TECHNOLOGIES/X3

世界で唯一のフルカラーキャプチャシステム

イメージセンサーは、デジタル一眼レフカメラ選びにおいて最も重要なファクターです。では、そのイメージセンサーのよしあしを判断する基準は一体何でしょうか。

市場に出回る多くのカメラは、画素数の多寡によって画質の高さを競いあってきました。もちろん、画素数は写真の解像度を決定づける重要な要素のひとつであることは事実です。しかしシグマは、従来のサイズや構造はそのままに、画素数だけを語る「画質」論では、本質的でない議論に終始してしまうと考えてきました。なぜならば、デジタルカメラの画質において、根本的な影響を与えうる要因は、「センサー構造の違い」だからです。

これまでシグマが手掛けてきたすべてのデジタルカメラには、初代からX3ダイレクトイメージセンサーが搭載されてきました。このX3ダイレクトイメージセンサーは、光の波長を、短い方から順に垂直方向に吸収する、というシリコンの特性を活かし、単板式センサーとしては世界で初めて、カラーフィルターを必要とせずに、RGBの3原色が100%揃った、フルカラーキャプチャを実現したイメージセンサーです。

ベイヤー式センサーとの決定的な違い

シグマ以外の、市場で売られているほぼすべてのデジタルカメラのセンサーは、基本的には、それだけでは色を取り込むことができないモノクロームセンサーなのです。それらのセンサーでは、色の情報を取り込めないため、センサーの表面にRGBの3原色をモザイク状に規則的に配置したカラーフィルターを介在させ、水平方向に色を記録しています。

その際、フォトセンシングを行う各フォトダイオードの上には3原色のうちの1色だけのフィルターが配置されているために、1ピクセルで本来の3原色のうちの1色しか取り込むことができず、その他の2つの色情報は切り捨てられているのです。

もちろん、このままでは各ピクセルにはRGBそれぞれ1色ずつの情報しか取りこまれないため、後段の画像処理工程で「デモザイク」と呼ばれる色の補間処理を行い、各ピクセルが失った色を、隣接するピクセルの数値から演算処理を行って、おそらくこの色であろうという推測で、取り込めなかった色を復元させているのです。

この画像処理方法は長い年月をかけて改善され、かなりの程度まで熟成されてきたため、色の補間処理という点では、相当程度、正確に行われるようになってきました。しかし、隣接ピクセルの情報から演算を行っての色の補間は、本来、被写体が持っている、精緻な色やディテールを失うことでもあるのです。

その一方で、現代のカラーフィルムと同様に、RGBの色を垂直方向に取り込むことのできるX3ダイレクトイメージセンサーは、それまで普及してきた、ベイヤー式と呼ばれる一般的なイメージセンサーの構造を知る技術者の間では、常に「将来の夢」として語られてきたほどに、ユニークで、斬新な構造を持つものでした。

ディテールを損ねる後段の画像処理

上記の図にあるような、モザイク状のカラーフィルターアレイを使用している一般的なデジタルカメラでは、前述の「デモザイク」によって、「偽色」と呼ばれる、被写体とは何ら関連のない色が生じることがあります。これは、ある一定以上の細かいもの(高周波成分)を写したときに、RGBのフィルターが規則的に配置された一般的なカラーフィルター(ベイヤー式フィルター)との作用で発生するものです。

この問題を解決するため、ベイヤー式カラーフィルターを採用する一般的なデジタルカメラは、偽色を抑えるために、光学ローパスフィルターと呼ばれる、もう一つのフィルターを、レンズとセンサーの間に配置しています。この光学ローパスフィルターは、撮像レンズで高解像度に結像した像のうち、偽色を発生させる精緻な要素(一定以上の高周波成分)をセンサーの直前でカットする役割を果たすために、偽色の発生は効果的に抑えられますが、その一方では、当然ながら、最終的な画像の解像度を落としてしまうことに繋がっているのです。

X3センサーの原理が生む「感動画質」

シグマのデジタルカメラが生み出す感動的なまでの画質。一般的なデジタルカメラのそれとは一線を画した、X3ダイレクトイメージセンサーだけが作り出す独特の画質感を評して、「感動画質」、あるいは「Fine detail」といった言葉を耳にします。その場の空気感までも写し込んだかのような、臨場感あふれる画質は、先に述べた「色補間を必要としない垂直方式のカラーキャプチャシステム」と、「光学ローパスフィルターを必要としない」という、このセンサーが持つ、原理的特性によってもたらされるものです。

色をにじませ、さらに高周波成分をも切り捨てる他のイメージセンサーでは、シャープネス処理を強めにかけて、全体的なメリハリをつけることで「解像感」を担保しているために、全体として不自然な印象の画像に陥りやすい傾向があります。

それなりの色味は、後からでも調整することができます。しかし、そもそも撮影時点で失われてしまっている光と色の情報のディテールは、後から取り返すことは、決してできません。一般的なデジタルカメラ特有の、エッジが強調された、メリハリはあるけれども、どことなく違和感を与える画像の理由はここにあるのです。

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