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JAI`s 3-CCD Line Scan Camera Technology
JAI’s 3-CCD Line Scan Camera Technology プリズム式 3CCD カラーラインセンサカメラの特長 JAI の 3CCD ラインセンサカメラは、 ダイクロイック色分離プリ ズムを採用し、 高解像度で色再現性に優れた映像を実現し ます。 現在、 カラーラインセンサカメラ技術の主流は、 トライリニア と 3CCD ( または 3CMOS) の二通りに分かれます。 どちらも基 本的な原理は同じで、 赤 , 緑 , 青色 (RGB) がそれぞれ一列 に並んだ CCD で撮像します。 二つの大きな違いは、 トライリ ニアセンサは赤 , 緑 , 青の CCD が物理的に離れて配置され ているのに対し、 3CCD の場合は、 赤 , 緑 , 青の CCD が光 学ブロックを介して同時に同じ光軸の映像を撮像するところに あります。 そのため、 トライリニアカメラでは不向きなアプリ ケーションが出てきてしまいます。 カメラに対して表面が垂直 でない被写体を撮像する場合などがそうです。 トライリニアカ メラの場合、 赤 , 緑 , 青の CCD が離れているためカメラが少 しでも傾いて設置されると色ズレが生じてしまいます。 一方、 3CCD カメラは 3 つの CCD が共通の光軸を撮像するのでその ような制限を受けません。 3CCD カメラとトライリニアカメラの構造の相違 4096 画素 x 3CMOS ランセンサカメラ LT-400CL JAI では、 プリズムブロックの設計からアセンブリ、 およびプリズムに CCD を高精度に貼り合わせると いう全ての工程を自社施設で行っています。 1 枚なので製造コストを廉価に抑えられます。 しかし、 プリズ ムを使ったカメラと違い、 RGB の遅延補正など複雑な処理が 必要となるうえ、 色ズレや混色が発生します。 ( 図 3) JAI 3CCD ラインセンサカメラの心臓部はダイクロイックプリズ ムと R ・ G ・ B 3 枚の CCD で構成されています。 ( 図 1) 3 枚の CCD は 6 軸方向 (XYZ) の精度の高い貼り合せ技術を 使い、 プリズムに貼り合わされます。 これにより 3 枚の CCD に配列された各ピクセルが被写体の同じ位置を撮像すること ができます。 その結果、 凹凸のある被写体や、 瓶 ・ 缶などのような湾曲 した被写体の検査を容易に行う事が可能になります。 プリズ ムを内蔵している分カメラのサイズが大きくなりますが、 プリ ズムで分光し、 3 つの CCD で R・G・B の各色を再現するため、 変色がなく色再現性に優れた映像を得ることができます。 3CCD カメラの優位性 ▶波状の被写体の検査 3CCD カメラは 1 つの光軸で情報を捉えることができるため、 トラリニアカメラで問題となる RGB 各ラインの遅延補正など複 雑な処理が不要です。 そのため、 波をうっているような被写 体でも簡単に検査することができます。 ( 図 4) 一方、 1 つのパッケージに R ・ G ・ B 3 つのラインを持つトラ イリニアセンサ ( 図 2) は、 光学プリズムが不要な分カメラの サイズを小さくすることができます。 また、 使用する CCD も www.jai.com 図3 図 4 左図はトライリニアカメラ 右図は 図 4 左図はトライリニアカ 左図はトライリニアカメラ 右図は 3CCD 右図は カメラの撮像例 図 3 左図はトライリニアカメラ 3CCD カメラの撮像例 ▶斜めからの撮像が可能 ラインセンサカメラの据付には、 特に精度が重要となります。 トライリニアセンサを使ったカメラの場合、 カメラが傾いて取り 付けられると RGB の遅延補正処理が更に複雑になり、 前処 理の負荷が大きくなります。 この点、 1 軸入射の 3CCD カメラ の場合、 据付傾斜にも比較的許容があり、 画像処理への負 荷も発生しません。 ( 図 5) 3CCD カメラの撮像例 図 4 左図はトライリニアカメラ 右図は 3CCD カメラの撮像例 B R R B G 概念図 G 概念図 ▶ 画素感度補正 CCD センサの 1 つ 1 つのピクセル感度を合わせる機能。 ピク セル間の感度差はその CCD 自体が持つもので、 補正をしな い場合には縦線となり映像に表れます。 電気的に感度補正を 行うことでより均一性の高い映像を得る事が可能になります。 ▶ ニーコントロール ニーコントロール機能を使うことで 4095LSB のダイナミックレ ンジを得ることができます。 JAI 3CCD ラインセンサカメラの便利な機能 主な機能 ▶ ワンプッシュ ホワイトバランス カメラ背面パネルにあるワンプッシュ ホワイトバランス設定用 ボタン、 あるいはシリアル通信を使いホワイトバランスの設定 が可能。 カメラで白を撮像の上、 背面パネルのボタンを押す と Green と Red、 Blue のレベル差が計算されホワイトバラン スを合わせることができます。 ▶ シェーディング補正 JAI のラインセンサカメラには、 レンズ等光学系で発生する輝 度シェーディング（画像周辺光量の落ち込み ) や、カラーシェー ディング （画像周辺の RGB 色ずれ） を補正する機能があり ます。 1． フラットシェーディング補正 R ・ G ・ B 信号をそれぞれフラットに補正する機能。 この機能 はシリアル通信により ON/OFF が可能です。 ( 図 6 左 ) 2. カラーシェーディング補正 フラットシェーディング補正の他に Green 信号を基準とし、 Red、 Blue 信号を Green 信号に合わせることも可能です。 こ の補正では Green 信号に傾斜がある場合、 Red、 Blue 信号 も Green と同じ傾斜にします。 光量の少ない周辺の輝度の 補正を行わない代わりに、 ノイズの少ない映像の取り込みが 可能になります。 ( 図 6 右 ) 株式会社ジェイエイアイコーポレーション 〒 221-0052 横浜市神奈川区栄町 10-35 ポートサイドダイヤビル 電話 045-440-0154 FAX 045-440-0166 visit our website on www.jai.com ▶ ラインレート自動設定 被写体の明るさが変化した時に自動的にラインレートを変更 し、 感度を一定に保つ機能。 ゲインを上げた場合と比較し、 ラインレートを長くする （蓄積時間を長くする） 方が S/ Ｎの劣 化が無く、 クリアな映像を得ることができます。 ▶ RGB 個別電子シャッタ設定 CCD の電子シャッタを可変してホワイトバランスを得る場合、 Green のゲインを設定し、 Red と Blue のゲイン値を可変して 設定する方法の他に、 Red、 Green、 Blue のシャッタスピー ドを独立して設定しホワイトバランスを得ることが可能です。 RGB それぞれのシャッタを設定した方が S/N を劣化させずに ホワイトバランスをとることができます。 用途例 ・ 印刷物検査 ・ 果物 ・ 野菜等の選別 ・ WEB 検査 ・ セラミック、 タイル検査 など、 エリアセンサカメラで撮像できない大きな被写体や、 高速移動する被写体に加え、 プリズム式 3CCD ラインセンサ カメラの特長を活かし、 湾曲した被写体や、 凹凸のある被写 体の検査用途に適しています。 JAI 3CCD/3CMOS ラインセンサカメラの製品情報は 弊社ホームページ www.jai.com でご覧ください。 Company and product names mentioned in this brochure are trademarks or registered trademarks of their respective owners. JAI A·S cannot be held responsible for any technical or typographical errors and reserves the right to make changes to products and documentation without prior notification. 3CCD ラインセンサカメラは、 3 つの CCD のシャッタスピード やゲイン値を独立して設定できます。 そのため、 ノイズが少 なく、 色再現性に優れた映像を得ることができます。 更に、 JAI の 3CCD カメラはシェーディング補正機能など、 画像処理 に便利なプリプロセッシング機能を内蔵し、 ホストコンピュー タ側の負荷を減らす事が可能です。