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カラーラインセンサカメラのしくみ(3CCD、3ライン)

 目次ページへ

カラーラインセンサには3CCD方式と3ライン方式があります。
最近では3ライン方式のカラーラインセンサが多くなっていますが、それぞれのカメラの仕組や特徴を説明したいと思います。

■3CCD方式

CCD方式についてはエリアセンサでもおなじみなので、ご存知の方も多いかと思いますが、下記のような仕組みになっています。
  3CCD方式カラーラインセンサカメラ
ダイクロイックプリズムでR,G,Bに分光して、各色用のラインセンサで撮影します。

【長所】
●色再現性がよい

【短所】
●高価格
●カメラが大きくなりやすい

■3ライン方式

3ライン方式カラーラインセンサカメラ

R,G,B用の3つのラインCCDセンサが1つのパッケージ内に配置されています。

【長所】
●低価格
●カメラが小型化可能

【短所】
(注意点!)
●色の再現性が悪くなりがち
●被写体の動きと同期が必要
●被写体の送りの向きとカメラのアライメントを合わせる必要がある

■3ライン方式のカラーラインセンサカメラの撮影システム
3ラインカラーラインセンサカメラ
3ライン方式の場合、1回のスキャン(各R,G,Bラインの同時撮影)で、R,G,Bそれぞれズレた位置を撮影するので、送り速度がばらつくとR,G,Bのズレを補正するのが困難となるため、通常は被写体の送り速度と連動するようにエンコーダ信号と同期させて撮影します。

単純に撮影した画像は下図のようになります。
  3ライン方式の撮影画像

R,G,Bそれぞれズレた位置を撮影しているので、撮影した画像もズレてしまいます。
このズレをカメラ内部で補正するものや、キャプチャボード内で補正するものなどがあります。
補正すると下図のようになります。
  RGB補正画像

このR,G,Bの補正量は、カメラのスキャンレート、使用しているレンズの倍率などにより異なるので、実機に組み込んだ状態で調整する必要があります。

また、R,G,Bの補正はY方向に何画素ズラすかで設定する(X方向のズレは補正できない)のが一般的なので、被写体の送り方向とカメラのセンサの向きが90度方向に設置されている必要があります。
下図のようにカメラが斜めっていると、色がにじんだように見えます。

  カメラのアライメント

カメラは正確に90度になるように配置して下さい。

   カメラのアライメント

最近(2008年5月現在)では、RとGとBのラインセンサの間隔が狭くなり、多少カメラが傾いていても、色のにじみは少なくなるように、なってきています。

 ■カメラ調整方法
実際の撮影と同じ状態(スキャンレート、レンズ、送り速度など)で、できれば白黒の被写体を撮影します。すると下図のようになります。(カラーの被写体を撮影すると、ズレ量が分かりづらくなります。)

   カメラの調整方法

この状態で、カメラないしボードの補正値を調整し、Y方向(縦方向)に色のにじみが無いように調整します。それでもX方向(横方向)に色のにじみがある場合は、カメラの配置角度を調整するようにして下さい。

■デュアルライン方式?

正式には何方式?というのかは分かりませんが、最近、エリアセンサにおけるBayerパターンの
ラインセンサ版とでも言えそうなデュアルライン方式がDALSAより発表されました。
センサの並びはこんな感じ↓

DualLineColorLineSensor

詳細はDALSAのホームページを参照下さい。


ラインセンサのメーカについては光学部品/カメラバイヤーズガイドを参照下さい。


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