラズマエッチング技術というのがある。
去年の6月のデジカメ ニュース スレにも出ていた。

これは、パルス変調プラズマエッチングで加工することにより、
製造したCCDの暗電流を劇的に低減させる加工法らしい。

これが実用化すると、CCD暗電流が1/10になるため、アンプのゲインを10倍に出来る。
つまり、同サイズ・同感度で10倍画素密度のCCDや、暗い場所でもノイズの少ない
高感度のCCDが作れる可能性があるわけです。

画素数馬鹿でなくても実用化への期待が高まりますな。

243 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/08 01:40 ID:HZ0g++Tf
一眼500万画素と一体型800万画素のどっちが多く売れるかによって
これからの方向が決まってくるんじゃないのかな?
コンパクトだって200万〜500万画素まで選ぶ範囲があるのは悪くない。

244 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/08 01:41 ID:SSt35ejm
アフガニスタンに義足を
http://www.gisoku.com/

245 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/08 22:31 ID:5LEtjg/L
>>242
確実なのは、極低損傷プラズマエッチング技術のおかげで素子にかかるストレスや欠陥が減ることで今までよりの低ノイズが期待できること。


246 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/08 22:35 ID:5LEtjg/L
>>240
せいぜいライカM6を買う人ぐらいに少ないのでは。


247 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/09 06:34 ID:L18tYyZf
しかしそういう(ある意味馬鹿な)人を増やす努力をしないと
不毛なコストダウンと薄利多売戦争の果てに
ケータイデジカメに客をみんな持って行かれる罠。
20万級の物を買う人がそうそう増えるとは思わないが、
そういう世界があるとそっちにあこがれて、及ばないまでも
7〜8万ぐらいの物に手を出そうと思う人だって増えるしね。

ちなみにクオリアは論外ね。金かける所を完全に間違えてる

248 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/09 15:02 ID:WCSlx8ZO
極低損傷プラズマエッチングを使って携帯電話用のCCDを作るらしいよ。
感度が高いから、暗くて安いレンズが使える。照明用LEDも弱光で良い。
そのため、カメラユニットの小型化・廉価化が進み、大量の需要が期待できる。
もちろん、プログレの電子シャッターだから、明るい所でも問題ない。

つうわけで、携帯電話はさらに高機能「写るんです」化が進み、
デジカメのエントリー機を脅かす存在となる。
最新技術は、新分野(この場合はカメラ付き携帯)に優先して利益をもたらす…の構図

249 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/09 16:04 ID:LdCqxVn9
感度やダイナミックレンジって言うが、問題は分解能じゃないのか?
分解能=ヒステリシス

折れが思うに、同じ400万画素でも、階調の違いの主な原因はここでは無いかと。
小さいCCDほど荒いような気がする。

250 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/09 19:52 ID:tYNObmPp
サンヨーが携帯用のメカニカルシャッター開発したらしいね

251 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/09 20:55 ID:NSwTgJet
三菱の人口網膜ってどうなったの

252 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/09 22:33 ID:beMmMArT
>>247
よくぞ言ってくれました。サンクス。



253 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/14 11:14 ID:VbD2f1YZ
>>237
センサーを小さくしてレンズを明るくすると何がうれしい?
ボケもシャッタースピードもセンサーが小さくなることで相殺されてしまうぞ。


254 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/14 21:41 ID:V2nTVYkG
レンズに許される製造公差は、小さくなるな。

255 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/16 06:40 ID:MxncNxTT
常温超伝導ができれば解決だな

256 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/17 20:53 ID:FnrXfHkc
それが出来たらノーベル賞ものだろう

257 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/17 21:04 ID:LTXtboAV
ノーベル賞どころじゃねえよ

258 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/17 21:42 ID:zOYWtPY7
>>233
冷却CCD、こちらです
http://review.ascii24.com/db/review/ce/digicam/2001/08/19/628835-000.html

259 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/18 03:42 ID:+W35EciC
>デジカメが凍結。手から取れなくなる。
>マイナス127℃以下

デジカメをマイナス127℃にするように聞こえます・・。



260 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/20 03:36 ID:dYmsS5Cn
冷却CCD(・∀・)ヒエヒエー

261 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/21 19:48 ID:04NaPG7Q
>>259
ノイズを半減させるにはそこまでせんと..


262 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/21 19:55 ID:JMOXexrZ
asahiパソコンで文月さん復活ですね!

263 :名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/21 20:05 ID:eDhTBQpW
おお、それは楽しみ。特にasahiパソコンという一般向け雑誌なあたりに。
めっちゃ極端な論調が賛否両論巻き起こすのが見てて楽しかったけど
あの(使いようで薬にもなる)毒が消えてない事を祈る

264 ::名無CCDさん@画素いっぱい:04/03/21 21:07 ID:Dp5BBGTL
いや、あの論調はそのままでいいけど、もっと別の使い勝手も考慮して
一筆加えてくれればベストと思う
FZ1のレビューなんかは一般レベルで見ても良いと思った

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