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人の眼に近づいたEXR

[写真]人の眼に学びながら進化を続けるデジタルカメラ

  • デジタルカメラと人の眼の仕組み
  • 高い解像力をかなえる人の眼の仕組み
  • 高感度で物を捉える人の眼の仕組み
  • ダイナミックレンジを拡大する人の眼の仕組み

デジタルカメラと人の眼の仕組み

まずは人の眼の仕組みを簡単に。眼の場合、見たもの(光)は虹彩で調節され、水晶体を通って網膜に集められます。この水晶体の形状を厚くしたり薄くしたりして屈折率を変えることで、焦点調節を行います。網膜には視細胞があり、色や明暗を判別するとともに、受けた光の強さに応じて電気信号を発生します。電気信号(≒アナログデータ)は視細胞から神経節細胞に伝達される過程で、ノイズの影響を受けにくい周波数変調(≒デジタルデータ)に変換され、視神経を通じて大脳視覚野に送られます。

[図]デジタルカメラと人の眼の仕組み

  • 1水晶体
  • 2網膜
  • 3虹彩

一方、デジタルカメラの場合、被写体(光)は絞りで調節され、レンズを通ってCCDに集められます。焦点調節はレンズ位置を前後させてCCDまでの距離を変えることで行います。CCDは、RGBカラーフィルターによって色を見分け、さらに明暗を判別します。その後、これらのアナログデータはA/D変換によりデジタルデータに変換され、最終的には情報処理の心臓部であるフォトエンジンに送られます。

[図]デジタルカメラと人の眼の仕組み

  • 1レンズ=水晶体
  • 2CCD=網膜
  • 3絞り=虹彩

このように、人の眼とデジタルカメラの仕組みは非常によく似ています。虹彩は絞り、水晶体はレンズ、網膜はCCD、大脳視覚野はフォトエンジンに対応するわけです。しかし、いくらデジタルカメラが高性能になっても脳と連携した眼の仕組みの精巧さ・複雑さには及びません。しかも、その仕組みは現時点では完全に解明されているわけではないのです。デジタルカメラは、今後も人の眼の仕組みを学びながらさらなる進化を続けていくことは間違いありません。

[図]デジタルカメラと人の眼の仕組み

  • 1レンズ
  • 2CCD
  • 3絞り
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