Comments
Description
Transcript
高度なカラー検査に 3CCDカメラの優位性を発揮する ATシリーズ
JAI’s 3-CCD Area Scan Technology メガピクセル3-CCDエリアスキャンカメラ 高度なカラー検査に3CCDカメラの優位性を発揮するATシリーズ JAIは2004年に発売したプログレッシブスキャン3CCDカメラ （XGA）CV-M9に続き、メガピクセルモデル2機種の発売を開始 しました。 3CCDカメラは光の3原色である赤・緑・青(R･G・B)にそれぞれ 1枚のCCDを利用することで、1CCD型カメラに比べ、高画質で色 再現性の良い映像の取り込みが可能になります。（図1） 今回シリーズに追加されたメガピクセル3CCDカメラは2機種 で、AT-140は1/2型140万画素(1392ｘ1040）、 AT-200は1/1.8型 200万画素（1628ｘ1236）、といずれも大型CCDを採用し、既存 モデルCV-M9（1/3型CCD）の上位機種に位置付けられます。イ ンターフェイスはカメラリンク、またはGigE Visionに対応し、さら にマシンビジョン用の様々な新しい機能を搭載しています。 主な特長 1CCD型カラーカメラの場合、各画素にR，G，Bのカラーフィル タを使った（マシンビジョン用はRGBが主）ベイヤーモザイク型 CCDを使用し、カラー映像は各ピクセルのRGB値の色補間プロ セス処理を行って作成されます。色補間プロセスは隣り合う画 素の色情報から近似値を推測する処理で、実際の色を忠実に 再現するには限界があります。(図2) 一方、3CCDカメラはRGB にそれぞれ独立したCCDを使用する為、色再現性の高い映像 を取り出すことができます。 Prism based 3-CCD camera Blue channel CCD sensor 更にダイクロイックプリズムコーティングから得られる分光特 性は、ベイヤーフィルタで使用されているポリマーフィルムから 得られる分光特性(図3)より色分離が急峻なフィルタを使う事が 可能で、ベイヤーカラーフィルタを使った1CCDカメラで発生しが ちな色のにじみが無いのも3CCDカメラの特長です。(図4) 1.0 B G R 0.8 Relative Response 忠実な色再現 IR Filter 0.6 0.4 0.2 0 400 450 500 650 600 550 Wave Length (nm) 700 図3： ベイヤーモザイクフィルタの場合の標準的な分光特性 100.0 Gch Green channel CCD sensor Red channel CCD sensor Relative Response (%) 90.0 80.0 70.0 Bch Rch 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 図1： プリズムブロックとCCD 0.0 400 450 500 550 600 650 700 Wave Length (nm) 図4： JAIプリズムでのR,G,B信号の分光特性 Bayer filter on a 1-CCD color camera G R G R G R B G B G B G G R G R G R B G B G B G G R G R G R RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB 高ダイナミックレンジ RGB RGB RGB RGB RGB CCDの持つウェルキャパシティーを活かして最大限のダイナ ミックレンジを得る為にも、カラーフィルタの最適化が必須で す。RGBのカラーフィルタがそれぞれオーバーラップしクロス トークが発生すると、CCDのウェルキャパシティーを最大限に 活かすことができず、高いダイナミックレンジを得ることができ ません。この点、ダイクロイックコーティングによりRGBのオー バーラップ領域が少ない色分離を行うことができる3CCDカメラ は、各チャネルの画素のウェルキャパシティーを有効に使用 し、最大のダイナミックレンジを得ることができます。 RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB 図2： カラーフィルタを使った色補間処理 www.jai.com 精度の高いCCDの貼り合わせ技術 JAIの3CCDカメラは、RGB各CCDの画素が一致するよう調整さ れています。光はダイクロイックプリズムを介してRGBそれぞれ のCCDに届きます。3枚のCCDの画素が同じ被写体を撮像する ためには、RGB各チャネルのCCDの画素が一致するよう調整、 貼り合わせを行う必要があります。JAIの3CCDカメラは、業界最 高水準のピクセル幅、高さの1/4（約1μ精度）精度で調整され、 マシンビジョンで要求される基準を満たしています。(図5) カメラを規定された条件で予めキャリブレーションすることで、色 空間の標準であるsRGBまたはAdobe RGBに準拠したRGB信号を出 力することができます。この機能を利用することで、モニタやプリン タなどカメラ以外の周辺機器とのカラーマッチングが可能になりまし た。 低ノイズホワイトバランス 3CCD 対1CCD 画像の比較 JAIのAT-140及びAT-200は、映像の質を高めることに注力して います。例えば、AT-140およびAT-200は各チャネルの色バラン スを合わせるために、ゲイン調整によるホワイトバランスの機能 (マニュアル及びオート)を持っていますが、JAIの3CCDカメラは、 さらにR,G,B個別の露光時間調整を使ってホワイトバランスをと ることで、ノイズの発生を防ぎながらホワイトバランスを得る機能 を備えています。 下に示した2つの写真は500万画素のベイヤーカラーカメラ(左) と、200万画素の3CCDカメラAT-200(右)を比較したものです。500万 画素カメラは2.5倍の大きい画素を持っていますが、ベイヤーポリ マーカラーフィルタと色補間のプロセス処理の結果混色が見られま す。同色間での差が認めにくく、また、補間処理により解像度が失 われるために映像のシャープさが落ちているのがわかります 電気ゲインを可変してホワイトバランスを得る場合は ノイズ の増加を免れません。しかし、RGB各CCDの露光時間を制御し てホワイトバランスを取ることにより、各CCDから得られる信号を 最大にしてノイズを低く抑えることができます。この機能を使うこと でダイナミックレンジと色の忠実度を向上させることができます。 CCDからの出力 500万画素ベイヤーカラー 200万画素3CCD AT-200の画像 ターゲットのユーザーアプリケーション ゲイン調整によるホワイトバランス 露光制御によるホワイトバランス 高い解像度と忠実な色再現を実現するAT-140およびAT-200は、 特に色識別が重要なポイントであるアプリケーションでその優位性 を発揮します。例えば、 色空間キャリブレーション AT-140およびAT-200は高度なリニアカラーマトリックス回路を 内蔵しています。カメラデータと校正されたプリンタ、モニタ、ある いはその他の装置との間で正確に色を合わせることができます。 Europe, Middle East & Africa Asia Pacific Americas 株式会社ジェイエイアイコーポレーション Phone +45 4457 8888 Phone +81 45 440 0154 〒Fax221-0052 横浜市神奈川区栄町 10-35 +45 4491 3252 Fax +81 45 433 6930 ポートサイドダイヤビル 電話 FAX 045-440-066 Visit our045-440-0154 web site on www.jai.com 他にも多様なトリガモード、最大25μ秒のプログラマブルまたは プリセットシャッタなど、幅広いマシンビジョン用途をサポートする性 能、特長を備えたAT-140及びAT-200は、様々なアプリケーションで お使いいただけます。 Phone (Toll-Free) 1 800 445 5444 Phone +1 408 383 0300 visit our website on www.jai.com 印刷検査 塗装判定 医学診断 FPD品質確認 半導体製造 食物検査 など Company and product names mentioned in this datasheet 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. 図5： 最大のシフト誤差＝1/4ピクセル