Foveon X3

Foveon X3：デジタルカメラ用撮像素子の新たな可能性

Foveon X3は、アメリカのFoveon社（株式会社シグマの子会社）によって設計されたデジタルカメラ用の撮像素子です。製造はアメリカのナショナルセミコンダクターや韓国の東部電子が行っています。この撮像素子は、従来のCMOSイメージセンサとは異なる独自の構造を持ち、特に画像の色再現に優れた特性を発揮します。

概要

Foveon X3は、光の三原色である赤（R）、緑（G）、青（B）の性質を活用して、シリコンの厚み方向に重ねた3層構造のフォトダイオードを配置しています。この配置により、異なる波長の光が各層に効果的に届き、同一位置で異なる色の情報を取得することが可能となります。

最上層のセンサは、すべての光の強さを検知することができ、続く中間層では青の光が遮断され、赤と緑の強さを感知します。最下層では、赤色光のみを感知しています。このように、3層のデータを組み合わせて、色情報を正確に処理することができるのです。

特徴

一般のデジタルカメラでは、ベイヤーフィルターを使用しており、各ピクセルが1色の情報を取り込んだ後、他の色を推測する方法を用いています。一方、Foveon X3では、単板でありながら三原色をそのまま取得できるため、偽色の発生を避けることができます。しかし、シリコンの透過特性により色分離が完全とは言えず、正確な色再現に課題を抱えています。また、画像処理は専用の設計が必要です。

低照度下での性能

Foveon X3は、低照度下でも高い集光力を持っていますが、モザイク撮像素子と比べると、それぞれの層が特定の色にのみ反応しないため、色ノイズが発生しやすい特徴があります。そのため、RAWデータ内の色情報を積極的にマトリクス化して、標準的な色空間データを生成する必要があります。

Foveon X3を搭載したデジタルカメラ

Foveon X3は、SD9やSD10などのデジタルカメラに搭載されており、これらのカメラではRAW画像を専用に処理する機能がありますが、その他のカメラはJPEGフォーマットにも対応しています。Foveonの特性により、ベイヤー型センサの1画素で3つの色の情報を生成することが可能なため、ピクセル数は3倍に表示されることがあります。

たとえば、SD9では2268×1512の画像を生成しますが、これに基づいた総画素数は約1030万画素として表示されます。最新の第4世代品「Quattro」では、各層の構造が見直されており、上層の画素数が増えています。

このように、Foveon X3はデジタルカメラ業界に新たな視点を提供し、色彩表現の幅を広げる重要な技術といえるでしょう。

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