DPCMOSの画質向上について

DualPixelCMOSでもノイズのレベルが低い事についてイマイチ理解してなかったんですが、良く考えると当たり前でした、というお話。

画素が2倍になっているのでアンチエイリアスの様な事をしてると考えると、ノイズレベルが下がるのは理論的におかしく無かったんですよね。

まず、なぜ感度を上げるとノイズが出るのかという話ですが、まず信号のばらつきがあり、そこに感度向上による信号の増幅を行うから信号のばらつきの幅が増える事でノイズが出ます。

このため、各画素の信号のばらつきを少なくすればノイズも減るわけです。

画素数が少ない機種では各画素の受光面積が広く、1画素が受ける光子量が面積に応じて平均化されますからそもそものばらつきが少なくなるのでノイズが出にくくなります。

逆に、画素が小さいと光子量のばらつきがそのまま1画素の信号のばらつきに繋がりやすくノイズが目立つ結果になる、ということです。

次に、これを基本としてDPCMOSを考えます。

DPCMOSでは、今までの1画素が2画素となるため画素が小さく、信号にばらつきは出やすくなります。

画素の面積が半分になると同時に回路の面積が増えるために飽和しやすい、若しくは潰れやすいって事ですね。

ただし、DPCMOSでは2画素の信号に演算を行って1画素の結果を出しており、仮に片側の画素にばらつきが出て信号のレベルが上がってももう片側の画素との演算ですくい上げることができるため極端な信号のばらつきは切り捨てられる事になります。

このため最終的な出力では既存のセンサーよりノイズが乗りにくくなるわけです。

言うてみればハードウェアノイズキャンセルしてるって事ですね。

これが正しいとすれば、まあ確かに綺麗になるよね、と。

出力の各画素ではノイズキャンセルやってるわけじゃないというのも真。

まあ最終的な出力が綺麗ならハードウェアノイズキャンセルも悪いわけではないとのスタンスなのですが、カメラオタクの方々はハードウェアノイズキャンセル嫌いな方が多いので、そう考えるとこれはどうなんだろねとも思うのですが。

その分、信号のレベルが下がる事をカバーするためにAD変換なんかの精度は上がっていると思われますので、とんとん、という事じゃないかと。