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 ”塩粒”ほどの超小型カメラは、従来のカメラに匹敵する美しいフルカラー画像を撮影できるという。

 米プリンストン大学とワシントン大学の研究グループが開発したこのカメラは、患者への負担が少ない内視鏡や小型ロボットへの応用が主に考えられているそうだが、背面全面がカメラになった、まったく新しいスマホも開発できるかもしれないとのことだ。
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塩粒ほどの大きさの超小型カメラの仕組み

 従来のカメラは、ガラスやプラスチックのレンズで、光線を曲げて焦点を合わせていた。

 一方、『Nature Communications』(2021年11月29日付)で発表された新しい超小型カメラは、「メタサーフェス」という技術を採用している。

 カメラの大きさは幅0.5ミリと荒めの塩つぶほどだが、160万本もの柱のような極小の円柱形のアンテナのようなものが埋め込まれている。

 HIVウイルス程度しかない極小アンテナは、光をキャッチするためのもの。それぞれ形が異なっており、光の「波面」を正確にとらえることができる。

 こうして捕捉した光を、機械学習でトレーニングされたアルゴリズムによって画像化する。これが新型メタサーフェス・カメラの仕組みだ。
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Credit: Princeton University

体積50万倍のレンズカメラと同等の美しさ

 それによって撮影された画像は、メタサーフェス・カメラとしては史上最高の美しさで、なおかつ最大の視野を誇る。

 従来のメタサーフェス・カメラには、画像が大きく歪み、視野が小さく、可視光のスペクトル全体をとらえられないという欠点があった。だが、今回のものでは、それらが克服されている。

 実際に撮影された画像は、端がややぼやけるという欠点があったという。

 だが、それを除けば、体積が50万倍もあるレンズカメラのものと同等の品質だというのだ。

 さらに、これまでのようにレーザー光が必要ということもない。そのため、実験室などの設備が整った場所でなくとも、自然光の下で十分な性能を発揮することができる。
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これまでの小型カメラ(左)は、視野が狭くぼやけた歪んだ画像だった。。ニューラルナノオプティクスと呼ばれる新しい小型カメラ(右)では、従来の複合カメラレンズと同等の鮮明なフルカラー画像と同等の画質を得ることができる。 / image credit:the researchers

コンピューターチップのように製造

 今回のメタサーフェス・カメラの素材は、「窒化ケイ素」がベースになっている。この素材は、半導体の製造プロセスで扱うことができる。

 つまり、メタサーフェス・カメラは、コンピューターチップと同じ感覚で製造することができるのだ。

 おかげで、超小型かつ高性能でありながら、従来のカメラ用レンズよりも低コストで、大量生産することまでできるという。

背面全面がカメラのスマホが登場するかも

 今回の超小型カメラの用途としては、今のところ、患者に与える負担が少ない内視鏡や、積載能力に限りがある小型ロボットなどが主に検討されているようだ。

 だが、スマホの裏にやたらと悪目立ちする3眼カメラを埋め込む代わりに、背面全体を1つの大きなカメラにするといったアイデアも出されている。

 これが実現されれば、今とまったく違うデザインのスマホが登場するかもしれない。

 研究グループは現在、カメラの演算能力向上や、物体検出機能の搭載などに取り組んでいる。その目指す先は、「センサーとしての表面(サーフェス)」だ。

References:Researchers shrink camera to the size of a salt grain - Princeton University School of Engineering and Applied Science / written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. ワクワク

  • 2021年12月04日 08:10
  • ID:g8mfJYve0 #

背面全体がカメラだと枠型のケースしか使えないね〜

2

2. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 08:20
  • ID:gSQiiUFY0 #

いやあ凄いわw
外国技術が実用化されたら日本のメーカーも困るし
何よりカメラと分からず盗撮出来る様になってやばい
中国の盗撮機器が売れまくる

3

3. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 08:27
  • ID:XBQCwNc.0 #

これはすごい!けど悪用される未来も見えるから医療用とかに留めて一般への販売はしないで欲しいな。
女子トイレだの更衣室だのにこんなの仕掛けられたら気付きようがないから盗撮魔にとっては神器になってしまう。

4

4.

  • 2021年12月04日 08:43
  • ID:woNu7mc20 #
5

5. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 08:49
  • ID:UcaA5qbo0 #

医療用の需要を否定する気は無いけど、
そこらじゅうカメラだらけの日常は嫌だ。
そのカメラが目に見えないほど小さいならなおさら。

6

6. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 08:55
  • ID:n7oaUqhd0 #

結局ソフトのほうが優秀なだけじゃね?
AI補正前を見せてほしいところ

7

7. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 08:56
  • ID:5yp1SG4i0 #

「兵器の性能向上目的で売り込めるやん!」という
開発目標が沢山ある国は研究開発に夢があっていいね。
日本は家電売り場や業務用のシェアナンバーワンしか
目標にできないからなんかジワジワとショボくなってきてる。
商品を高性能化しすぎると金持ってるアナログ世代が使いこなせない
というジレンマも抱えていて進化させたいけど客がついてこれない。
戦争を絡めるとイメージ悪いから宇宙開発という大義名分で
研究してるけど宇宙はニーズの絶対数がすくない。
兵器産業が成立してる国は物騒だけどうらやましくもある。

8

8.

  • 2021年12月04日 08:57
  • ID:KAjjOc1D0 #
9

9. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 10:32
  • ID:3.GNyUR.0 #

そのうち肉眼では見えない大きさになりそう

10

10. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 11:18
  • ID:gFy0doLy0 #

こりゃあすごい
イノベーションの香りを感じる
現状のカメラに追いつけるかどうかはわからんが
すでに限定的な用途で実用化できそうだ

11

11. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 11:49
  • ID:3GK0x6SG0 #

ここまで来ると使用方法の規制とか使用者の登録とか犯罪方面への法整備して欲しくなるな…
技術は凄いが積極的に使う人間の事考えると中々怖い

12

12. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 12:00
  • ID:TKT0gaxI0 #

こんな小さいカメラで盗撮されたら気づかない・・・

13

13. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 12:06
  • ID:g9U3d8sM0 #

これ、カメラの全体ではなくてカメラの受光部のことだろ

受光部が小さくなっても、現実のカメラの大きさはほとんど変わらない

増幅器やバッテリーその他部品は別途必要なのだから

14

14. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 12:14
  • ID:3EHjOlm30 #

アンテナを配列させた構造なら
フェーズドアレイレーダーみたいな感じだな
カメラというよりも

15

15. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 12:17
  • ID:k.BvB8OT0 #

昆虫の複眼みたいな仕組みなんだね

16

16. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 14:28
  • ID:037m6jUY0 #

閃いた!

17

17. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 14:33
  • ID:6tpw0q0U0 #

体全面にこれとモニターを貼り付ければ透明人間みたいな迷彩がつくれる。

18

18. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 15:10
  • ID:5qP5kbIt0 #

※16
ひらめくな〜っ!

19

19. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 15:37
  • ID:g9U3d8sM0 #

カメラの受光部のことなら、記事の説明が悪すぎる

ほとんどの人がカメラが小さくなるものと勘違いしているから、的を外れたコメントだらけ

20

20. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 15:44
  • ID:egl9ObW70 #

背面全面カメラwww何の利があるの?
指の写り込み待ったなしw

21

21. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 17:55
  • ID:3s9CNGEq0 #

「カメラモジュール」と訳した方が混乱や誤解が減るのでは
これ単体で撮影や映像の保存ができるわけじゃないでしょ

22

22. 匿名処理班

  • 2021年12月04日 20:08
  • ID:azafunP10 #

悪いことしか浮かばない。
あっ、でも連続撮影とか、飛行機の周りに貼り付けて投影すれば360度の風景てやつ(前に話があったけどコレのほうが)。

23

23. 匿名処理班

  • 2021年12月05日 02:25
  • ID:QZMDgmVb0 #

「荒めの塩つぶほど」とか「HIVウイルス程度」とか、微妙にピンとこないサイズ感の表現が続くなw
荒めの? って専売公社(今は財団法人塩事業センターか)の食卓塩と比べてどれくらいなん?

24

24. 匿名処理班

  • 2021年12月05日 11:47
  • ID:Y.BAmvbL0 #

イメージ画像に誰も突っ込まないのな
0.5ミリってシャーペンの芯の先っちょ程度
画像を見ると2ミリはあるのに

ただ実際シャーペンの先っちょを見ながら思うことは
画素がこのサイズになると何処にカメラがあっても
もはや誰も気付かない社会になってくるということ

25

25.

  • 2021年12月05日 14:33
  • ID:A.tZr5Oc0 #
26

26. 匿名処理班

  • 2021年12月05日 20:33
  • ID:WMpj4Dhx0 #

※6
※10
同じような技術の実用機が「LYTRO ILLUM」とか「K Lens One」。
光をまとめて受像して記録しておいて、後からAI補正でピントとか絞りとか調節して像を作る。
特に「K Lens One」のニュース記事について読めば補正前の画像が見れる。
この記事のは受光素子をどこまで小さくできるかって話やね。

小型で処理できるところにデータを送りさえすれば画像が見れるし、処理する光の波長をどこに合わせるかによって暗視にもなる。
カプセル内視鏡とかの小型化に使うのがいっちゃんイイんだけど、ごく少量の光で受光出来て軽量なら軍事偵察ドローンが有力かな。

27

27. 匿名処理班

  • 2021年12月07日 08:06
  • ID:JCG6N9Jx0 #

※16
おまわりさん、この人です。

28

28. 匿名処理班

  • 2021年12月08日 02:18
  • ID:g4hXjA0g0 #

ヘックショイ!(>ω<)/。・゜゜・

あ、あれ?カメラ飛んで無くし…(´・ω・`)

29

29.

  • 2021年12月08日 21:34
  • ID:vXaj4j.30 #
30

30. 匿名処理班

  • 2021年12月09日 15:43
  • ID:t8klUBEa0 #

背面全部カメラにする必要がどこにある?
カメラレンズが小さくなるからピンホール位のカメラが目立たないスマホなら需要もデザインの多様性もあるだろうけども。

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