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コンパクトデジタルカメラの搭載技術

デジタルカメラはレンズで光を集め、撮像センサーで光を電気信号に変換。さらに映像エンジンで画像データを作り出します。
高画質、高機能、そして手軽さと使い勝手の良さで高い評価を得ているキヤノンのコンパクトデジタルカメラ。そのボディーには、カメラメーカーとして培ってきた光学技術をはじめとする先端技術が高度に統合されています。

2018/12/27技術紹介

光学40倍ズームレンズ

#イメージング技術#物理学

キヤノンのコンパクトデジタルカメラ(※1)は、光学40倍という超高倍率ズームレンズを実現しました。被写体の細部まで描写力豊かに鮮明に描きます。さらに電子式のプログレッシブファインズームを使えば、約80倍まで高い解像感のまま撮影できます。

  • (※1)
    「PowerShot SX720 HS」「PowerShot SX730 HS」「PowerShot SX740 HS」に搭載されています。

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光学40倍ズームレンズでは、Hi-UDレンズ1枚、UDレンズ3枚、非球面レンズ3枚を採用。高倍率と高画質を両立し、かつ、小型化にも成功しています。レンズ収納時に一部のレンズ群を光軸から退避させる「レンズ退避構造」を導入し、ボディーの小型・薄型化を実現しています。さらに、高倍率化を推し進める中絞りISや、鏡筒外径の小型化を可能にする8枚レンズ構成のレンズバリアなど、数々の先進テクノロジーを結集しています。

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① Hi-UDレンズ

低分散領域で高い屈折率を持つ「Hi-UDレンズ」を採用し、高倍率化にもかかわらずレンズ径の増大を抑制しています。

② UDレンズ×3枚

低分散を特徴とする「UDレンズ」を3枚採用し、望遠側の色収差を効果的に低減しています。

③ 非球面レンズ×3枚

ズーム全域にわたって良好な光学性能を得るため、非球面レンズを3枚配置しています。

裏面照射型CMOSセンサー

#イメージング技術#電気工学#物理学#化学

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これまでコンパクトデジタルカメラに多く使われてきたCCDセンサーに比べ、高感度時でもノイズ発生を抑え、暗い場所でもすっきりキレイな写真を実現します。受光面を配線層の上側に配置した裏面照射型構造とすることで集光効率を上げ、高感度を達成します。

映像エンジンDIGIC8

#イメージング技術#電気工学#半導体

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DIGIC 8

カメラのレンズから入ってきた光は、イメージセンサーで電気信号へと変換されます。その信号から自然な色を再現し、豊かな階調を持ち、ノイズの少ない画像データを生成するのが画像処理プロセッサー「DIGIC」(映像エンジン)(※1)です。静止画、動画処理においては、独自のアルゴリズムにより それぞれで最適化処理が行われ、暗いシーンなどにおいても、解像感を保ちながらノイズを低減することが可能です。また、キヤノンの映像エンジン「DIGIC」は、美しい静止画、動画を生成、処理することに加え、オートフォーカス、手振れ補正の評価演算、連写処理、ライブビュー表示を、独自のアーキテクチャーにより、高速処理を可能とした 高性能システムLSI(※2)です。

  • (※1)
    CPUコア部、プログラムを格納するメモリー部、タイマー機能、外部との入出力部が、一つの集積回路につくり込まれたマイクロコンピューター。
  • (※2)
    CPU、メモリー、専用LSIなどで実現していた機能を1個のチップ上に集積した大規模集積回路のこと。システムLSIでは、複数のチップを使用する場合の複雑な配線が不要となるため動作が高速化します。また、1チップのため基板上の専有面積が小さくなり、基板の小型化、機器の小型化も可能となります。

レンズシフト式手ブレ補正機構(IS)付き超小型レンズユニット

#イメージング技術#機械工学#電気工学

デジタルカメラには、手ブレを補正するためにさまざまな技術が使われています。キヤノンは1980年代から開発を進め、性能を向上させてきた「レンズシフト式手ブレ補正機構(IS)(※4)」をコンパクトデジタルカメラにも搭載しています。これは、カメラ内部のジャイロセンサーが検出した情報を受けて、ブレ量を解析し、手ブレの影響を打ち消す方向へレンズユニット内の補正系レンズを動かすというしくみです。

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ベアリングボールによる低摩擦の転動支持のため、応答性が高いシフトレンズのボール支持方式

キヤノンのコンパクトデジタルカメラでは、カメラ本体の小型化と高い描写力を両立させるために、多くの製品に「UAレンズ(※5)」を含んだレンズユニットを使用しています。この超小型で精密なユニットにも、キヤノン独自の手ブレ補正技術を搭載。補正系レンズの駆動には、「ボール支持方式」を採用しています。ベアリングボールを使った転動機構は低摩擦という特性があります。高精度の制御回路との相互作用によって、滑らかで正確な動作と優れた応答性を実現しています。

  • (※4)手ブレ補正機構(IS:Image Stabilizer)
    手ブレ補正の方式には、ほかにイメージセンサーシフト式や電子式があります。レンズシフト式による手ブレ補正は補正範囲が広く、画質がほとんど劣化しないというメリットがあります。
  • (※5)UAレンズ(Ultra high refractive index Aspherical lens)
    超高屈折率ガラスモールド(GMo)非球面レンズ。ほかにも光学特性の異なるさまざまなレンズを最適に組み合わせることで、キヤノンレンズならではのシャープで抜けのよい描写を可能としています。

フェイスキャッチテクノロジー/モーションキャッチテクノロジー/シーンキャッチテクノロジー

#イメージング技術#AI#電気工学#情報工学

キヤノンのコンパクトデジタルカメラには、さまざまな被写体、動き、シーンにおいてオートで最適な設定がされ、簡単にきれいな写真が撮れるように、多くの技術が搭載されています。

「フェイスキャッチテクノロジー」は、人間の顔の特徴をもとにした顔検出アルゴリズムとキヤノン独自の映像処理技術「iSAPSテクノロジー」を組み合わせることによって、画面内にいる人物の顔を自動的に高速で認識して、ピントや露出を最適に制御します。最大で35人の顔が検出でき、最大で9人までの検出枠を液晶モニターに表示します。

「モーションキャッチテクノロジー」は、被写体の動きに対応。被写体の動きの有無、動きの速さや方向を即座に検知し、最適なISO感度・シャッター速度・F値(絞り値)を選択して、被写体ブレの影響を可能な限り抑えます。

「シーンキャッチテクノロジー」は、撮影シーンを自動判別。被写体の明るさとコントラスト、被写体までの距離、画面全体の色合いなどを総合的にとらえ、最適な撮影設定を行います。

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シーンキャッチテクノロジーの概要

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