「デジタルなカメラ」のしくみ ～ ISとISPとAPと ～

画像を電子データで扱う「デジタルなカメラ」は、幅広いアプリケーション（用途）で世の中に広がり続けています。デジタルカメラやデジタル一眼レフカメラといった民生用は、皆さんもよくご存じかと思います。それ以外にも、産業用、防犯/監視用、車載用、医療用、そしてスマホなどのモバイル用といった分野にも広がっています。

アプリケーション例：
コンパクトデジタルカメラ、ウェブカメラ、ワイヤレス防犯カメラ、車載フロントカメラ、X線カメラ、距離画像カメラ、サーマルカメラ、タブレット
 
本稿では、この「デジタルなカメラ」の、主に電子系の基本構造を説明します。その中で、半導体設計やソフトウエア設計を基幹事業とする当社の、「デジタルなカメラ」との関わりもご紹介します。
 
※カメラの使い方をここではアプリケーションとします。

1. レンズやフィルターやシャッターといった光学系を通して取り込まれた光を、イメージセンサー（IS）で電子画像に変換します。
2. イメージシグナルプロセッサ（[ISP）は、イメージセンサーから受け取った電子画像に、イメージセンサーに固有な補正や調整を行います。
3. アプリケーションプロセッサ（AP）は、ISPから受け取った電子画像に、用途（アプリケーション）に沿った処理を施します。処理したデータは、アプリケーションに合わせて外部へ出力します。画像データとしてSDカード等へ保存したり、電子データとしてUSBなどのインターフェースへ出力したり、などです。

一昔前のフィルムカメラと比較して、メカの要素が少なく、多くは光学系と電子系でできていることが特徴です。
 

• 日本が得意とするメカの技術が少ないということは、部品を買ってくれば、どこでも作れる製品であることを意味しています。ビデオテープからHDDレコーダーへの進化と同じ類いです。
• 光学系（メカ系）シャッターは、ミラーレス一眼カメラなどの一部の「デジタルなカメラ」に使われています。スマホやタブレットなどには使われていません。

ISPは、イメージセンサーから受け取った電子画像に対して、次のようなレンズなど光学系の補正処理や、イメージセンサーに固有な特性の補正や調整を、デジタルで処理します。

カメラ機能以外では、無線、通信系ベースバンド機能、電源制御、バッテリー制御などがあります。

ISとISPをひとつの専用ICにする。サイズを小さくしてコストを下げる。
アプリケーション例：スマホ/タブレット