/MAN001_j_V1_1_MV_D1024_CL by Emi Eguchi

Japanese User Manual MV-D1024 Series CMOS Area Scan Cameras

THE PERFECT EYE

MAN001 11/2005 V1.0

取扱説明書 Photonfocus AG 改訂: 1.19 Copyright © 2005, Photonfocus AG この取扱説明書にある記載情報はすべて正確で信頼できると思われますが使用に関しては Photonfocus AG は何ら責任を負いません。Photonfocus AG は予告なくこの情報を変更する権利を留保します。事前に Photonfocus AG の許可を得ることなく、この取扱説明書の全体または一部を複製することは、どのような方法であっても禁じられています。

目次第1章

第2章

第3章

第4章

序文 ..........................................................................................................................................4 1.1 Photonfocus について .................................................................................................4 1.2 連絡先 ..........................................................................................................................4 1.3 販売拠点 ......................................................................................................................4 1.4 詳細請求 ......................................................................................................................4 注意 ..............................................................................................................................5 初めにご使用になるとき ......................................................................................................5 注意 ..............................................................................................................................5 重要 ..............................................................................................................................5 ヒント ..........................................................................................................................5 注意 ..............................................................................................................................6 注意 ..............................................................................................................................6 注意 ..............................................................................................................................7 重要 ..............................................................................................................................7 注意 ..............................................................................................................................7 注意 ..............................................................................................................................7 ヒント ..........................................................................................................................7 注意 ..............................................................................................................................7 注意 ..............................................................................................................................7 注意 ..............................................................................................................................8 ヒント ..........................................................................................................................8 製品仕様 ..................................................................................................................................9 3.1 はじめに ..........................................................................................................................9 3.2 機能の概観 ......................................................................................................................9 3.3 技術仕様........................................................................................................................10 注意 ............................................................................................................................11 3.4 フレームグラバのコンフィギュレーションのパラメータ....................................12 機能性 ....................................................................................................................................13 4.1 画像取り込み ................................................................................................................13 1

フリ－ランモードおよびトリガーモード ............................................................13 露光コントロール ....................................................................................................13 最大フレームレート ................................................................................................13 コンスタントフレームレート(CFR) ......................................................................13 注意 ............................................................................................................................13 4.2 ピクセル応答................................................................................................................13 リニア応答 ................................................................................................................13 ノンリニア応答 ........................................................................................................14 LinLog ........................................................................................................................14 注意 ............................................................................................................................15 注意 ............................................................................................................................16 4.2. 画像のサイズ変更 ....................................................................................................16 リージョン・オブ・インタレスト（ROI） .........................................................16 注意 ............................................................................................................................17 注意 ............................................................................................................................17 注意 ............................................................................................................................18 マルチプル・リージョン・オブ・インタレスト（Multiple Regions of Iterest） MROI..........................................................................................................................19 ラインホッピング ....................................................................................................19 4.3. トリガーモード ........................................................................................................20 4.4. 動作モード ................................................................................................................20 マスターとしてのカメラ ........................................................................................20 スレーブとしてのカメラ (MCLK モード) ............................................................21 4.5. コンフィギュレーションインターフェース ........................................................21 CameraLink のシリアルインターフェース ...........................................................21 第 5 章ハードウェアのインターフェース.....................................................................................22 5.1 コネクタ........................................................................................................................22 CameraLink コネクタ ...............................................................................................23 電源 ............................................................................................................................23 警告 ............................................................................................................................23 重要 ............................................................................................................................23 ステータスインジケータ ........................................................................................23 注意 ............................................................................................................................23 5.2. CameraLink データのインターフェース ...............................................................24 5.3. 読み出しのタイミング ............................................................................................26 標準読み出しタイミング ........................................................................................26 コンスタントフレームレート(CFR) ......................................................................27 5.4. トリガー ....................................................................................................................28 概要 ............................................................................................................................28 トリガーExSync........................................................................................................29 トリガーStart/Stop ....................................................................................................30 トリガーExSync/Exposure........................................................................................30 外部のトリガーを使う場合の注意 ........................................................................31 重要 ............................................................................................................................31 5.5. マスタークロック ....................................................................................................33 注意 ............................................................................................................................33 第 6 章 PFRemote コントロールツール ...........................................................................................33 2

第7章

6.1. 概要 ............................................................................................................................33 重要 ............................................................................................................................34 6.2. インストールの注意事項 ........................................................................................34 DLL ディペンデンシ－............................................................................................35 6.3. 使用法 ........................................................................................................................35 カメラの初期設定 ....................................................................................................35 カメラのコンフィギュレーションダイアログ ....................................................36 注意 ............................................................................................................................37 注意 ............................................................................................................................37 注意 ............................................................................................................................38 注意 ............................................................................................................................40 注意 ............................................................................................................................41 注意 ............................................................................................................................41 注意 ............................................................................................................................41 LUT エディタ............................................................................................................44 6.4. カメラのメンテナンスツール ................................................................................45 重要 ............................................................................................................................45 EEPROM ダンプ .......................................................................................................45 注意 ............................................................................................................................45 EEPROM のアップデート .......................................................................................46 重要 ............................................................................................................................46 6.5. MV-D1024 シリーズのカメラに特定の設定.........................................................46 Linlog、スキミング..................................................................................................46 注意 ............................................................................................................................47 注意 ............................................................................................................................47 校正 ............................................................................................................................47 6.6. トラブルシューティング ........................................................................................49 カメラが開けない ....................................................................................................49 無効のヘッダー ........................................................................................................49 LFSR を使ったトラブルシューティング..............................................................49 注意 ............................................................................................................................50 重要 ............................................................................................................................50 重要 ............................................................................................................................50 機械、光学および環境に関する考慮.................................................................................51 7.1. 機械的インターフェース ........................................................................................51 7.2. 光学インターフェース ............................................................................................52 レンズの取り付け ....................................................................................................52 センサの洗浄 ............................................................................................................52 警告 ............................................................................................................................52 警告 ............................................................................................................................52 7.3. 適合性 ........................................................................................................................53 第 8 章保証.........................................................................................................................55 8.1. 保証条件.......................................................................................................................55 8.2. 保証請求.......................................................................................................................55 警告 ............................................................................................................................55 第 9 章参考文献..............................................................................................................55 9.1. 参考文献 ....................................................................................................................55 3

重要 ............................................................................................................................57

第1章

序文

1.1 Photonfocus についてスイスの会社 Photonfocus は、CMOS イメージセンサの開発とこれに対応するマシンビジョン、防犯・監視および自動車市場向け産業用カメラの開発での主要な専門企業です。 Photonfocus は最新技術での CMOS 素子で要求される市場に貢献しています。アクティブピクセルセンサ(APS)およびグローバルシャッタ技術は、残像、ブルーミング、スミアのような画像劣化を防ぎ､高画像コントラスト(120 dB)と高速度アプリケーションを可能にしております。 Photonfocus は最新技術の CMOS センサでの画像が、マシンビジョン、自動車および防犯・監視等の市場要求でのアプリケーションに適当であることを確立いたしております。 Photonfocus の製品群はカメラおよび CMOS イメージセンサおいて、カスタマイズ設計ソリューションで補完する事も提供いたします。画素の数、ノイズ性能、ダイナミックレンジあるいは感度のようなお客様の特定の要件を盛り込み、最適化することが可能です。 Photonfocus は ISO 9001 認定を受けています。最高の品質を確実にするため、すべての製品は最新の技術で生産されています。

1.2 連絡先 Photonfocus AG, Bahnhofplatz 10, 8853 Lachen, Switzerland

表 1.1. Photonfocus 連絡先営業

サポート

電話: +41 55 451 01 31

電話: +41 55 451 01 37

E メール: sales@photonfocus.com E メール: support@photonfocus.com

1.3 販売拠点 Photonfocus の製品は幅広い国際的代理店ネットワークを通じてお求めになれます。お近くの代理店の詳細は www.photonfocus.com でご覧になれます。

1.4 詳細請求製品、資料およびソフトウェアのアップデートの詳細は当社のホームページ、 www.photonfocus.com をご覧になるか、または代理店にご連絡ください。

注意 Photonfocus は予告なく製品に変更を加える権利を留保します。Photonfocus の製品は生命維持装置または他のクリティカルシステムでの使用を意図しておらず、認定も受けておりません。そのようなアプリケーションでの Photonfocus 製品の使用は禁じられています。 Photonfocus、LinLog™および PFRemote™は Photonfocus AG の登録商標です。ここで挙げる製品名および会社名は各社の登録商標または商用名です。

第2章

初めにご使用になるとき

1. パソコンに適当なフレームグラバをインストールしてください。注意適用できるフレームグラバを見つけるには、www.photonfocus.com でフレームグラバインタ－フェ－スリストをご覧ください。

2. フレームグラバソフトウェアをインストールしてください。ヒントフレームグラバソフトウェアをインストールしていないと、カメラのコンフィギュレーションツール、PFRemote はカメラに通信することができません。フレームグラバのメーカーの使用説明書に従ってください。 3. カメラをパッケージから出してください。カメラの中に次のものが入っていることを確認してください。 • •

電源コネクタ(3 極電源プラグ) カメラ本体キャップ（lens キャップ）

もし抜けているものや損傷のあるものがあったら、代理店にご連絡ください。 4. カメラ本体のキャップをカメラから外し、適当なレンズを取り付けてください。

図 2.1. カメラと保護キャップ、レンズ、電源コネクタ

注意センサ表面に触れないでください。イメージセンサを埃および塵から保護してください。注意レンズを選ぶには、www.photonfocus.com.の“Support”の Lens Finder を参照してください。 5. 適当な CameraLink™ ケーブルで(図 2.2 参照)カメラをフレームグラバに接続してください。

図 2.2. カメラとフレームグラバ、電源装置、ケーブル

注意カメラの電源が入ったまま CameraLink™ケーブルを接続したり切ったりしないでください。CameraLink™ケーブルについての詳細はコンフィギュレーションインターフェースのセクションを参照してください。 6. 適当な電源を 3 極電源プラグ(図 2.1 参照)に接続してください。コネクタの組み立ては図 2.1.を参照してください。

注意電源電圧と極性が正しいことを確認してください。最大動作電圧 5V DC (+10/-5%)を越えないようにしてください。注意コネクタのピン配列は電源のセクションに出ています。 7. 電源装置をカメラに接続してください。(図 2.2 参照) ヒントカメラの裏側のステータスランプが短時間赤く点灯し、次に緑で点滅します。詳細はステータスインジケータのセクションを参照してください。 8. カメラのソフトウェア、PFRemote をパソコンにダウンロードしてください。注意 www.photonfocus.com のサポートページに PFRemote の最新のバージョンがあります。 9. PFRemote をインストールしてください。PFRemote 設定ウィザードの指示に従ってください。注意カメラのソフトウェアについての詳細は第 6 章ています。

PFRemote コントロールツールに出

図 2.3. スクリーンショット PFRemote 設定ウィザード

10. PFRemote を起動して通信ポートを選択してください。注意詳細はカメラの初期設定のセクションを参照してください。

図 2.4. PFRemote スタートのウィンドウ

11. カメラの裏側のステータスランプをチェックしてください。

ヒント画像が作られるときステータスランプは緑に点灯し、シリアル通信が有効のときは赤くなります。詳細はステータスインジケータのセクションを参照してください。 12. 完全な EEPROM ダンプを保存することにより、現在のカメラ設定をバックアップしてください。手順については EEPROM ダンプのセクションを参照してください。 13. フレームグラバのメーカーが提供するソフトウェアを使って画像を表示できます。

第3章

製品仕様

3.1 はじめに Photonfocus の CMOS カメラ、MV-D1024 シリーズは、産業用画像処理の要求のアプリケーション向けです。1024 x 1024 ピクセルの解像度、毎秒 150 のフルイメージまでのフレームレートで、120dB までのワイドダイナミックレンジを提供します。カメラは Photonfocus が開発した白黒の CMOS イメージセンサを中心に作られています。主な利点は • • • • • • •

高速で電力消費が少ない。アンチブルーミング LinLog™技術により非常に高画像コントラストの実現高速アプリケーションに理想的：いくつか同時に選択できる読み出しウィンドウ(マルチ ROI)とグローバルシャッタ機能カメラのパラメーター設定およびカメラ内保存用ソフトウェアの提供カメラは CameraLink™デジタルインターフェース。 55 x 55 x 46 mm³の小型サイズのため、MV-D1024 シリーズはスペースが貴重なアプリケーション用に最適なソリューションです。

カメラの一般仕様と機能は次のセクションに記載してあります。

3.2 機能の概観表 3.1. MV-D1024 シリーズの機能概要詳細は第 4 章機能性参照 MV-D1024-28-CL10 インターフェースカメラコントロールコンフィギュレーションインターフェーストリガーモード機能

MV-D1024-80CL-8

MV-D1024-160CL-8

CameraLink™ ベースコンフィグレーション PFRemote (ウィンドウズ GUI)またはプログラミングライブラリ(ウィンドウズ/リナックス) CLSERIAL (9600 ボー) Free running/edge controlled/start-stop/combined リニアモード/LinLog モード/スキミングリージョン・オブ・インタレスト(ROI)/複数・リージョン・オブ・インタレスト(MROI) ラインホッピング/マスター・スレーブモード（MCLK）

3.3 技術仕様表 3.2. カメラの仕様 MV-D1024-28-CL10

MV-D1024-80-CL- MV-D1024-160-CL8 8

テクノロジー

CMOS アクティブピクセル

走査システム

順次走査（プログレッシブ）

光学フォーマット/対角

1'' / 15.42mm

解像度

1024 x 1024 ピクセル

画素サイズ

10.6µm x 10.6µm

センサ－サイズ

10.9mm x 10.9mm

ランダムノイズ

< 0.5 DN RMS @ 8 bit / gain= 1

固定パターンノイズ(FPN)

< 2.5 DN RMS @ 8 bit / gain= 1

暗電流

2fA/pixel @ 30°C 200ke-1

フルウェル容量分光感度感度

400nm ... 900nm 120x103 DN/(J/m) @ 610nm / 8 bit / gain = 1

光学開口率(optical fill factor)

35%

ダイナミックレンジ

> 120dB (LinLog)

カラーフォーマット

白黒

特性曲線(charcteristic curve)

リニアまたは LinLog™、スキミング

シャッタモード

グローバルシャッタ

読み出しモード

逐次蓄積(sequential integration)および読み出し

露光時間

10µs...0.5s

露光時間ステップ解像度

35ns

50ns

25ns

フレームレート(フルフレーム )

27fps

75fps

150fps

28MHz (35ns)

40MHz (25ns)

80MHz (12.5ns)

グレースケール解像度

8bit、10bit

8bit

ルックアップテ－ブル

Yes,10bit to 8bit

ピクセルクロックカメラタップ

アナログゲインデジタルゲイン

Yes,9bit to 8bit

1x または 4x 1x, 2x, 4x

1x, 2x

最小 MCLK 周波数

20MHz

10MHz

最大 MCLK 周波数

28.375MHz

20MHz

40MHz

注意用語の説明は [bib_an015] (用語解説)を参照してください。感度についての詳細は[bib_an008] をダウンロ－ドして参照してください。

表 3.3. 物理的特性および動作範囲 MV-D1024-28-CL-10 MV-D1024-80-CL-8 MV-D1024-160-CL-8 動作温度

0°C ... 60°C

電源

+5V DC (+10% / -5%)

最大電力消費

2.0 W

レンズマウント

C マウント

寸法

55 x 55 x 46 mm³

質量

200 g

適合

実装部品

1/4 インチスレッド(Tripod) / M5 スレッド/ Microbench 対応

図 3.1. 分光感度

3.4 フレームグラバのコンフィギュレーションのパラメータ表 3.4. フレームグラバのコンフィギュレーションに必要なパラメータ MV-D1024-28-CL-10

MV-D1024-80-CL-8

MV-D1024-160-CL-8

28MHz

40MHz

80MHz

10bit

8bit

タップ毎のピクセルクロックタップ数グレースケール解像度

CC1: EXSYNC (共通トリガー信号)、 CC2: MCLK、 CC3: not used、 CC4: EXPOSURE

CC 信号

CameraLink のポートとビット割り当ては CameraLink に準じる。([bib_cameralink_spec]参照)

表 3.5. MV-D1024 シリーズ用 CameraLink のポートおよびビット割り当て MV-D1024-28 MV-D1024-28 MV-D1024-80/-160 MV-D1024-80/-160 Bit

Tap 0、8bit

Tap 0、10bit

Tap 0、8bit

Tap 1、8bit

0 (LSB)

7 (8bit モード用 MSB)

9 (10bit モード用 MSB)

図 3.2. 2tap カメラ MV-D1024-80 および MV-D1024-160 用 tap 割り当て; 0 = tap0、 1 = tap1

第4章

機能性

この章はカメラのコンフィギュレーションモードの概要で、カメラの機能を説明します。目標はカメラで何ができるか説明することであり、設定は後の章で説明されます。

4.1 画像取り込みフリ－ランモードおよびトリガーモードデフォルトにより、カメラは設定可能なあるフレームレートで連続的に画像を出します。(フリ－ランモード)画像取り込みを外部の事象に同期させる必要があるとき、トリガーを使うことができます。(トリガーモードのセクションおよびトリガーのセクション参照)

露光コントロール露光時間はイメージセンサが入ってくる光を蓄積する時間を定義します。モデルによって 10Âµs から 0.5s までに(表 3.2 参照)設定できます。

最大フレームレート最大フレームレートはカメラ形名の速度グレードによって違います。さらに最大フレームレートは画像の大きさによっても違います。(リージョン･オブ・インタレストのセクション（ROI）のリージョン･オブ･インタレスト参照) 当社のホームページに、与えられたリージョン･オブ・インタレスト（ROI）と露光時間の最大フレームレートを計算する計算式があります。

コンスタントフレームレート(CFR) コンスタントフレームレートモード(CFR モード)では、フレームレート(秒毎のフレーム数) はほとんど 0 から最大フレームレートまで変更可能です。これにより少ない画像を得ることもできます。コンスタントフレームレートのスイッチＯＦＦの時、カメラは可能な最大フレームレートで画像を出します。さもなければ定フレームレートのスイッチが切ってあると、露光時間と読み取り時間によりますが、カメラは画像を最高速度で出力します。注意コンスタントフレームレートおよび外部トリガーについての詳細はトリガーのセクションを参照してください。

4.2 ピクセル応答リニア応答

通常カメラは入力光信号と出力グレーレベルの間でかなりリニアの応答を提供します。これは次のセクションで説明しますが、LinLog またはスキミングの使用により変更できます。さらに次のように、リニアのアナログ、デジタルの両方またはいずれか一方のゲイン（型によります。）変更可能。形名による詳細は表 3.2 を参照してください。ハイゲインハイゲインモードは 4 倍の画像輝度のアナログ増幅を提供します。ゲイン x2、x4 ゲイン x2 および x4 はデジタル増幅です。それはデジタル画像データがカメラ内でそれぞれ 2 倍又は 4 倍になることを意味します。

ノンリニア応答 LinLog Photonfocus の CMOS イメージセンサの LinLog™機能により、センサの特性をアプリケーションの要件に適合させることができます。大きな輝度差を含むシ－ンでは、グレーレベル領域上部の圧縮は LinLog™技術で実現できます。輝度が低いときは各画素がリニア応答を示します。輝度が高いときは応答が対数圧縮に変わります。リニア応答と Log 対数応答の遷移領域はスムーズに調整でき、継続的に微分と単調です。

図 4.1. 最も簡単な LinLog 設定: LL2 = COMP = 0 (LinLog1 モードとも呼ばれる)

LinLog の設定には 3 つのパラメータ、LL1、LL2 および COMP が使われます。最も簡単な場合には LL2 と COMP は使われず、0 に設定されます。結果として得られる応答は図 4.1 に示してあります。高輝度は対数圧縮され、低輝度はリニア挙動を示します。リニアおよび対数挙動の遷移点は LL1 パラメーターで調整できます。このモードは“LinLog1”モードとも呼ばれます。しかし多くのアプリケーションには上に示した圧縮は強すぎるかもしれません。ですから LL2 と COMP の 2 つのコンフィギュレーションパラメータが追加されました。このモードは “LinLog2“モードとも呼ばれます。 14

図 4.2. 強い圧縮と弱い圧縮

LinLog2 では応答は 2 つの LinLog 曲線の組み合わせで定義されます。図 4.2 に示すように、LL1 は弱い圧縮の遷移点を定義し、強い圧縮の遷移点の定義には LL2 が使われます。結果として得られる曲線はある量の弱い圧縮とある量の強い圧縮から成っています。図 4.3. に示してあるように、この量はパラメータ、COMP で定義されます。

図 4.3. LinLog2

注意 LinLog 設定の詳細は[bib_an001]および[bib_an024]を参照してください。

スキミングスキミングは画像の暗い領域の詳細の画質を向上させる、Photonfocus の独占技術です。スキミングは、低信号レベルの画素内ゲインの調整可能なレベルを提供します。低いレベルでのハイゲインから、通常のリニア動作を通じて高信号レベルの対数圧縮へのスムーズな単調転送機能により、LinLog と一緒に使えます。

図 4.4. スキミング: 低信号レベルの画素内ゲイン

注意最高の画質を得るため、スキミングはフレーム読み取り後、多少リセット時間を必要とします。ルックアップ表を使ったグレーレベル変換グレーレベル変換は入力画像のグレーレベル値の新しい値への再マッピングで、何らかの形で画像の画質を向上できるかもしれません。画像の各画素のグレースケール値を別のグレースケール値に変換するのにルックアップ表(LUT)が使われます。典型的にはコントラスト拡大のため、転送曲線を実行するのに使われます。

4.2. 画像のサイズ変更 Photonfocus のカメラで画像エリアサイズ変更により、データレートを減少し、フレームレートを増加します。最もよく使われる機能はリージョン・オブ・インタレスト（ROI）です。

リージョン・オブ・インタレスト（ROI）フルイメージ解像度(例えば 1024x1024 ピクセル)を必要としないアプリケーションもあります。画像の大きさをあるリージョン・オブ・インタレスト(ROI)まで縮小することにより、フレームレートを劇的に増加できます。リージョン・オブ・インタレスト（ROI）はどんな長方形のウインドウでも可能で、フルフレーム内の位置と幅と高さによって特定されます。 16

図 4.5 はリージョン・オブ・インタレストのコンフィギュレーションの例を示し、表 4.1 は ROI を縮小することにより、MV-D1024 型のフレームレートをどのように増加できるか数字で表わした例を示します。注意 X 方向および Y 方向の縮小ともフレームレートは高くなります。

図 4.5. ROI コンフィギュレーションの例

表 4.1. 例: 縮小したリージョン・オブ・インタレスト(露光時間 10 µs)を使ったときの MVD1024 シリ－ズのフレームレートの増加 ROI の寸法 MV-D1024-28 MV-D1024-80 MV-D1024-160 1024 x 1024 27 fps

75 fps

150 fps

512 x 512

105 fps

295 fps

588 fps

256 x 256

412 fps

1134 fps

2242 fps

128 x 128

1577 fps

4129 fps

7930 fps

128 x 16

11 076 fps

24 631 fps

39 526 fps

1024 x 1

20 231 fps

40 323 fps

57 471 fps

注意 ROI を使うとき制約が二つありますが、(下記参照) ユーザが何もしなくても PFRemote と PFLib API がそれぞれ設定が正しいことを確認します。 ROI の幅(x 方向)は 4 の倍数である必要があることに注意してください。この制約は y 方向には適用しませんので、ROI の最小の大きさは 4x1 です。しかし最大のフレームレートを得るためには、ROI の大きさは少なくとも 128x1 ピクセルなければならず、水平に中央に置かなければなりません。言い換えれば図 4.6 a に示すように、 ROI は少なくとも 64 ピクセルが両側でセンターラインに重なるように設定が必要です。このルールを満たさない場合(例えば図 4.6 b)はラインポーズ・パラメータは 8 から 32 に調節され、可能な最大フレームレートを得られません。正しいラインポーズ設定は PFRemote と PFLib API がそれぞれ自動的に行います。

注意ラインポーズ・パラメータの説明は読み出しのタイミングのセクションを参照してください。センターラインに十分重ならない ROI を使うことによってどのくらいフレームレートが減少するか計算するには、下記を参照するかまたは当社のホームページの“support”のフレームレート計算式を使ってライン・ポーズを 32 に設定してください。

図 4.6. 最高速度の ROI コンフィギュレーションの制約

4.2.1.4.最大フレームレートの計算フレームレートは露光時間、フレームポーズ、ROI およびラインポーズによって決まります。フレ－ムタイム＝（１/フレ－ムレ－ト）フレ－ムタイム＞（露光時間＋読み出し時間）フレ－ムタイム＞（Tint+tu(py*px+lp)+LP+CPRE）)/taps 露光時間 (10 µs .. 0.5 s)

TInt tu

ピクセルクロック時間（ns）(表 3.2 参照)

ラインポーズ (8 .. 255、デフォルト 8)

CPRE 蓄積完了とデータ転送開始の間のクロック(すべての型に一定の CPRE=42) タップ

タップ数 (表 3.2 参照)

x 方向のピクセル数 (4..1024 列)

y 方向のピクセル数 (1..1024 行)

Photonfocus ホームページのサポート領域に最大フレームレートを計算する計算式があります。

マルチプル・リージョン・オブ・インタレスト（Multiple Regions of Iterest） MROI MV-D1024 カメラは 17 までのリージョン・オブ・インタレスト（MROI）が扱えます。この機能はイメージデータを減少し、フレームレートを増加することが可能。マルチプル・インタレスト・オブ・リージョン(MROI)を使った典型的なアプリケーションの例は、レーザーラインがいくつかある、レーザー三角測量装置です。マルチプル ROI は結合されて単一の画像を形成し、フレームグラバに転送されます。ウィンドウが重なることはできず、すべてのウィンドウは幅が同じでなければなりません。 MROI モードの最大フレームレートは読み出されている行と列の数によって決まります。行の合計数は y 方向の画像の大きさに一致し、列の合計数(MROI の幅)は x 方向の大きさになります。最大フレームレートの計算の詳細は最大フレームレートの計算のセクションを参照してください。

図 4.7. マルチプル・リージョン・オブ・インタレスト

ラインホッピングラインホッピングはフレームレートを増加する、もうひとつの方法です。これは画像のすべての n 行を転送して画像の高さを n 乗だけ減少します。ラインホッピングは ROI または MROI と一緒に使うこともできます。

4.3. トリガーモードトリガー信号では画像取り込みが外部と同期させることができます。トリガー信号はフレームグラバそのものによって作ることもできますし、ホトカプラ-のような外部のソースによって作ることもできます。 MV-D1024 カメラには 3 つのトリガーモードがあります。 Exsync トリガーモード

このトリガーモードではカメラはある露光時間で設定されています。トリガーのパルスが画像取り込みをスタ－トさせます。 Start/Stop トリガーモードこのトリガーモードでは 2 つのトリガー信号を使います。最初の信号が画像取り込みを始め、2 番目の信号がそれを止めます。ですから露光時間は 2 つの信号の間の遅延によって設定されます。 ExSync/Exposure トリガーモードこのトリガーモードでは Exsync トリガーモード同様、トリガーのパルスが画像取り込みをスタ－トしますが、それに加えてトリガーのパルス幅も露光時間の長さをコントロールします。詳細とそれそれのタイミングの図はトリガーのセクションを参照してください。

4.4. 動作モードマスターとしてのカメラデフォルトにより、カメラがマスターでフレームグラバがスレーブです。これはカメラがピクセルクロックを作り、フレームグラバーに転送することを意味します。

図 4.8. デフォルト動作モード: カメラがマスター

スレーブとしてのカメラ (MCLK モード) アプリケーションによってはカメラをスレーブモードに設定できます。(マスタークロックモード、MCLK モードとも呼ばれます。) この場合はフレームグラバがマスターで、ピクセルクロックを提供します。カメラをスレーブモードで使う例は • •

お客様の定義したピクセルクロックを使った OEM アプリケーション 2 台以上のカメラの低ジッタ-同期 (例えば立体視)

図 4.9. マスタークロック動作モード:ピクセルクロックは外部供給

MCLK モードでカメラを使う場合の詳細についてはマスタークロックのセクションを参照してください。

4.5. コンフィギュレーションインターフェース CameraLink のシリアルインターフェース CameraLink のカメラは RS232 対応の非同期シリアルインターフェースを通じてユーザがコントロールできます。図 4.10 に示すように、このインターフェースは CameraLink のインターフェース内に包含されており、物理的に直接アクセスできません。シリアル通信は通常フレームグラバを通じて送られます。フレームグラバによってはフレームグラバからパソコンのシリアルインターフェースまで、シリアルケーブルを接続する必要があるかもしれません。

図 4.10. カメラ通信用の CameraLink シリアルインターフェース

異なるカメラを異なるフレームグラバにインターフェースで連結するため、CameraLink 規格はソフトウェア、API を定義します。これはシリアルインターフェースを初期化し、読み、書き、閉じる機能がどのように見えるべきか定義します。これらの機能の裏のコードはフレームグラバによって異なり、フレームグラバのメーカーによって書かれます。その後機能は clserXXX.dll と呼ばれる DLL にコンパイルされますが、XXX はフレームグラバのメーカーのユニークな識別名です。 PFRemote のカメラのコンフィギュレーションツールは PFLib API 同様、カメラと通信して機能をコントロールするため、シリアルインターフェースを使います。シリアルインターフェースは clserXXX.dll を通じてアクセスします。ですから、フレームグラバのメーカーに適した clserXXX.dll が PFRemote executable (例えば C:\Program Files\PFRemote)と同じディレクトリに載っている必要があります。この DLL は通常フレームグラバのドライバをインストールした後、windows\system32 ディレクトリで見つけます。シリアル・コンフィギュレーション・パラメータは CameraLink 規格に定義してありますが、次の通りです。9600 baud, 1 start bit, 1 stop bit, no parity, no handshaking.

第5章

ハードウェアのインターフェース

5.1 コネクタ MV-D1024 カメラは次のインターフェースで外部の構成部分と接続します。 • •

CameraLink コネクタ電源用コネクタ

コネクタはカメラ後部にあります。図 5.1 はプラグとカメラの動作を表示するステータス LE ランプを示します。

図 5.1. カメラの後部

CameraLink コネクタ CameraLink インターフェースとコネクタは[bib_cameralink_spec]に仕様があります。ピン配列を含む詳細は付録の付録 A ピン配列を参照してください。このコネクタはコンフィグレーション、画像データ、トリガー信号を伝送するのに使われます。

電源カメラは単一電圧入力(表 3.3 参照)を要します。調整されたリニア電源は最適性能を提供しますが、標準スイッチング電源を使ってもカメラはすべての性能仕様を満たします。警告カメラに適切な電圧で使用することが非常に重要です。電圧が正しくなければカメラを損傷します。５V DC min.600mA

ピン配列を含む詳細は付録の付録 A ピン配列を参照してください。

ステータスインジケータカメラの裏側のステータスランプはカメラのステータスについての情報を提供します。赤のランプシリアル通信が有効なとき、ステータスランプは赤くなります。緑のランプ画像が読み出されるとき、ランプは緑に点灯します。ランプはフレームレートに従って点滅しますが、フレームレートが高いとき、読み出し時間÷フレーム時間の比に比例した輝度で、ランプは継続的に見える緑の点灯に変わります。注意フレーム時間が比較的長く ROI 設定が非常に小さい場合、カメラが正しく作動していても、ランプの緑のパルスが短すぎて日中の光では見えないかもしれません。カメラがデフォルトモードのとき、ランプは電源を入れた後短時間赤く点灯し、その後フレームレートに従って点滅します。

5.2. CameraLink データのインターフェース CameraLink 規格は画像データ転送、コントロール情報およびシリアル通信の信号を含みます。データ信号 CameraLink データ信号は画像データを含んでいます。画像データをカメラからフレームグラバに送るため、MV-D1024 カメラの形名によって、可変ビット解像度の 1 つまたは 2 つのタップが使われます。さらに FVAL、LVAL、DVAL のようなハンドシェイク信号が同じ物理的チャネルで伝送されます。カメラコントロール情報カメラコントロール信号(CC 信号)は、カメラにある信号を与えるため、カメラのメーカーが定義できます。CC 信号は 4 つあり、すべてデータがフレームグラバからカメラに流れ、非方向性です。例えば、外部のトリガーは CC 信号 (MV-D1024 カメラの CC 割り当ては表 5.1 参照)によって提供されます。

表 5.1. Photonfocus で使われている、カメラコントロール(CC)信号のまとめ CC1 EXSYNC

外部のトリガー。フレームグラバそのもの(ソフトウェアトリガー) または外部のイベント(ハードウェアトリガー)によります。

CC2 MCLK

マスタークロック。デフォルトにより、カメラは自分のピクセルクロックを作る。しかし、マスタークロックで作動しているときは、フレームグラバが CC2 を通じてピクセルクロックをカメラに供給。詳細はマスタークロックのセクション参照。

CC3 CTRL

コントロール。この信号は将来の目的のために取っておかれ、使用されません。

スタ－ト/ストップ外部トリガーモードで使用。EXSYNC 信号(CC1) CC4 EXPOSURE は露光時間の始まりをマークし、SYNC 信号(CC4)は露光時間の終わりを定義する。

ピクセルクロックピクセルクロックはデフォルトによりカメラ上に作られ、同期のためフレームグラバに供給されます。マスタークロックモード(MCLK、マスタークロックのセクション) ではピクセルは外部から供給することができます。

シリアル通信 CameraLink のカメラは RS232 対応の非同期シリアルインターフェースを通じてユーザがコントロールできます。このインターフェースは CameraLink のインターフェース内に包含されており、物理的に直接アクセスできません。詳細は CameraLink のシリアルインターフェースのセクションを参照してください。

図 5.2.

1-タップの CameraLink システム

図 5.3.

2-タップの CameraLink システム

フレームグラバは適当なタップと解像度設定で設定する必要があります。さもないと画像がゆがんだり、正確なアスペクトレシオで表示されなかったりします。フレームグラバ関連仕様のまとめの表はフレームグラバのコンフィギュレーションパラメータのセクションを参照してください。図 5.2 および図 5.3 は 1 タップおよび 2 タップのシステムを象徴的に示しています。タップについての詳細は[bib_an021]を参照してください。 25

5.3. 読み出しのタイミング標準読み出しタイミングデフォルトにより、カメラはフリ－ランモードで、外部のコントロール信号なしに、事前設定したフレームレートで画像を出します。センサは常にノンインターリーブモードで操作されますが、それは事前設定された露光時間の後、センサが読み出されることを意味します。その後センサがリセットされ、新しい露光が始まり、画像情報の読み出しが再開します。データはピクセルクロックの立ち上がりエッジで出力されます。FRAME_VALID (FVAL)および LINE_VALID (LVAL)信号は必要な画像情報を制御します。SHUTTER 信号はセンサの有効な蓄積相を表示し、確認の為に、示されます図 5.4 はコントロール信号およびデータ信号のタイミング挙動を図示します。

図 5.4. タイミング図フレーム読み出し

表 5.2. タイミング図に使われるコントロール信号およびデータ信号の説明フレーム時最大フレーム時間は露光時間＋データ読み出し時間として定義される。間露光時間

画素が入ってくる光を蓄積する時間

PCLK

CameraLink インターフェース上のピクセルクロック

SHUTTER

確認のためのみ示される内部信号 ON。画素が入ってくる光を蓄積し、画像が取り込まれる,露光は shutter 信号入力後４クロック後に開始

FVAL 一つのフレーム全体のデータが転送される間は ON。 (frame valid) 一つのラインのデータが転送されるとき ON。例：40x480 ピクセルの画像を転 LVAL (line 送するため、一つの FVAL ｱｸﾃﾌﾞ時間内に 480 LVAL ある。1 LVAL は 640 ピ Valid) クセルクロックサイクルで継続。 26

DVAL (Data データが必要なとき ON。 Valid) DATA

転送されたピクセル値。例：1024x1024 ピクセルの画像には、一つの LVAL アクテイブ high 時間内に転送された 1024 値、または一つの FVAL 時間内に 1024*1024 値ある。

画像データを読み出しているとき、最初のラインの前および次のラインすべての後、プログラムできる遅延。正しいセンサ動作のためには小さいラインポーラインポースが必要である。デフォルトにより 8 クロックサイクルに設定されている。典ズ型的にはユーザが調節する必要がない。リージョン・オブ・インタレストのセクション (ROI)参照。

コンスタントフレームレート(CFR) カメラがコンスタントフレームモードのとき、フレームレートはほとんど 0 から最大フレームレートまで変更が可能です。ですから、フレーム時間が決めるより少ない画像を取り込むことが可能です。露光時間および読み出し時間が設定されたフレーム時間より少なければ、カメラはフレーム時間が終わるまでアイドルモードで待ちます。（図 5.5 の V ブランク参照）

図 5.5. 定フレームレート = ON

一方、コンスタントフレームレートのスイッチ OFF の時、露光時間および読み出し時間によりますが、カメラは画像を最大速度で出力します。フレームレートは露光時間に直接影響されます。外部のトリガーを使う場合は外部のトリガーを使う場合の注意のセクションを参照してください。

図 5.6. コンスタントフレームレート= OFF

5.4. トリガー概要トリガーは露光を開始する機能です。トリガー信号はフレームグラバ上に作られるか、(ソフトトリガー)ホトカプラのような外部の装置から送られます。 MV-D1024 カメラには 3 つのトリガーモードがあります。トリガー信号 ExSync はフレームグラバにより CC1 に送られなければなりません。トリガーモードの一つは EXPOSURE と呼ばれる追加の信号を使いますが、これは CC3 に供給されなければなりません。 1. トリガーExSync：露光は ExSync 信号のエッジで開始される。露光の長さはカメラに事前設定された露光時間によって定義される。 2. トリガーStart/Stop：露光は ExSync 信号のエッジで開始され EXPOSURE 信号の後続ノエッジで停止される。 3. トリガーExposure：露光は ExSync 信号のエッジで開始される。ExSync パルスの幅が露光時間を示す。

ExSync および Sync 信号の極性はアクティブ・ハイ(デフォルト)またはアクティブ・ローに設定できます。図 5.7 はトリガーモードのまとめを示します。 28

5.7. トリガー概要

次のセクションではこの 3 つのトリガーモードの、デフォルトのモードであるアクティブ・ハイ極性のタイミングを説明します。

トリガーExSync ExSync トリガーモードでは、外部のトリガーパルスの立ち上がりエッジ (アクティブ・ハイ) で画像取り込みが始まります。画像は事前設定した露光時間後、読み出されます。読み出し後、センサはリセット状態に戻り、カメラは新しいトリガーパルスを待ちます。データはピクセルクロックの立ち上がりエッジに出力され、CameraLink™ ハンドシェ－ク信号、FRAME_VALID (FVAL)および LINE_VALID (LVAL)は必要な画像情報をカバ-します。図 5.8 の信号、SHUTTER はセンサの有効な蓄積相を表示し、確認のためだけに示されます。

図 5.8. トリガーExSync タイミング図

トリガーStart/Stop 図 5.9 に示すように、スタ－トストップトリガーモードでは露光時間は ExSync および Sync 信号によって決められます。センサは外部のトリガーパルスの立ち上がりエッジ(アクティブ・ハイ)でリセットされ、画像の露光が始まります。必要であれば、極性はアクティブ・ローに変更できます。蓄積は外部の SYNC 信号の立ち上がりエッジで終わります。露光時間が終わった後画像が読み出されます。読み出し後、センサはリセット状態に戻り、カメラは新しいトリガーパルスを待ちます。データはピクセルクロックの立ち上がりエッジで出力されます。CameraLink™の FRAME_VALID (FVAL)および LINE_VALID (LVAL)信号は必要な画像情報をカバ-します。 SHUTTER 信号はセンサの有効な蓄積相を表示し、確認のためだけに示されます。

図 5.9. トリガー Start/Stop タイミング図

トリガーExSync/Exposure ExSync-Exposure トリガーモードではセンサは外部のトリガーパルス EXSYNC の立ち上がりエッジでリセットされ、画像の露光が始まります。必要であれば、極性はアクティブ・ローに変更できます。蓄積は EXSYNC 信号の立下りエッジで終わります。EXSYNC 信号は、内部の露光コントロールが 1 クロックサイクル後で有効になるように、センサコントロールで刻時パルスを送り込まれています。(SHUTTER 信号参照) 露光時間が終わった後、画像が読み出されます。読み出し後、センサはリセット状態に戻り、カメラは新しいトリガーパルスを待ちます。データはピクセルクロックの立ち上がりエッジに出力されます。CameraLink™の FRAME_VALID (FVAL)および LINE_VALID (LVAL)信号は必要な画像情報をカバ-します。SHUTTER 信号はセンサの有効な蓄積相を表示し、確認のためだけに示されます。

図 5.10. トリガー ExSync/Exposure タイミング図

外部のトリガーを使う場合の注意同期および非同期のリセット定フレームレート(CFR)モードはトリガーモードで使われたとき、もう一つ意味があります。

表 5.3. 同期および非同期のリセットコンフィギュレーションカメラは設定されたフレームタイムで定義されたように、コンスタント同期 Reset_ CFR フレームレートで画像を出します。トリガーの周波数が最大フレームレ = on table ートを越えると、余分のトリガーパルスは棄却されます。非同期 Reset_table

余分のトリガーパルスはブロックされず、カメラは非同期リセットモー CFR ドで使えます。読み出し時間中にトリガーパルスが来た時点で、カメラ = off はカレントラインの出力を完了し、その直後に新しい露光を開始します。これは完全な画像がフレームグラバにいかないことを意味します。

LinLog 重要完全な LinLog 機能は ExSync トリガーモード(トリガーExSync のセクション参照)にしかありません。その理由は COMP パラメータが露光時間の長さによって違うからです。露光時間がトリガーパルスの長さのような外部のパラメータで決まるとき、カメラは COMP パラメータを正確に 31

設定できません。しかし基本的な LinLog 機能(LinLog1、COMP および LL2 をゼロに設定して)はすべてのトリガーモードにあります。トリガー遅延トリガーのエッジとカメラの露光間の全体の遅延は、フレームグラバとカメラの遅延から成っています。(図 5.11) 電圧スパイクによる偶発的なトリガーを避けるため、通常フレームグラバの遅延は比較的大きいのです。(図 5.12 参照)

図 5.11. トリガーソースからカメラまでのトリガー遅延の図示

図 5.12. トリガー遅延のタイミング図

フレームグラバの遅延についてはフレームグラバのメーカーにお尋ねください。カメラの遅延は一定のトリガー遅延と変動する遅延（ジッタ-）から成っています。各型の値は表 5.4 を参照してください。

表 5.4. MV-D1024 シリーズの最大カメラトリガー遅延カメラの型

カメラのトリガー遅延(コンスタント) 最大カメラトリガージッタ－

MV-D1024-28 210 ns

35 ns

MV-D1024-80 300 ns

50 ns

MV-D1024-160 150 ns

25 ns

5.5. マスタークロックデフォルトにより、カメラはピクセルクロックを作り、同期のため、フレームグラバに送ります。アプリケーションによっては、カメラをスレーブモードにして外部のピクセルクロックを供給するほうが便利かもしれません。(動作モードのセクション参照) 例として、特別のピクセルクロック周波数にインターフェースで連結するため、カメラを MCLK モードで使うこともできます。もう一つの例は、2 台以上のカメラに共通のクロックが供給される、高度に同期のステレオアプリケーションです。注意最大 MCLK は CameraLink™ ピクセルクロック周波数÷タップ数で示されます。MCLK 周波数の下限は CameraLink の仕様に示されています。詳細は[bib_an010]および[bib_an007]を参照してください。 MCLK の上限および下限はカメラの型によって違います。仕様は表 3.2 を参照してください。

第6章

PFRemote コントロールツール

6.1. 概要 PFRemote は Photonfocus のカメラ用のグラフィカルコンフィギュレーションツールです。最新のリリースは www.photonfocus.com のサポートエリアからダウンロードできます。 Photonfocus のカメラはすべて PFRemote で設定するかまたは PFLib SDK ([bib_pflib])を使ってソフトウェアでプログラムできます。図 6.1 に図示するように、PFRemote と PFLib はそれぞれカメラのパラメータをコントロールします。画像を取り込んでプロセスするには、このソフトウェアかフレームグラバに付いてくる SDK を使ってください。PFRemote 設定中に PFLib SDK マニュアルをインストールするのなら、\PFRemote ディレクトリにマニュアルがあります。

図 6.1. フレームグラバ・ソフトウェアと PFRemote および PFLib

PFRemote はウィンドウズでのみ使えます。リナックスや QNX システムには、ご請求いただければカメラをコントロールするのに必要なソースコードを提供していますが、グラフィカルユーザインターフェースはございません。重要リナックスおよび QNX には無料サポートを提供しておりません。詳細は当社にご連絡ください。

6.2. インストールの注意事項 PFRemote をインストールする前に、フレームグラバソフトウェアが正しくインストールされているかどうか確認してください。PFRemote 設定ウィザードがあなたのフレームグラバを選択するよう、要求します。それから必要なファイルをフレームグラバ・インストレーションから\PFRemote ディレクトリにコピーします。あなたの CameraLink 対応フレームグラバが設定ウィザードのリストに載っていない場合は、次のことを行ってください。 • •

• •

PFRemote インストール中にフレームグラバについて聞かれたとき「Other CameraLink compliant Grabber」を選択してください。インストール後、フレームグラバのソフトウェアの配布用パッケージの中から CLSER*.DLL in を見つけてください。(*どのベンダーの拡張子にもマッチします。) このファイルは通常\windows\system32 ディレクトリまたはフレームグラバソフトウェアのインストレーションディレクトリの中に入っています。 CLSER*.DLL を PFRemote インストレーションディレクトリ(普通は C:\Program Files\PFRemote)の中にコピーして、名前を CLSER.DLL に変更してください。 PFRemote を起動してください。ポート名 cl0 および cl1 が表示されます。

DLL ディペンデンシ－カメラと通信できるためには、いくつかの DLL が必要です。 • • •

CAMDLL.DLL： DLL 取り扱いカメラ検出および特定のカメラ DLL へのスイッチング。

この DLL は CAMWRAPPER.DLL とされることもある。 CAMDLLmodel_specifier.DLL：カメラによって異なる DLL、例えば CAMDLL_MV1024.DLL COMDLL.DLL：通信 DLL。(フレームグラバによって異なる)これは通常フレームグラバソフトウェアと一緒に届けられる DLL である。この COMDLL は CameraLink に特定とは限らないが、フレームグラバのメーカーが提供すべき CameraLink API 対応 DLL に依存するかもしれない。（上記の通り）

この DLL についての詳細は SDK マニュアル([bib_pflib])にあります。

6.3. 使用法カメラの初期設定起動すると PFRemote は COMDLL から送られた、使える通信ポートのリストを表示します。例えば CameraLink 標準ポートを使った COMDLL は下のようになります。

図 6.2. PFRemote ポートのリスト

特定のポートにカメラを開くには、ポート名(例えば cl0)をダブルクリックしてください。あるいはポート名を右クリックして、Open & Configure を選択してください。その後ポートに Photonfocus 対応カメラを聞きます。

図 6.3. PFRemote とカメラのポートが開かれた後のコンフィギュレーションウィンドウ

カメラがうまく開くとコンフィギュレーションダイアログが表示されます。(図 6.4) 今度はポート名ではなく、カメラの型名が表示されます。カメラの型名を右クリックすると次のオプションが表示されます。

カメラのポートのオプションメニュー Info カメラ情報を示す Reset カメラをリセットする Close カメラを閉じて通信ポートを解除する

カメラのコンフィギュレーションダイアログカメラの設定には PFRemote コンフィギュレーションダイアログが使われます。次のカメラのパラメータを設定するのにタブを使います。 Exposure/Trigger 露出時間、フレーム時間、トリガーモード、マスタークロックモードの設定 Window リージョン・オブ・インタレスト、マルチプル RIO、ラインホッピングの設定 Characteristics アナログゲイン/デジタルゲイン、ルックアップ表、LFSR (リニアフィードバックシフトレジスタ、LFSR を使ったトラブルシューティングのセクション参照)の設定

LinLog/Skim LinLog およびスキミングのパラメータの設定

図 6.4. PFRemote のコントロールパネル

これらのパラメータおよび右側のコントロールボタンについては次のセクションで説明します。注意いろいろなカメラの型の詳細は第 4 章

機能を参照してください。

共通のコントロールボタン

6.3.1.1.

Reset to Defaults カメラをリセットして電源オン値をコンフィギュレーションダイアログボックスに再読み込みしてください。 Store in EEPROM 新しいブートアップ値としてカメラの EEPROM に現在の設定を保存してください。注意ハイゲイン、スキミング、デジタルゲイン設定は EEPROM に直接保存できません。これが問題であれば Photonfocus サポートに詳細をお尋ねください。 Factory Reset EEPROM から工場設定を復元します。これは時間がかかるかもしれません。

注意カメラの設定の EEPROM への保存についての詳細はカメラのメンテナンスツールのセクションおよび[bib_an004]を参照してください。 6.3.1.2.

露光設定およびトリガー設定

図 6.5. 露光およびトリガーのコントロール

Free Running フリ－ランニングモードではカメラはフレーム時間が定めるフレームレート(秒毎のフレーム数)で継続的に画像を出します。詳細は画像取り込みのセクションを参照してください。 Extern Sync Extern Sync モードでは画像を外部のイベント（外部のトリガー）に同期できます。詳細はトリガーのセクションを参照してください。 Advanced アドバンストリガーモード(次のセクション参照)に設定してください。 Constant FrameRate コンスタントフレームレートボックスにチェックマークをつけると、フレームレートはほとんど 0 から最大フレームレートまで変更できます。ですから最大フレームレートより少ない画像を得ることができます。フレームレートはフレーム時間スライダーで調節できます。定フレームレートがオフの場合、カメラはできるだけ速く画像を出します。詳細は画像取り込みのセクションを参照してください。 LinePause

ラインポーズ・パラメータは画像データを読み出しているとき、最初のラインの前と後続のラインすべての後でプログラムできる遅延です。正確なセンサ動作には小さなラインポーズが必要です。デフォルトにより 8 クロックサイクルに設定されており、普通はユーザが調節する必要がありません。詳細は読み出しのタイミングのセクションを参照してください。 Exposure Time 露光時間のスライダーはミリセカンドで露光時間の調節を可能にします。選ばれた露光時間が必要とするなら、フレーム時間は自動的に調節されることに注意してください。詳細は画像取り込みのセクションを参照してください。 Frame Time このスライダーは定フレームレートがオンの場合のみ使用可能です。これはミリセカンドでフレームレートを定めます。選ばれたフレーム時間が必要とするなら、露光時間は自動的に調節されることに注意してください。詳細は画像取り込みのセクションを参照してください。 Framerate 関連したパラメータが変更されるたびに、フレームレート表示はアップデートされます。フレームレートを調節するには、フレーム時間と露光時間をそれぞれ設定してください。アドバンストリガーモード

6.3.1.3.

図 6.6. 露光およびトリガーのコントロール

Slave mode 外部のマスタークロックの同期。詳細は動作モードのセクションを参照してください。 Sync pulses high active デフォルトにより、このボックスはチェックマークがつけてあります。これを選択しない場合はトリガー信号はローアクテブでなければなりません。 Ext. Trigger with programmed exposure デフォルトモード。露光は ExSync 信号の端で開始されます。露光の長さはカメラの中に事前設定された露光時間によって定義されます。 Ext. Trigger exposure start, Exp stop 露光は ExSync 信号のエッジで開始され、Exposure 信号の次の端で止められます。 Combined Trigger/Exposure 露光は ExSync 信号のエッジで開始されます。ExSync パルスの幅が露光時間を示します。注意タイミング図およびトリガーモードについての詳細はトリガーのセクションを参照してください。 6.3.1.4.

リージョン・オブ・インタレスト（ROI）、ラインホッピング

図 6.7. カメラのウィンドウ設定

リージョン・オブ・インタレスト（ROI）は長方形[x, y, w, h]として定義されます。 x 40

左上のコーナーの x 座標、0 から始まる y 左上のコーナーの y 座標、0 から始まる w ウィンドウの幅 h ウィンドウの高さ注意リージョン・オブ・インタレスト(ROI)は PFRemote ではウィンドウ・オブ・インタレスト (WOI)と呼ばれます。

図 6.8. オリジン(0,0)は画像の左上のコーナーにあります。

注意リージョン・オブ・インタレスト（ROI）を使うときの制約はリージョン・オブ・インタレストのセクション（ROI）を参照してください。注意すべてのフレームグラバが動作中にウィンドウ変更を扱えるわけではありません。フレームグラバのアプリケーションがクラッシュしたら、ウィンドウの大きさを調節する前にグラバを止めて、フレームグラバソフトウェアの中に同じウィンドウの大きさを設定するようにしてください。ラインホッピングパラメータはラインの読み出しステッピングを定義します。例えば 2 は奇数のラインをスキップします。

MROI / マスクモード MROI モードが起動されると、最大数 16 のマスクを現在のリージョン・オブ・インタレスト（ROI）に適用します。マスクはスキップされて読み出されないスキャンラインの範囲と定義され、さらに画像取り込みをスピードアップします。マスクウィンドウは重なってはならないことに注意してください。親ウィンドウ(主 WOI)は最初のマスクを含まなければなりませんが、使われないマスクは除外ができます。マスクは Y スタート値と高さ H で定義されます。これらは主 WOI に類似して入力されます。 MROI の例画像の 5 つの領域に興味があると想定してください。画像をマスクすることを考えなければならないので、これは 4 つのウィンドウマスクになります。最初のウィンドウは 96 ピクセルの高さがあって、座標(120, 100)でスタートするなら、設定は表 6.1 に示されるようになるかもしれません。マスクは 4 つしか使われていないので、5 番目とそれ以降すべてのマスクが主 WOI の外になるようにしなければなりません。例えば Y 値は 1023 に設定することができます。

図 6.9. MROI の例: MROI マスクをグレーで示した画像(左)、フレームグラバに転送されてできた画像 (右)

表 6.1. MROI の設定例主 WOI

X: 120, Y:100, W:800, H:696

マスク 0

Y: 192, H: 80

マスク 1

Y: 346, H: 60

マスク 2

Y: 460, H: 50

マスク 3

Y: 662, H: 40

マスク 4..15 (使われない) Y: 1023, H:1

特性曲線、増幅

図 6.10. 特性設定

High Gain トグルハイゲイン増幅(リニア応答のセクション参照) Resol. mode カメラのグレーレベル解像度(ADC 解像度)、デジタルゲイン、LUT または LFSR を選択してください。(CameraLink 信頼性試験、LFSR を使ったトラブルシューティングのセクション参照) LUT スロットあれば LUT 数 n に変えてください。 Edit LUT LUT エディタウィンドウを開いてください。(LUT エディタのセクション参照)

LUT エディタ図 6.11. LUT エディタダイアログ

LUT エディタは輝度値をデジタル方式で他の値に再マップする、ルックアップ表が作れるようにします。この変換はカメラ内で直接行われ、入力範囲[0, 2-1](カメラのグレーレベル解像度による n)が出力範囲[0, 255]にマップされます。 LUT エディタのキャンバス表示はスプライン曲線または自由点を表示します。スプライン方式では、曲線は 5 つのコントロールハンドルによって定義できます。 LUT 曲線の編集は、スプラインモードのコントロール点をドラッグすることにより、あるいは自由方式のウィンドウにペイントすることにより行います。曲線をアップロードする用意ができたら、まずカメラの RAM(デフォルト)でテストするべきです。 Send を押すことにより LUT データをカメラにアップロードします。これは時間がかかるかもしれません。LUT 方式が使用可能になっていなかったら、自動的にオンになります。 Send ボタンの右隣りの数値制御で宛て先を選択することにより、LUT は最後にカメラの EEPROM スロットの一つに保存できます。さらに LUT 表はカメラからダウンロードして Receive ボタンでディスクに保存できます。曲線方式によって曲線のパラメータは次のいずれかです。 • •

スプライン方式：設定名を LUT スプラインセットセレクタに入力し、Save を押すことにより、LUT スプラインセットに保存されます。フリ-方式：読み取り可能な ASCII 16 進コードダンプファイルに保存されます。

スプライン方式なら、セットはドロップダウンコントロールから選択できます。エントリーは Delete ボタンで消すことができます。

6.4. カメラのメンテナンスツールカメラに保存されたデフォルト設定は「16 進ファイル」を使うことにより、パソコンにアップロードまたはダウンロードできます。これはカメラのレジスタのダンプを含む ASCII ファイルです。コンテンツはチェックサムに保護されており、ユーザは変更できません次のメンテナンス機能があります。 Dump EEPROM カメラのデフォルト設定のダンプ、EEPROM を 16 進ファイルに作ります。既存のファイルに追加します。 Dump Settings カメラ設定のダンプのみ作ります。EEPROM Recovery を使って、カメラに特定の校正値を破壊せずにこの設定を他のカメラにコピーできます。 EEPROM Recovery 16 進ファイルからカメラの EEPROM を復元します。このファイルは適当なバリデーションなしではユーザが修正できないことに注意してください。重要完全な EEPROM ダンプを他のカメラに転送しないでください。これは工場の校正データを破壊します。カメラの設定を他のカメラに転送する必要がある場合、Dump Settings を使ってください。

EEPROM ダンプ現在保存されているカメラ設定は EEPROM ダンプを行うことにより、パソコンにダウンロードできます。ファイルのダイアログボックスを開く PFRemote のメニューのオプション、 Tools...Dump EEPROM を使い、ディレクトリおよび EEPROM ダンプの名前を選択してください。その後 EEPROM の内容はカメラから読まれます。既存のファイルを選択した場合、新しいダンプはそのファイルに追加されます。(いくつかのカメラの EEPROM を同じファイルに読み込むことが可能になります。) EEPROM 読み出しプロセスは 1 分以上かかるかもしれません。注意カメラを受け取った後、バックアップとして完全な EEPROM ダンプを作ることをおすすめします。

EEPROM のアップデートカメラを正しく動作させるために、EEPROM の復元またはアップデートが必要な場合があります。古い型のカメラで、カメラを開けると警告が現れるとき、あるいは EEPROM のヘッダーが汚染した場合起こり得ます。 Photonfocus のサポートからアップデートした 16 進ファイルを受け取ったら、メニューのオプション、Tools... EEPROM Recovery を使ってカメラにアップロードできます。アップロードが成功したら、(1 分までかかります。)カメラのポートを閉じて開けなおしてください。 16 進ファイルのアップデートを得るには、<support@photonfocus.com>に次の情報を含めた e メールを送ってください。 1. カメラのシリアル番号 2. 可能であれば、カメラの EEPROM ダンプ 16 進ファイル(EEPROM ダンプのセクション参照) 重要アップロードの前に、16 進ファイル名(または 16 進ファイルの内部)のシリアル番号が、カメラのものと一致することを確認してください。間違った EEPROM ダンプファイルをアップロードすると工場の校正を破壊します。

6.5. MV-D1024 シリーズのカメラに特定の設定 Linlog、スキミング図 6.12. Linlog 設定パネル

LinLog LinLog 機能の説明はノンリニア応答のセクションを参照してください。LinLog 設定についてのヘルプは[bib_an001]および[bib_an024]を参照してください。 46

注意 PFRemote はカメラから LinLog の状態を決められないので、電源を入れた後 LinLog Control が Default として表示されます。LinLog Control のドロップダウンボックスから LinLog2 を選択することにより明示的に LinLog をオンにすると、LL1、LL2 および COMP のスライダーが使用可能になります。言い変えれば、LinLog をオンにして設定を EEPROM に保存すると、LinLog がオンであっても、PFRemote を再スタートさせた後 LL1、LL2、および COMP のスライダーが使用不能になり、LinLog Control は Default に設定されています。LinLog Control を LinLog2 にするとスライダーは使用可能になります。あるいは電源を入れた後、Reset の Defaults ボタンを押すこともできます。スキミングスキミングモードは暗い部分を明るくさせることができます。詳細はスキミングのセクションを参照してください。注意 PFRemote をスタートさせた後、Skim チェックボックスをオンにしても、スキミングスライダーは使用不能になります。Reset ボタンを押すか、LinLog Control をオフか LinLog2 に明示的に設定することにより、使用可能にできます。

校正図 6.13. PFRemote 校正パネル

カメラは組み立て後校正してありますので、通常校正する必要がありません。再校正または特別のアプリケーション用にカスタマイズが必要になる場合もあるかもしれません。 47

校正ダイアログは Camera... Calibration のメニューを通じて表示されます。コンフィギュレーションダイアログを通じてデフォルトを復元することにより、電圧変更はいつでも元に戻すことができます。グレーアウトされたエントリーはユーザが変更することはできません。 Offset Lowgain ローゲイン設定(つまりハイゲインオフ)用の黒レベルオフセット電圧 Offset Highgain ハイゲイン設定用の黒レベルオフセット電圧 VSkim スキミング電圧。このコントロールより、カメラのコンフィギュレーションダイアログの LinLog タブのスキミングを変更することをおすすめします。校正にはリアルタイム・ヒストグラム機能のついた、フレームグラバソフトウェアが必要です。グラブした画像の最小グレー値を見ることにより、校正を行うことも可能です。 1. 工場で入れたカメラ本体キャップで C マウントをカバーするか、カメラの絞りを閉じることにより、センサが光を受けないようにしてください。 2. HighGain が OFF であることを確認し、図 6.14 a)のように黒レベルのピークが表示するように LowGain オフセット電圧を変更してください。 3. HighGain も同様にしてください。チェックボックスを通じて HighGain を作動させ、黒レベルの分布が図 6.14b)のように見えるようにオフセットを変更してください。 4. EEPROM ボタンの Store を通じて EEPROM の値を保存してください。

図 6.14. 校正のヒストグラム: a)ローゲイン、 b)ハイゲイン

6.6. トラブルシューティング当社のホームページの FAQ も参照してください。

カメラが開けない ”Com port busy or not initialized”というエラーメッセージが出たら、いくつか理由が考えられます。 • • •

カメラがポートに接続されていない。他のプログラムが現在ポートを使っている。フレームグラバのシリアルポートドライバ(CLSERIAL)が機能していないか、正しくインストールされていない。

"Command not acknowledged"、 "Generic communication failure"、"Invalid camera return code"、 "Communication timeout!"その他のエラーは、間違ったパリティー設定か、ケーブル不良による通信タイムアウト、誤った RS232 ビットレート設定その他が原因です。"Unknown Error"のようなその他のエラーはフレームグラバに関係しています。サポートのため Photonfocus に連絡する前に、次のことをチェックしてレポートしてください。 • • •

ポートを開けるとき、カメラのステータスランプは赤く点滅していますか。ステータスランプは緑に点滅していますか。カメラのシリアル番号は何番ですか。フレームグラバに取り込んだ画像はちゃんとしていますか。もししていなかったら、エラーレポートに欠陥のある画像を添付してください。

無効のヘッダーヘッダーが PFRemote に対して無効のようなら EEPROM をアップデートする必要があります。 Photonfocus のサポートに連絡して、ヘッダーのアップデートを要請してください。その後アップデートの使い方については EEPROM のアップデートのセクションを参照してください。

LFSR を使ったトラブルシューティング画像の質をコントロールするには、LFSR モードをオンにしてヒストグラムをチェックしてください。フレームグラバアプリケーションがリアルタイムのヒストグラムを提供しないなら、画像を保存し、グラフィックソフトウェアを使ってヒストグラムを表示してください。 LFSR (リニアフィードバック・シフトレジスタ)モードではカメラはすべてのグレーレベルを含む、一定のテストパターンを作ります。データ転送にエラーがなければ、受け取った LFSR テストパターンのヒストグラムはフラット(図 6.15)になります。一方ノンフラットのヒストグラム(図 6.16)はケーブル、コネクタまたはフレームグラバの問題を示します。これは通常、CameraLink のケーブルが長さの最大限度を越えているか、ひどい電磁障害があるとき起こります。また細心の CameraLink のケーブルのカメラ側とフレームグラバ側が入れ替わっているときにも起こり得ます。 49

図 6.15. フレームグラバで受け取った LFSR テストパターンとエラーのないデータ通信の典型的なヒストグラム

注意 LFSR パターンはグレー値 0 の画素を含んでいません。これを補正するため、グレーレベル 1 は他のすべてのグレーレベルの 2 倍含まれます。重要 LFSR テストは画像幅 1024 にのみ有効で、他の場合はヒストグラムは均一ではありません。

図 6.16. フレームグラバで受け取った LFSR テストパターンとエラーのあるデータ通信の典型的なヒストグラム

重要 CameraLink ケーブルはケーブルのインピーダンスが LVDS ドライバとレシーバのインピーダンスに一致するようにねじってある、一組の電線を含んでいます。ケーブルに余分なストレスがかかると、ゆがんだ画像の原因となる伝送エラーを生じます。ですから、CameraLink のケーブルを延ばしたり曲げたりしないでください。ロボットアームのアプリケーションでは、アームの動きが速いため、CameraLink ケーブルにかかるストレスが特に大きいのです。このようなアプリケーションには特別のドラッグチェーン対応ケーブルがあります。 50

第7章

機械、光学および環境に関する考慮

7.1. 機械的インターフェースカメラの一般的な機械的データは第 3 章

製品仕様の表 3.3 のリストに載っています。

図 7.1. MV-D1024 型の機械的寸法

倉庫保管および輸送中、カメラは振動、ショック、湿気、ほこりから保護されなければなりません。出荷時の包装は倉庫保管および輸送中、カメラを振動とショックから保護します。後で使えるようこの包装を取っておくか、あるいは現地の規制に従って処理してください。

7.2. 光学インターフェースレンズの取り付けカメラの C マウントスレッドから保護キャップを外し、レンズを取り付けてください。保護キャップを外すとき、またはレンズを取り替えるとき、周囲のほこりが CMOS センサに落ちるのを防ぐため、カメラはいつも開口部が下向きになるよう持ってください。対物レンズを外したら、保護キャップを再びつけてください。ほこりっぽい環境でカメラを使用する場合は、対物レンズの前で清浄なエアストリームを常に使うことをおすすめします。

センサの洗浄センサは光学通路の一部なので、他の光学部品同様、非常に気をつけて取り扱わなければなりません。ほこりは画素を覆い隠し、取り込んだ画像に暗い部分ができてしまうかもしれません。ほこりは照明が視準されたとき、最もよく見えます。ほこりやごみによって生じた暗い部分は、照明の角度が変わると位置を変えます。センサ照明が拡散している、蓄積範囲の出口に位置するとき、ほこりは通常見えません。 1. カメラは静電気放電の危険のない場所で、静電気放電の訓練を受けたスタッフのみが、リストストラップを使って洗浄すべきです。理想的にはセンサは清浄な環境で洗浄すべきなのです。そうでないとほこりっぽい環境ではセンサは洗浄後すぐまた汚れます。 2. 浮遊する粒子を吹き飛ばすには、高品質、低圧のエアダスター(例えば Electrolube EAD400D 圧縮エアスプレー)を使ってください。センサを最も一般的な汚染物質から洗浄するには通常これだけで十分です。エアダスターは潤滑剤や微粒子を含まず、清浄な乾燥した空気の高品質のものでなければなりません。警告作業場の給気は適当ではなく、センサに永久的損傷を与えるかもしれません。 3. さらに洗浄が必要な場合は、下記のようにセンサ表面を拭くため、適当な洗浄液で湿らせた、適当なレンズ拭きまたは Q チップ綿棒を使ってください。表 7.1 に適当なレンズ洗浄用品の例が示してあります。洗浄用品は静電気放電の危険がなく、綿ぼこりもなく、センサ表面をひっかくかもしれない粒子があるものは避けてください。警告普通の綿棒を使わないでください。これは上記の要件を満たさず、永久的損傷を生じるかもしれません。 4. センサは注意深くゆっくり拭いてください。まず 2 プロパノルに浸した Q チップ綿棒を使って、できるだけ圧力をかけないようにして、センサから粗い粒子とごみを取り 52

除いてください。光学表面の洗浄に使われるのと同様の方法を使い、センサのどのコーナーからでも始めて反対のコーナーに向かってセンサを洗浄してください。最後にすじを取り除くため、メタノールでこの手順を繰り返してください。洗浄中、センサの表面あるいは光学的活性のある表面のまわりの黒い球体上部の素材に圧力をかけないことは非常に重要です。

表 7.1. おすすめセンサ洗浄用品製品

メーカー

Anticon Gold 9"x 9"

拭く Milliken もの

TX4025

拭く Texwipe もの

Transplex

綿棒 Texwipe

Small Q-Tips SWABS BB-003

Q チ Hans J. Michael ップ GmbH (ドイツ)

Large Q-Tips SWABS CA-003

Q チ Hans J. Michael ップ GmbH (ドイツ)

コメント静電気放電の危険がなく、クラス 100 環境に適している。

Point Slim HUBY- Q チシャープ 340 ップ Methanol

液体

Jonson Matthey GmbH (ドイツ)

半導体グレード 99.9%以上(効力検定)、 Merk 12,6024、UN1230、やや可燃性および毒性

2-Propanol (IsoPropanol)

液体

Jonson Matthey GmbH (ドイツ)

半導体グレード 99.5%以上(効力検定) Merk 12,5227、UN1219、やや可燃性

7.3. 適合性

図 7.2. CE 適合性宣言の表示

第 8 章保証製造会社のみが保証の請求を認める権利を留保しています。

8.1. 保証条件製造会社は代理店および最終使用者に対して、製造会社または代理店から最終消費者への出荷日から 2 年間、次のことを保証します。（保証期間） • •

製品は製造会社が発行し、上述の製品に添付される説明書に示す仕様に十分一致する。製品は通常の使用において、材料および製造に欠陥がないものとする。

代理店は製造会社に代わって上記の有限の保証以外またはそれに矛盾する保証または代表行為を行わず、いかなる者にも譲渡しないものとする。

8.2. 保証請求警告上記の保証は製造会社以外のいかなる者によって開けられ、改造され、変更された製品にも、あるいはそのために設計されたのではない方法による製品使用または製造会社以外の者の不注意によって生じた欠陥にも適用しない。

第9章

参考文献

参考文献として引用された文書はすべて当社のホームページ、www.photonfocus.com からダウンロードできます。

9.1. 参考文献 [bib_cameralink_spec] October 2000. CL. CameraLink™ Specification. [bib_pflib] August 2004. PFLIB. PFLib Documentation. [bib_an010] July 2004. AN010. Camera Clock Concepts. [bib_an021] July 2004. AN021. CameraLink. [bib_an001] Dec 2002. AN001. LinLog™. [bib_an024] February 2005. AN024. LinLog - Principle and Practical Example. [bib_an007] March 2004. AN007. Camera Acquisition Modes. [bib_an008] April 2005. AN008. Photometry versus Radiometry. [bib_an015] July 2004. AN015. Glossary. 55

[bib_an004] February 2004. AN004. Camera Reset Strategies.

付録 A

ピン配列

CameraLink CameraLink 26 ピン、0.5 インチ Mini D-Ribbon (MDR)コネクタのピン配列は CameraLink 規格 ([bib_cameralink_spec])に沿っており、参考のため、ここに挙げてあります。(コネクタのセクションも参照)

図 A.1. CameraLink ケーブル 3M MDR-26 プラグ(両端)

表 A.1. CameraLink コネクタのピン配列 PIN IO

名前

記述

PW SHIELD

Shield

N_XD0

Negative LVDS Output, CameraLink Data D0

N_XD1

Negative LVDS Output, CameraLink Data D1

N_XD2

Negative LVDS Output, CameraLink Data D2

N_XCLK

Negative LVDS Output, CameraLink Clock

N_XD3

Negative LVDS Output, CameraLink Data D3

I_SERTOCAM Positive LVDS Input, Serial Communication to the camera

N_SERTOFG

Negative LVDS Output, Serial Communication from the camera

N_CC1

Negative LVDS Input, External Trigger signal EXSYNC

N_CC2

Positive LVDS Input, External clock for Slave mode MCLK

N_CC3

Negative LVDS Input, Exposure control EXPOSURE

P_CC4

Positive LVDS Input, Control signal CONTROL <使われない >

PW SHIELD

Shield

PW SHIELD

Shield

P_XD0

Positive LVDS Output, CameraLink Data D0

P_XD1

Positive LVDS Output, CameraLink Data D1

P_XD2

Positive LVDS Output, CameraLink Data D2

P_XCLK

Positive LVDS Output, CameraLink Clock

P_XD3

Positive LVDS Output, CameraLink Data D3

N_SERTOCAM NEgative LVDS Input, Serial Communication to the camera

P_SERTOFG

Positive LVDS Output, Serial Communication from the camera

P_CC1

Positive LVDS Input, external Trigger signal EXSYNC 56

名前

PIN IO

記述

N_CC2

Negative LVDS Input, external clock for Slave mode MCLK

P_CC3

Positive LVDS Input, Exposure control EXPOSURE

N_CC4

Negative LVDS Input, Control signal CONTROL <使われない >

PW SHIELD

Shield

PW SHIELD

Shield

電源電源プラグおよびソケットは Binder connectors at www.binder-connector.de にございます。(コネクタのセクションも参照) 電源プラグカメラに接続するのに必要：Binder subminiature series 712, order# 99-0405-00-03 電源ソケットカメラに取り付ける：Binder subminiature Series 712, order# 09-0408-90-03

図 A.2. カメラに取り付けた電源ソケット

表 e A.2. 電源ソケットのピン配列 Pin I/O 名前記述 1

PW VDD +5V 電源

PW GND 接地

PW DNC 接続しない

付録 B. 改訂履歴改訂日付変更 1.0

tbd

初版