カラーフィルターアレイとは？

カラーフィルターアレイは、デジタルカメラのピクセルセンサーにインストールされている小さなカラーフィルターのグループです。 これらのセンサーは、低強度の光、または色波長特異性のない光を検出できないため、光を異なる色に分離することはできません。 カメラは、光の波長を検出してカラー写真を作成するために、カラーフィルターアレイを備えたセンサーを使用します。

デジタルカメラは、ピクセルセンサーと呼ばれる長方形のアレイの光センサーを使用します。 ピクセルセンサーには、フォトサイトキャビティまたはフォトダイオードと呼ばれるものが含まれています。 カメラのシャッターボタンを押すと、フォトンと呼ばれる光の粒子がフォトサイトに入ります。

フォトサイトはモノクロです。つまり、白黒のみを検出できます。 それ自体では、フォトサイトアレイは、各フォトサイトキャビティが露光中に拾った色の量を決定できません。 カラー写真を作成するには、フォトサイトの上に緑、赤、または青のカラーフィルターを配置します。 これらのカラーフィルターは、同じ色の光のみをフォトサイトキャビティに入れます。

デジタルカメラで使用されるカラーフィルター配列の一般的なタイプの1つは、Bayerカラーフィルター配列です。 Bayerカラーフィルターアレイは、カメラの各フォトサイトに取り付けられた交互の赤、青、緑のフィルターの行で構成されるグリッドまたはモザイクパターンです。 モザイクパターンには、赤または青のフィルターの2倍の緑のフィルターがあります。 これは、人間の目が緑色をすぐに拾うか、赤や青の光よりも緑に敏感だからです。

モザイクパターンは、デジタルカメラに格納されているプログラムとデモザイキングアルゴリズムによって変換されます。 デモザイクアルゴリズムは、フォトサイトの各カラーフィルターによって取得されたデータを取得し、隣接するピクセルの色を組み合わせてカラー画像を作成します。 このプロセスにより、高解像度の画像が作成されます。または、歪みや「ノイズ」のない鮮明で鮮明な画像が作成されます。

他のタイプのカラーフィルターアレイ構成には、赤、緑、青、白（RGBW）センサーマトリックスおよびシアン、黄、緑、マゼンタ（CYGM）センサーマトリックスが含まれます。 RGBWセンサーには、フォトサイトがあらゆる色の光に応答できるようにする白色または透明の光フィルターがあります。 CYGMセンサーは、赤と緑を混ぜて黄色になるなど、2つの原色が混ざったときに作られる二次色を使用します。 このタイプのカラーフィルターアレイを使用すると、カメラでより多くの色の光または入射光を検出でき、多くの場合鮮明な写真が得られます。