ＣＣＤカメラをシャッター無しで使用する場合の画像の流れについて

 

　ＣＣＤを使用して測定を行う場合、画像が流れるのを防ぐためにデータの読み出しは通常シャッターを閉じて（インテンシファイア付のカメラの場合にはインテンシファイアをオフにして）行いますが、アプリケーションによってはシャッターを使用しないことがあります。　シャッターがない状態でデータ読み出しを行う場合、ＣＣＤの読み出し時間が露光時間の３％を超えると、イメージであれば画面全体が多重露光を行ったときのように流れているのが目視で確認がきます。

　このノートではＣＣＤカメラをシャッター無しで使用するときに起こる様々な現象のうち、私どもへのお問い合わせが多かったものについて解説をいたします。

 

 

　事例：ＣＣＤの中心部にスポット光を入射したままデータの読み出しを行うと、スポッ

トの上下にデータの流れが観測される

 

⇒

　　　　　　　　　　 スポット光　　　　　　　　　　　流れ

（図１）

 

　ＣＣＤは垂直レジスタおよび水平レジスタをシフトさせてデータの読み出しを行います。

従って、図１左のようにＣＣＤの一部（極端な例としては１ピクセル）に光を当てたままデータ読み出しを行った場合、下図のような流れが観測されると“錯覚”をしてしまうことがあります。

 

（図２）

 

　以下、実際には図１右のような流れが観測される理由を説明します。

 

　ここでは話を簡単にするために、図３のような“１ X ３”画素のＣＣＤを想定し、光は２の位置に当てるものとします。

 

3
2
1
	←	読み出しレジスタ

（図３）

 

�@     ｔ=０でのＣＣＤの状態（入射光なし）。

3

2

1

 

�A     光入射後のＣＣＤの状態（以後、連続光）。

3
2	←	露光された状態
1

 

 

 

 

 

 

 

　

�B     データを読み出すために、ＣＣＤのデータを垂直方向に（１ライン分）シフトします。

4

3

2

1

　　　説明を簡単にするために、一番上のピクセルを４番（以下、５番・６番・・・）とします。

 

�C     読み出しレジスタに転送されたデータを水平にシフトして読み出しを行います。

4
3
2
	→	1

　　１番のデータを読み出している間に３番が露光されますので上図のようにＣＣＤ上の２ピクセルが露光された状態になります。

 

�D     次のデータの読み出しを行うために、再度垂直シフトを行います。

5

4

3

2

　　読み出しレジスタには“露光された”ピクセル情報がシフトされてきます。

 

�E     ２番のデータを（水平シフトして）読み出します。

5
4
3
	→	2

 

�F     更に垂直，水平シフトを行い３番のデータを読み出します。　これで最初の１フレームの読み出しが終了しました。

6
5
4
	→	3

　　この１番〜３番のデータが、図４のようにディスプレイに表示されます。

			1
			2
			3
１フレーム目読み出し終了／表示

（図４）

 

�G     同様の手順で４番，５番，６番のデータが読み出されます。

7
6
5
	→	4

 

8
7
6
	→	5

 

 

 

 

 

　

　

 

9
8
7
	→	6

 

 

 

 

 

 

 

　

　

　ディスプレイ上には２フレーム目のデータとして図５のように表示されます

			4
			5
			6
2フレーム目読み出し終了／表示

（図５）

　

最終更新日　2000/07/14