文書番号 ：MIA003 Revision ：1.00
Mikrotron 社 CMOS 高速カメラ
EoSens
MC1362・1363 パラメータ設定
株式会社アプロリンク
文書番号 ：MIA003 Revision ：1.00
目次 はじめに ........................................................................................................................................................................... 3 1 本手順書について .......................................................................................................................................................... 4 2 ハードウェア ................................................................................................................................................................. 5 2-1 カメラリンクインターフェース ............................................................................................................................... 5 2-1-1 シリアルインターフェース ............................................................................................................................ 5 2-2 電源 ..................................................................................................................................................................... 5 2-3 ステータスLED...................................................................................................................................................... 5 2-4 フリーズ・フレームシャッター ............................................................................................................................... 5 3 初期設定 ....................................................................................................................................................................... 6 3-1 シリアル番号とファームウェアリビジョン ............................................................................................................... 6 4 コンフィグレーション .................................................................................................................................................... 7 4-1 Image Controlタブ................................................................................................................................................ 7 4-1-1 ROI .............................................................................................................................................................. 7 4-1-2 HorizontalとVertical .................................................................................................................................... 7 4-1-3 Tap Mode .................................................................................................................................................... 7 4-1-4 Multiple ROI ................................................................................................................................................ 7 4-1-5 Decimation Mode ........................................................................................................................................ 7 4-1-6 Maximize .................................................................................................................................................... 7 4-1-7 Centered ..................................................................................................................................................... 7 4-1-8 Digital Gain ................................................................................................................................................. 8 4-1-9 Black Level .................................................................................................................................................. 8 4-1-10 Pixel Clock ................................................................................................................................................ 8 4-2 Shutterタブ .......................................................................................................................................................... 9 4-2-1 Shutter Mode............................................................................................................................................... 9 4-2-2 Shutter Pulse Polarity................................................................................................................................... 9 4-2-3 Shutter Time ............................................................................................................................................... 9 4-2-4 Frame Rate .................................................................................................................................................. 9 4-3 Slopesタブ ......................................................................................................................................................... 10 4-4 Miscタブ............................................................................................................................................................. 10 4-4-1 Power Down Mode ..................................................................................................................................... 10 4-4-2 InFrame Counter ....................................................................................................................................... 10
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文書番号 ：MIA003 Revision ：1.00 4-4-3 FPN Correction .......................................................................................................................................... 11 4-4-4 Non Destructive readout............................................................................................................................ 11 4-4-5 Inversion Mode.......................................................................................................................................... 11 4-4-6 ROI Move Mode ......................................................................................................................................... 11 4-5 カメラプロファイル............................................................................................................................................. 12 4-5-1 PowerUpProfile .......................................................................................................................................... 12 4-5-2 ファクトリープロファイル .......................................................................................................................... 12 4-5-3 ユーザープロファイル ................................................................................................................................. 13 改定履歴......................................................................................................................................................................... 14
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本 手 順 書 に ついて このドキュメントは、Mikrotron 社 EoSens MC1362・1363 カメラパラメータについて説明しています。
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ハードウェア
2-1 カメラリンクインターフェース カメラリンクのインターフェースでは、使用する組み合わせにより最大 8 ビットデータを 10Tap で転送し、ピクセルクロック 75MHz の場合、転送レートは 750MB/s まで使用できます。
2-1-1 シリアルインターフェース シリアル通信は、BASE カメラリンクインターフェースに含まれています。
2-2 電源 カメラは最大消耗電力 7W 以上、8～24V DC 電源が必要です。
2-3 ステータスLED カメラ背面にある LED で、カメラの状態を確認できます。 表 2.1 ステータス LED LED 状態
説明
オレンジ
カメラ内部 FPGA 設定中；その他操作不可
緑
カメラ操作可能
オフ
電源が入っても LED オフの場合、データは内部 EEPROM に保存されます；その他操作不可
赤
マイクロコントローラーは間違ったチェックサムを検出しました。間違った FPGA コンフィグレーションデー タはロードできません。カメラは動作できません。コンフィグレーションデータをリロードしてください。
赤で点滅
データは PC からマイクロコントローラーまたは FPGA にロードされています。またはカメラがチェックサム を検証しています。その他操作不可。
2-4 フリーズ・フレームシャッター 露光開始前、すべての感光素子をクリアします。露光終了後、蓄積された電荷はピクセルごとに、アナログメモリに転送されま す。電荷は A/D 変換サイクルに読み出されるまで維持されます。 すべての感光素子は同時露光するため、移動するオブジェクトを取る場合でも、幾何的な歪みなく画像取得できます。
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初期設定
3-1 シリアル番号とファームウェアリビジョン カメラのシリアル番号とファームウェアリビジョンはカメラ不揮発性メモリから読み込むことができます。 カメラ筐体にもシリアル番号が記載しています。
図 3.1 Info タブ
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コンフィグレーション カメラレジスタ内の設定を、以下プロファイルとして説明します。 シリアルインターフェースから特定レジスタの変更は、カメラの揮発性メモリに書き込まれます。 電源がダウンした場合、変更は無効になります。カメラパラメータ変更するときのコマンドは ASCII ストリングスを使用します。 ボーレートの設定は保存できません。起動時は常にデフォルトの 9600Baud で起動します。コマンドが認識されたあと直ちに実 行されます（保存コマンド以外）。EEPROM 書き込み時間が必要です。読み込みコマンドに対して、カメラから応答があります。 すべての未知コマンドは NAK で応答されます。ほとんどのコマンドは“？”を入力してパラメータを確認できます。
4-1 Image Controlタブ
4-1-1 ROI 画像取得のエリアのサイズ及び位置を設定できます。ビジュアル化で ROI を設定できます。
4-1-2 HorizontalとVertical ROI のサイズ及び位置を表示します。Multiple ROI が複数に設定された場合、ビジュアル ROI 表示区域に選択された ROI のサイ ズ及び位置を表示します。
4-1-3 Tap Mode Tap 数 x ビット数で表示しています。
4-1-4 Multiple ROI 2 つ以上の ROI で同時画像を取得します。異なる領域の画像は順次転送されます。ROI move モード、Decimation モード、 Inversion モードと併用できません。
4-1-5 Decimation Mode 2x2 サンプリングモードです。ROI move モード、multiple ROI モード、Inversion モードと併用できません。
図 4.1 Decimation モード
4-1-6 Maximize 画像サイズを最大に設定します。
4-1-7 Centered ROI をセンサーの中心に設定します。
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4-1-8 Digital Gain Gain を ON、1x に設定した時、カメラからのアウトプットは 0-255 の 8 ビット全範囲を使用するように拡張されます。Gain x1 でより鮮明な画像が得られますが、画像処理ソフトを使用する場合、Gain OFF を推薦します。
4-1-9 Black Level 範囲：50～200；デフォルト値：128
4-1-10 Pixel Clock 10Tap モードは最大 75MHz で出力できます。それ以外のモードは最大 80 MHz で出力できます。ピクセルクロックは 5MHz ステップで 60 MHz～80 MHz の間で調整できます。 フレームグラバーが高ピクセルクロックを受け取れない場合、低ピクセルクロックで対応できます。またはケーブルによって画 像にノイズが発生する場合、ピクセルクロックを減らし、改善することができます。ピクセルクロックを減らした場合、最大フ レームレートも減少します。
図 4.2 Image Control タブ
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4-2 Shutterタブ
4-2-1 Shutter Mode Free running mode：このモードでは、フレームレートと露光時間はカメラ側で設定できます。Tap モード及び ROI 設定によっ て、フレームレートは 1～120000fps、露光時間は 2μs～1s の範囲で設定できます。 Pulse width：このモードでは、外部信号で、露光がスタートします。露光終了した瞬間、画像はアウトプットされます。露光時 間は外部 EXP(CC1)信号の幅で定義されます。画像転送終了後、次の露光は開始可能になります。 External sync with internal timer：このモードでは、外部信号で、露光がスタートします。露光終了した瞬間、画像はアウト プットされます。露光時間は内部タイマーで定義されます。画像転送終了後、次の露光は開始可能になります。
4-2-2 Shutter Pulse Polarity 同期のタイミングを選択します：Positive edge または Negative edge
4-2-3 Shutter Time 設定可能な露光時間（フレームレートによって設定可能範囲が変わります。）
4-2-4 Frame Rate 設定可能なフレームレート（ROI サイズ及びピクセルクロックによって設定可能範囲が変わります。）
図 4.3 Shutter タブ
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4-3 Slopesタブ Slope 機能は、ダイナミックレンジを調整します。2 つのステップで、CMOS センサーのリニアレンジをダイナミックレンジに 設定できます。キャプチャされるシーンのコントラストが極めて大きな場合でも、EoSens カメラは適切な細部を提供できます。 Slope 機能が OFF の場合、リニアに出力します。Slope 機能が ON の場合、Slope で指定された X パーセントの露光時間を過ぎ た後、明るいピクセルはリセットされます。Double Slope の値は Triple Slope より小さい値に設定して下さい。 モードによって、最初の Slope が 1 パーセントに設定できない場合があります。
図 4.4 Slopes タブ
4-4 Miscタブ
4-4-1 Power Down Mode このモードでは、センサー画像の代わりに、ロールするグレー画像が転送されます。カメラのロジックとビデオデータ転送を検 証できます。また、このモードでセンサーは待機モードに入りますので、省電力のためにも使用できます。
4-4-2 InFrame Counter 高フレームレートで連続レコーディングする場合、内部フレームカウンターで画像をマークして、画像の連続性を確認すること ができます。EoSens の 16 ビットイメージカウンターは画像の最初の 2 ピクセルをカウント値に書き換えます。
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4-4-3 FPN Correction FPN 補正をかけます。より均一な画像が得られます。
図 4.5 FPN 補正
4-4-4 Non Destructive readout 露光蓄積機能です。1 frame に設定する場合、露光した後センサーの値をリセットします。2 frame 以上に設定した場合、最初 の 1 枚は Shutter Time で設定した値で露光し、出力されます。2 枚目からの画像は、センサーをリセットせず、蓄積して出力 されます。 2 枚目からの露光時間は、フレームレートによって変わります： 次のセンサーリセットまでの時間を必要な枚数分に分けられ、各フレームの露光時間となります。 例えば、Non Destructive readout: 6 frame、Shutter Time: 100ms、Frame Rate: 48fps に設定した場合、センサーは 6 フ レームごとに、1 回リセットします。1 秒の中、センサーは 8 回リセットします。2 つのリセット間隔は 125ms。5 フレームの 中、最初の 1 枚の露光時間は 100ms、2 枚目から 6 枚目までの露光時間は、125ms – 100ms = 25ms を 5 枚分に分けますの で、各フレームの露光時間は 5ms になります。よって、1 枚目の露光時間は 100ms、2 枚目は 105ms に相当し、3 枚目は 110ms に相当し、6 枚目は 125ms に相当します。
4-4-5 Inversion Mode 画像を反転します。X 軸、Y 軸、X 軸+Y 軸の 3 つのモードがあります。ROI move モード、multiple ROI モード、decimation モードと併用できません。
4-4-6 ROI Move Mode この機能は、カメラリンクインターフェースの CC2～CC4 のインプットで ROI 位置をコントロールすることができます。X 方 向は 24 ピクセルステップです。Y 方向のステップは、Value の値によって設定できます。移動は単方向（値が増やす方向）で す。右側または下部の限界に到達する場合、次の信号に反応しません。 信号： CC2 = y-increment
CC3 = x-increment
CC4 = reset to original position 入力頻度は 20kHz まで設定可能です。信号はフレーム間でインプットされます。内部処理時間 500μs となります。処理期間 中の入力信号は無視されます。 Inversion モード、multiple ROI モード、decimation モードと併用できません。
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4-5 カメラプロファイル カメラ不揮発性メモリに 17 個プロファイルの保存領域があります：PowerUpProfile 、8 個のユーザープロファイルと 8 個の ファクトリープロファイル カメラの実際の設定のことをカメラプロファイルといいます。シリアルリンクによってのパラメータの変更は、カメラプロファ イルに反映されます。カメラプロファイルは、8 個のユーザープロファイルと PowerUpProfile に保存できます。また、 PowerUpProfile 、8 個のユーザープロファイルと 8 個のファクトリープロファイルから読み込むことができます。 変更されたパラメータは、自動的に保存されません。PowerUpProfile に保存することによって、次回電源オンにした時、ロー ドされます。
4-5-1 PowerUpProfile カメラ電源接続後、カメラ不揮発性メモリに保存されたパラメータ設定が自動的にロードされます。
4-5-2 ファクトリープロファイル ファクトリープロファイルは読み込むことができますが、ユーザーが書き込むことはできません。 表 4.1 EoSens MC1362・1363 デフォルトプロファイル 解像度
フレームレート
モード
CL コンフィグ
155
640x480
405
2x10
Base
1
180
1280x1024
110
2x10
Base
80
2
124
640x480
405
2x8
Base
80
4
311
640x480
811
4x10
Medium
80
6
490
640x480
1599
8x8
Full
75
7
570
1280x1024
432
8x8
Full
75
プロファイル番号 0
3 5
データ量 (MB/s)
144 370
1280x1024 1280x1024
110 226
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2x8
4x10
Base Medium
ピクセルクロック (MHz) 80
80 80
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4-5-3ユーザープロファイル ユーザープロファイルはカメラ不揮発性メモリに保存され、読み込む・書きこむコマンドで操作できます。出荷時、8 個ユーザ ープロファイルの設定は、ファクトリープロファイルと同じ値に設定されています。
図 4.6 Misc タブ
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改定履歴 日 2012.3
付
内 初版
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容
Revision 1.00
14