【カメラ・イメージセンサ】スミア・ブルーミングとは?

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工学

 イメージセンサに強い光が当たった部分の周辺が白くなったり,白い縦筋が発生したりすることがあります.これらが発生する原因としてスミアやブルーミングがあります.本記事ではこれらについて,説明していきます.

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スミアとは

 イメージセンサは入射した光がフォトダイオード (PD)にあたることで,信号を取得します.

 しかし入射した光がフォトダイオードだけに蓄積されるわけではありません.CCDイメージセンサの場合,斜めに入射した長波長の光が周辺の画素や垂直CCDで電荷を発生させたり,漏れたりします.これがスミアで,垂直CCDに電荷が漏れた場合は白い縦筋が発生します.

※スミアの再現

ブルーミングとは

 ブルーミングはセンサに強い光が当たったとき,フォトダイオードで電荷が飽和し,溢れた電荷が周辺の画素や垂直CCDに漏れることで発生します.

 これによって強い光が当たる部分の周辺の画素でも白く滲んだり,飽和した白色が発生します.

※ブルーミングの再現

スミアとブルーミングの違い

 スミアとブルーミングは似ていますが,上記に示したように違う原理で発生します.またスミアは入射した光が強くなるほど強く発生しますが,ブルーミングは光の強さがある一定の量を超えると一気に強く発生します.

 スミアもブルーミングもCCDで発生しやすく,CMOSでは垂直CCDがないためスミアやブルーミングで白い縦筋は発生しません.

スミアとブルーミングの対策

 スミアとブルーミングはそもそもイメージセンサの性能の一つでもあるため,そもそも発生しずらいイメージセンサを使うことが一つの対策になります.

 撮影する際に太陽を避けることでも,抑えることができます.他には,NDフィルタを付ける,露光時間を短くすることによっても,少し対策になるかもしれません.しかしこれらは画像全体が暗くなるため注意が必要です.これは効果があるかはわかりませんが,イメージセンサの周辺では暗くなるため,太陽を隅におくことで抑えられる可能性もあります.

まとめ

  • スミア:斜めに入射した長波長の光が周辺の画素や垂直CCDで電荷を発生させたり,漏れたりする現象
  • ブルーミング:強い光によって周辺に信号が漏れることで滲んだりする現象

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