【スマホ】レンズの無いカメラが誕生するかもしれない　レンズが無いのでカメラの出っ張りが消える

次世代の“機械の目”になるか。「レンズのないカメラ」に対する日本発の新しいアプローチ

https://wired.jp/article/mask-based-lensless-imaging/

モニタリングや自動化技術の普及により、さらに需要が高まっているカメラ。

このほど東京工業大学の山口雅浩教授が率いる研究チームが発表した「レンズのないカメラ」の新しいアプローチに関する論文は、わたしたちの身の周りで使われる“機械の目”を一変させる可能性を秘めている。

スマートフォンの爆発的な普及とスマートフォンカメラの高機能化によって、わたしたちはデジタルカメラを持ち運ばなくてもいつでもどこでも写真や動画を撮影し、シェアできるようになった。

しかし、そんなカメラの高機能化の代償のひとつとして加えられたのが、背面に突き出したレンズを守るための醜いバンプ（背面の出っ張っている部分）だ。

複数のレンズを重ねることで画像の歪みや偏りなどの収差は補正できるが、カメラに詰め込むレンズの数が増えれば増えるほど収納スペースが必要となり、スマートフォンは“かさばる”のである。

それならば、レンズなんか取っ払ってしまえばいい──。

次世代イメージセンシングの技術は、進化した機械学習によって補うことができる。こうした発想から東京工業大学の山口雅浩教授率いる研究チームが発表した「レンズレスカメラ」に関する新しいアプローチは、レンズの制約のない近未来の画像取得技術の可能性を見せてくれるものだ。

レンズを用いた従来のカメラは、被写体から発せられた光をレンズシステムを通してセンサー上に集光し、その光を画像として認識して記録する。しかし、より明るくシャープで収差のない画像を得るには、大型化を必要とする複雑なレンズシステムに頼らざるを得なかった。

「レンズレスカメラは、従来のレンズシステムの代わりにイメージセンサーの前に置かれた薄い“マスク”で構成されています」。そう説明するのは、論文の著者のひとりで東京工業大学工学院情報通信系の博士課程にある潘秀曦（ハン・シュウギ）だ。

この特殊なマスクは、ピンホールカメラにヒントを得て開発されたものだ。ピンホールカメラはレンズの代わりに針の先で開けたような小さな穴を開け、そこを通った光が感光材料に像を形成する。

ただし、レンズレス技術に使用するには、ひとつの小さな穴ではそこを通る光量が限られるので、このマスクはランダムに配置された複数の穴の配列として設計されている。

今回のレンズレス技術は、この小さな穴だらけのマスクをセンサー前に置いたものだ。これにより、センサーが測定するのは各ピンホールが形成する像の重ね合わせになる。

こうして被写体を光学的に符号化し、センサー上にとあるパターンを投影するのだ。