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DIGITAL VIDEO CAMERA MODULE
デジタルビデオカメラ（
グローバルシャッター CMOS センサー搭載 デジタルビデオカメラの特長
IEEE1588
X
C
L
XCG-CG シリーズ
）
G
S X
C C
M G
O
S
製品ページ
P24
概要・原理・技術
デジタルビデオカメラ（
IEEE1588 とは
X
C
L
Ethernet でつながれた機器間の高精度時刻同期プロトコル（Precision Time Protocol：PTP）を定めた規格です。
① タイムスタンプ
時刻の基準機であるグランドマスターと Ethernet ケーブルで接続されたカメラ間の高精度な時刻同期が実現可能です。
グランドマスターの同期間隔を短くすることで、さらに同期精度が向上します。
）
C X
C C
D G
X
C
（ＴＶフォーマット）
アナログビデオカメラ
（ノンＴＶフォーマット）
X
C
IEEE1588 サポートカメラ
アクセサリー
ー
F
C
B
ー
カラーカメラブロック
4
K
H
D
ー
F
C
B
S
D
4
カメラのタイムスタンプはクロックの周波数偏差により時間
経過とともにずれていく。
結果
カメラのタイムスタンプはグランドマスターに同期。
過程
グランドマスターと一定の周期で同期メッセージを交換し、
電源投入と同時に固有のクロックをリセットし、タイムスタ
その送受信時のタイムスタンプ情報を基に内部カウンターの
ンプは非同期でカウントアップ。
ずれを補正。
IEEE1588 のタイムスタンプ：1970 年 1 月 1 日 0 時 0 分を 0 とするエポックタイムのカウンター。分解能は 1ns (1GHz)。
② トリガー、GPO 連携
XCG-CG シリーズでは、絶対時刻に同期して露光を開始する機能があります。
GigE Vision Ver. 2.0
GigE Vision Ver. 1.2
Scheduled Action Command　※ XCG-CG シリーズに実装
Action Command
IEEE1588 と Action Command を組み合わせて、時刻を指定して
それぞれのカメラがアクションを実行。
※将来のバージョンアップで GPO（General Purpose Output）
信号出力との同期にも対応予定
各カメラの露光開始タイミング
カメラ1
（基準）
カメラ2
±1μs以内（実力値として）
F
C
B
通常カメラ
フリーランにおいて、グランドマスターと同期した時刻をもとに、
カメラの露光タイミングを合わせます。
ネットワーク環境にも影響されますが、理想的には露光の同期精度を
1μs 以内に追い込むことが可能です。
複数のカメラに対して１つの命令で同時にカメラがアクションを
実行。
同期のしくみ
シ
ス
テ
ム
ク
ロ
ッ
ク
の
カ
ウ
ン
ト
値
同期
①
②
同期
③
同期
同期
絶対時刻
サーバー時刻 ②
カメラ1時刻 ①
カメラ2時刻 ③
左の図は、IEEE1588の同期
の仕組みを簡単に説明したも
のです。
②の線が、基準となるグランド
マスターの時刻です。
①の線が、
カメラ１の時刻。
クロ
ック周波数が高いので時刻が
早く進みます。
③の線が、
カメラ２の時刻。
クロック周波数が低いので時刻
が遅れます。
たとえば、1秒に1回同期を行う
と、
どちらのカメラも1秒間隔で
グランドマスターに同期します。
同期間隔を短くすることで、時刻
のずれが少ないうちに同期がか
かり、
ジッターを小さく抑えること
ができます。
③ カメラのマスター化
XCG-CG シリーズの将来のバージョンアップでは、IEEE1588 のマスター機能を搭載することを検討しています。
グランドマスターとなる機器は通常、別途用意する必要があります。
・専用の市販機器を使用する
・Linux OS の PC を用意してフリーソフトのグランドマスターを走らせて代用。
IEEE1588 のマスター機能を搭載することにより、グランドマスター機器を用意する必要がなくなり、カメラ間あるいはカメラと
周辺機器の同期をとるという、シンプルな構成が実現可能となります。
グローバルシャッター CMOS センサー搭載 デジタルビデオカメラの特長
IEEE1588
デジタルビデオカメラ（
グローバルシャッター CMOS センサー搭載 デジタルビデオカメラの特長
X
C
L
XCG-CG シリーズ
製品ページ
P24
）
ユースケースとメリット
G
X S
C C
G M
O
S
ユースケース；ITS（Intelligent Transport Systems：高度道路交通システム）
ある 2 地点間のタイムスタンプの差から、速度超過の有無が判断されますが、
各地点で取得する画像の時刻が正確になることによって、高精度な速度解析が
容易です。（右図参照）
速度違反車両の正確な検知
X
C
L
X C
C C
G D
ユースケース；組み立て・検査用途の産業用ロボットや各種装置
画像処理、検査の結果に対し、画像に絶対時刻が付加されていれば、簡単に対
象物を特定することが可能です。
対象物の特定が容易
）
デジタルビデオカメラ（
① 事後解析の容易化
② 画像処理システムの信頼性向上
ユースケース；組み立て・検査用途の産業用ロボットや各種装置
IEEE1588 と Scheduled Action Command を介して、複数カメラの同期が可
能です。加えて PoE(Power over Ethernet) にも対応しており、１本のケーブル
で露光同期、映像出力、電源供給を行うことができます。（下図参照）
配線のシンプル化
⇒ 絶対時刻付加による、時速100kmの信頼性
PoE対応
Ethernetケーブル1本で映像出力、同期、電源供給が可能
ネットワーク経由映像出力
同期信号
電源供給
Ethernetケーブル
XCG-CGシリーズ
画像処理システム
コ
ン
ト
ロ
I
ラ
I
アクセサリー
XCG-V60E
コ
ン
ト
ロ
I
ラ
I
ネットワーク経由映像出力/同期/電源
（ＴＶフォーマット）
PoE非対応
X
C
アナログビデオカメラ
（ノンＴＶフォーマット）
X
C
画像処理システム
ー
F
C
B
ユースケース；組み立て・検査用途の産業用ロボットや各種装置置
F
C
B
GPO(General Purpose Output) との連携※により IEEE1588 をサポートしない周辺機器に、時刻同期の動作を行わせる
ことができます。※今後対応予定
カメラ撮影からロボットによるワークのピッキング動作をカメラの GPO をロボットに繋げることで、カメラに対する画
像取り込みとロボット動作の同期が可能になります。
さらに、多数カメラの同期が必要で、かつ一定の速度で検査対象が流れてくるボトル検査装置では、IEEE1588 の高精度
な時刻同期を使用したシステムとの親和性が優れています。
トータルタクトタイムの短縮
H
D
F
C
B
ー
ー
4
K
S
D
グローバルシャッター CMOS センサー搭載 デジタルビデオカメラの特長
5
カラーカメラブロック
③ タクトタイムの削減
デジタルビデオカメラ（
グローバルシャッター CMOS センサー搭載 デジタルビデオカメラの特長
エリアゲイン
X
C
L
XCG-CG シリーズ
XCL-SG シリーズ
製品ページ
G
S X
C C
M G
O
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P24
概要・原理・技術
）
デジタルビデオカメラ（
X
C
L
製品ページ
P18
任意の 16 個の矩形領域に対して、個別のデジタルゲイン (0 ～ 32 倍）を設定できます。
複数の矩形領域が重なる場合は、領域番号の小さい方のゲイン値が優先されます。
部品検査など、被写体（部品）に応じた映像の最適化が可能です。
Area 0 にゲイン =1
Area 1 にゲイン =1.1 を設定した例
）
C X
C C
D G
X
C
ユースケースとメリット
X
C
（ＴＶフォーマット）
アナログビデオカメラ
（ノンＴＶフォーマット）
Area 2 にゲイン =0.5
Area 0、Area 1 にゲイン =1 を設定した例
ユースケース；基板検査
アクセサリー
ー
F
C
B
F
C
B
ー
カラーカメラブロック
4
K
一度の撮影では、白飛び等があり、複数回の撮影が必要な場合があります。
『エリアゲイン』機能を利用することにより、検査に必要な部分だけを最適なレベルに調整することが可能です。
カメラ側で処理を行うことにより、PC 側での処理時間が簡略化され、タクトタイムが改善されるとともに、高性能 PC
が不要となることで、コストダウンに貢献します。
処理速度の短縮・コスト削減
その他機能 ＜ XCL-SGシリーズに搭載＞
フレーム演算
高ゲイン下での S/N 改善、高速露光時のフリッカー状態の
キャンセルなどに有効。
ワイドダイナミックレンジ
コントラストが強いシーンにおいて、階調が失われている明
部や暗部に対して、階調の復元が可能。
エリア露光
2 通りの露光時間の設定により、検査に必要な部分だけを最
適なレベルに調整することが可能。
露光時間による最適化により、映像の S/N 劣化を回避。
H
D
ー
F
C
B
S
D
6
グローバルシャッター CMOS センサー搭載 デジタルビデオカメラの特長
シェーディング補正
XCL-SG シリーズ
製品ページ
X
C
L
XCG-CG シリーズ
P18
製品ページ
P24
G
X S
C C
G M
O
S
）
概要・原理・技術
ピーク検出モード
平均値検出モード
デジタルビデオカメラ（
レンズ特性による周辺光量落ちや光源むらなどで発生するシェーディングを補正します。
周辺の一番明るいレベルを目標値として調整するピーク検出モードと、画面全体の明るさの平均値を目標値として調整する平均値検出モー
ドがあります。
X
C
L
X C
C C
G D
補正
）
最も明るい場所
＝目標レベル
デジタルビデオカメラ（
グローバルシャッター CMOS センサー搭載 デジタルビデオカメラの特長
X
C
ユースケースとメリット
ユースケース；部品検査
部品検査を行う場合、輝度差を利用して対象物の形状を認識します。その際に、シェーディングにより輝度差が均一で
無くなると、形状認識の精度に影響がでます。
PC 側でシェーディング補正を行う場合、認識処理の前に実施する必要があるため、処理が冗長になり処理速度が低下
する要因となります。
カメラ側でシェーディング補正を行う事により、PC 側処理を簡素化し、処理速度の向上が期待できます。
また、最近は多様化する検査方式により、複数の光源を利用して対象物を撮影する事が増えてきています。
カメラが複数のシェーディング補正パターンを持つ事により、多様化する撮影に対してもシェーディング補正を行う事が
可能となります。
さらに、スペシャルトリガーと組み合わせて、都度切り替えながらの撮影が可能です。
本機能により、シェーディングが補正されるので、カメラ周辺機器のレンズや照明の選択肢も広がります。
認識精度の向上・処理速度の短縮・コスト削減
F
C
B
ー
4
K
ー
F
C
B
H
D
ー
F
C
B
S
D
グローバルシャッター CMOS センサー搭載 デジタルビデオカメラの特長
7
カラーカメラブロック
下記のデジタルビデオカメラでも同一機能が搭載されています。
対応機種：
XCL-S シリーズ 製品ページ P32
XCL-C シリーズ 製品ページ P38
アクセサリー
（ＴＶフォーマット）
X
C
アナログビデオカメラ
（ノンＴＶフォーマット）
複数のシェーディング補正パターンの保存が可能です。
XCG-CG240/CG240C : 20 パターン
XCG-CG510/CG510C : 9 パターン
XCL-SG510/SG510C : 9 パターン
実行する補正の切替えは、１フレーム内で切替えが可能です