ListCam CCD のインチサイズ

ListCam

	定点観測画像記録発信システム
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CCD のインチサイズ

● CCD のインチサイズ

CCDモジュールのサイズを表現する一つに、インチサイズがあります。1/4inch CCD とか 1/3inch CCD などというサイズが仕様書には記されています。

インチサイズの小さな物ほど、画素は緻密で、小さな範囲に並んでいます。デバイスの小型化は技術的には当然のことです。最近では 1/6inch のCCD モジュールも流通してきました。さて、実際にカメラを選ぶ場合、これらのCCD モジュールのサイズによってどのような違いがあるでしょうか。結論から申し上げると、CCD モジュールのインチサイズによる明確な差はありません。ところが、システムとしてのCCDカメラでは色々な違いが出てきます。画素あたりの面積が小さいということは、当然価格が安く済みます。ところが、CCD モジュール自体の感度は低下します。変換効率自体の技術的革新はあまりありませんので、CCDユニットとして回路込みでゲインを維持しています。この回路がタコだったり、シールドが不十分だとノイズが増したり、色調を崩したりする訳です。

一般に、ビデオカメラ用CCD モジュールはインターレース（飛び越し走査）と呼ばれ、一本おきにラスタースキャンした画像を２回分重ねて１枚の映像としています。ですから動きのある被写体では、櫛の歯状に画像が重なり非常に見ずらい画像になります。以前のデジカメでもこの方式が採用されていましたが、現在のメガピクセルクラスのデジカメでは、フィールド記録方式とよばれる、画面全体を一気に取得するタイプのCCDが採用されています。

CCD モジュールの大きさはレンズにも影響します。画素が小さいことはレンズの倍率が端的に変化します。たとえば、３５ｍｍカメラの１７ｍｍレンズは超広角やフィッシュアイ（魚眼）レンズとも呼ばれます。この画像が１０センチ角の絵柄のプリントだとすると、その中から任意の１センチ角の面積を抽出し見てみると、決して魚眼の画像には見えません。おそらく普通の画角の画像に見えます。これがCCDのモジュールサイズの大小による違いです。３５ｍｍカメラの５０ｍｍ標準レンズを1/3inch CCDに装着すると、３５０ｍｍ相当の望遠レンズになります。逆に、５０ｍｍ標準レンズ相当の画角を得ようとすると、７ｍｍ程度のレンズが必要です。CCD モジュールの小型化は、レンズの小型化に通じます。小さいほどレンズも小さくて済みます。レンズの小型化により、プラスティックレンズも多用されるようになっています。単純な凸レンズと凹レンズでは、画像周辺部で焦点が合いません。受光面が点では無く平面だからです。そのためレンズは非球面レンズや特殊な関数によって曲面を構成されたレンズが用いられます。これらがレンズメーカーのノウハウとなっています。

CCD モジュールの大きさは、モジュール自体の感度に影響することは前述の通りですが、色の再現性でも変化が起きます。単板CCDカメラモジュールの場合、以前は原色系と呼ばれたＲＧＢのフィルター（正確にはＲＧＧＢとＧの画素が多い）の発色が良いとされていました。ところが画素が小さくなるにつれ、原色系では感度を維持できなくなり、補色系と呼ばれるＣＭＹ（正確にはＣＭＹＧとコントラスト補完の為にＧを加えているのが多い）のフィルターが採用されています。このＣＭＹは発色が悪いという欠点がありました。最近ではＲＧＢ変換回路の工夫や変換アルゴリズムの改良で、ほとんど発色に関する差は無くなっているようです。ですから、CCDの発色の違いは、モジュールの構造ではなく、回路設計や変換アルゴリズムに対する設計者の趣向が強く反映される時代となってきたと言えます。


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