米国特許商標庁は火曜日、Lytroライトフィールドカメラのように、マイクロレンズアダプターを使用して最初の撮影後に画像の再フォーカスを可能にするカメラシステムの特許をAppleに付与した。
Appleの米国特許番号8,593,564「再焦点調節可能な撮像モードアダプタを備えたデジタルカメラ」は、ユーザーが特定の解像度で写真を撮影し、撮影後にその画像に再焦点を合わせることができる方法を説明しています。また、この特許では、iPhoneのようなポータブルデバイスにもこのようなシステムが組み込まれていることが言及されています。
この特許は、プレノプティックカメラ（別名「ライトフィールドカメラ」）について記述しており、おそらく最も有名なコンシューマー向けライトフィールドカメラであるLytroに見られるような固定された一体型コンポーネントではなく、アダプタ形状のマイクロレンズアレイを使用しています。スタンフォード大学コンピュータサイエンス大学院生のRen Ng氏によって設立されたLytro Inc.は、ハードウェアラインナップが限られているにもかかわらず、有力投資家から資金を調達しています。故Appleの共同創業者スティーブ・ジョブズ氏がこの技術に興味を示したことは有名で、上場前にNg氏をカリフォルニア州パロアルトの自宅に招き、カメラの実演を行ったと伝えられています。
実際、Apple の特許では Ng 氏の発明を先行技術として引用しているが、画質と解像度に関しては改善の余地があると指摘している。
Lytroライトフィールドカメラ。| 出典: Lytro
ライトフィールド技術は、CMOSセンサーまたはCCDセンサーの前に配置されたいわゆるマイクロレンズを使用し、これらが一体となって「光線センサー」を形成し、位置と角度の関数として光の強度を捉えることができます。マイクロレンズアレイは、レンズの絞りに基づいて、特定かつ予測可能な方法で光を照射します。Appleの特許の場合、各マイクロレンズは固定された撮像ピクセルの集合に対応しています。光情報が記録された後、ソフトウェアを使用して対応する画像の焦点を合わせたり、再焦点を合わせたりすることができます。
Lytroとは異なり、Appleの設計では、レンズ要素と撮像センサーの間に可動式のアダプターが配置されています。このアダプターはマイクロレンズアレイを保持しており、カメラは高解像度（再焦点不可）と低解像度（再焦点可）の2つの異なるモードで動作します。Lytroのマイクロレンズ部品はセンサーに近づけたり遠ざけたりできますが、光路から完全に取り外すことはできません。
Apple の特許では、このアダプタはブラケットに取り付けられた切り替え可能な光学モジュールであり、通常の高解像度の写真を撮るためのガラス板もその上に配置されていると説明されている。
マイクロレンズアレイがアクティブな低解像度の再フォーカス可能モード。
低解像度の再フォーカスモードでは、上図に示すように、光学モジュールがレンズとセンサーの間に配置され、光線センサーを形成します。特許によると、センサーはマイクロレンズからの光データ（位置）と入射角（方向）を記録します。空間解像度はマイクロレンズアレイの解像度に制限されます。
高解像度非再フォーカスモード（下図）では、切り替え可能な光学モジュールが別の位置に移動し、ガラス板がレンズと撮像センサーの間に配置されます。光はガラス板によってセンサーに向けられ、通常のカメラと同様にシーンの画像を作成します。ガラス板の厚さと屈折率は、マイクロレンズアレイに合わせて調整された焦点面を補正するように設計されています。このモードでは、センサーの解像度を最大限に活用できます。
マイクロレンズアレイが非アクティブな高解像度の再フォーカス不可モード。
いくつかの実施形態では、ハードウェアにはスマートフォンのような機能（通話機能や無線ネットワークへの接続機能など）が搭載されています。特許の他の形態では、既存のカメラのアドオンアクセサリとして使用できるシステムも含まれており、スタンドアロンのLytroの価格が299ドルからであることを考えると、これは興味深いアイデアです。
Appleがこの技術を次期iPhoneモデルに採用するかどうかは不明ですが、小さな画面でピントを合わせるのに苦労する多くのユーザーにとって、このソリューションは歓迎すべき追加機能となるでしょう。おそらく最も興味深いのは、ライトフィールドビデオカメラの可能性でしょう。動画撮影中にピントを合わせ直すための触覚コントロールがないiPhoneにとって、再フォーカス可能な動画撮影機能は素晴らしい機能となるでしょう。
Apple のプレノプティック アダプタの特許は 2011 年に初めて申請され、発明者は John Norvold Border 氏と Richard D. Young 氏とされています。
