今後スマホのカメラはクロップズームになる？

質問

1200万画素から4800万画素になり、クロップして2倍望遠の効果を出せる様になりました。
となると、今後は更に画素数を増やして、メインカメラ1つで3倍4倍が撮れる様になり、結果的にカメラの数は減る（もしくは据え置き）になるのでしょうか？
超広角や望遠でも同じ事が出来るなら、3つのカメラで12のレンズなんて事もできるのか？
でも、望遠はペリスコープがトレンドですよね。
センサーサイズも大きく出来ない様です。

回答No.3

i-q

一般的には違います。
（pixel、iPhoneなどのスマホ）

＞1200万画素から4800万画素
クロップするためではありません。受光面積を増やすために
やってます。（ノイズ低減）

デジタルズームは１２００万画素からクロップしてます。
ただし、デジカメと違いスマホのカメラはその膨大な処理能力から
１度に複数枚撮影（センサーをずらす、焦点を変える、露出を変える）して、そこから新たな１枚を生成（合成じゃなくて、一部を書き変える感じ）します。

トレンドは物理的なカメラを増やす方向かと、
参照する幅を増やして、上記の操作をレンズを跨いで処理することになるかと（というか既になってます。pixelなら超広角レンズ撮影時は広角レンズの画像も参照して撮影、２つのセンサーの画像を使って撮影）

お礼

>クロップするためではありません。受光面積を増やすためにやってます

その通りなのですが、実質それによって2倍望遠カメラは排除され、メインカメラ4800万画素をクロップがトレンドになっています。

回答No.2

HAL2（@HALTWO）

＞今後は更に画素数を増やして……
＜これって、とてつもなく難しい事なんです。

現在の Digital Camera に用いられている Image Sensor は CMOS Image Sensor と呼ばれ、CMOS という言葉が Image Sensor の意味に誤解されているほどなのですが、CMOS とは Complementary Metal Oxide Semiconductor (相補型酸化金属半導体) という意味であり、現在の PC や Smart Phone その他、殆ど全ての IC Chip は CMOS 構造の IC Chip になっていますので、CMOS だけでは Image Sensor の意味にはなりません。

2000 年代中頃までは Image Sensor の主流は CCD (Charge Coupled Device) と呼ばれる Photo Diode (光電素子) でした。
しかし CCD では出力される電気信号を増幅して Digital Code に変換するまでの過程で Noise を拾い易い事から、1 画素毎の Photo Diode に直接 Amplifier (増幅回路) を集積した Image Sensor に移行するようになりました。
増幅回路は N (ー) MOS 型と P (+) MOS 型を統合 (相補) した CMOS 型ですので、これらは CMOS Image Sensor と呼ばれるようになったわけです。

CMOS Image Sensor の出現により残留 Noise が大幅に低減され、Digital Camera の性能は Film Camera を凌駕するようになったのですが、CCD Image Sensor 時代に始まった「高画素数＝高性能」の風潮が CMOS Image Sensor にも多大な問題を提起するようになってしまいました。

高画素数化は 1 つ 1 つ (1 画素) の Photo Diode を小型化する事ですので、光を電気に変える面積が小さくなれば出力が低下し、元々通電すれば存在する定常 Noise 電圧と最大出力電圧との比が狭まってしまいます。

一方 CMOS IC Chip の原材料は決まっていますので、別の原材料を用いて低 Noise 化する事はできません。

そのため Compact Digi'Came' や Smartphone のような小さな Image Sensor を用いる Camera では予め Image Sensor が温度環境等の変化で変動する Noise Pattern を測定しておいて、出力に Noise Cancel 信号を重ねる事によって Noise 低減を図る技術が導入されています。

この Noise Cancel 技術は大型 Image Sensor を用いる Digital SLR (Single Lens Reflection：一眼レフ) Camera や Mirror-less Camera 等にも用いられていて Image Sensor の ISO 感度を Film Camera 時代には考えられない ISO (ASA) 6400 とか ISO (ASA) 104800 なんて超高感度を実現しているのですが、流石に ISO3200 以下の画像と見比べると暗部が潰れたり明部がザラついたりするのが判るものであり、Noise Cancel 技術の限界が判ってしまうものです。

また広角撮影画の中央部を Crop して望遠撮影画のようにすると、画素数の低下のみならず Lens の適正解像力を下回って画質が劣化する事は撮った画像を PC に取り込んで加工する人達にとっては常に頭を悩ませる問題で、この辺りを Severe に捉える Mania 達はわざわざ大砲のような大型望遠 Lens を用いたりするのです。

大きな Lens と小さな Lens とでは同じ製造精度限界の歪みであっても大きな Lens の方が相対的に歪み率を小さくできますし、大きな Lens はそれだけ多くの光を取り込む事ができますので大型 Lens は小型　Lens よりも遥かに高性能なものになります。

Smartphone の Camera 部は既に Noise Canceller 等の意図的な後処理によって見た目とは異なる人工的な着色画となっており、殆どの User は主対象物の形さえ正しければ多少の色合いの違いや画面周辺部の解像度がどうなろうとも気にしないものですので超高画素化して過度な後処理を経た画を Crop しても望遠 Lens と同じと思ってしまうのでしょうね。

CCD Image Sensor 時代は Noise 対策や Noise から最大出力までの Dynamic Range の狭さを解消する技術が頭打ちになっていて、明部や暗部を圧縮して明暗比が正比例していなかったり、うっすらと白い雲が浮かんでいる青空を全面真っ青に塗りつぶして綺麗な青空にしてしまう Compact Digi'Came' が多々あったものです。

現在の Smartphone の Camera 部は CMOS Image Sensor ですが Image Sensor 自体が Compact Digi'Came' よりも遥かに小さなものですので高画素化すると嘗ての　CCD Image Sensor 型 Compact Digi'Came' と同じ手法で後処理せざるを得なくなります。

それを避けるために高額の Smartphone では Lens も Image Sensor も複数化しているのですが、Single Lens 型の倍以上の値段になっている事からも Camera 部の値段が価格の半分以上を占めるにまで至っており、それならばその価格差でよくできた　Compact Digi'Came' や 1〜2 世代前の中古 Digital SLR Camera (or Mirror-less) Camera の Double Zoom Lens Kit System が買えるのではないかとも思ってしまします。

でも 3 Lens Smartphone 派は人工的な後処理で厚化粧された画でも良いから単一目的にしか使えない重くて嵩張る Digital Camera は持ち歩きたくない派なのでしょうね。

お礼

>また広角撮影画の中央部を Crop して望遠撮影画のようにすると…

出た当初から疑問でしたが、ほぼ誰も指摘しないんですよね。
しかしメーカーは「デジタルズームやトリミング」ではなく、あくまで「クロップ」と呼びたい様です。
あるYouTuberが過去機種の2倍専用レンズ1200万画素と、新機種の2倍クロップ4800万画素（実質1200）の比較をしていましたが、良くなっていると言ってましたね。
動画内では意地悪な拡大検証もしていて、確かに解像感は上でした。
テクノロジーの勝利と認識しています笑

回答No.1

eroero4649

一眼カメラの望遠レンズは、みんなビヨーンと長くなっています。物理的にそうならざるを得ません。
だからスマホカメラにもし望遠レンズをつけるなら、ビヨーンと長くしなきゃいけません。時々スマホカメラ用の望遠レンズが売ってますよね。でもそんなことは現実的に不可能です。
スマホカメラで望遠レンズをつけたところで、35ミリ版換算で80ミリくらいが物理的な限度じゃないかなと思います。