ハイスピードカメラシリーズ
Optomotive x ハイスピードカメラ

Optomotive ハイスピードカメラシリーズ
SPINOSAURUS

Optomotive ハイスピードカメラシリーズ <br>SPINOSAURUS

シリーズ最高のフレームレート(1590FPS)を誇りながら、小型化を両立したモデル
適度なメモリ(不揮発8GB/揮発2GB)を搭載しているので、組み込みにも適しています

Optomotiveのハイスピードカメラシリーズ SPINOSAURUSは、Xilinx社のZynq Ultrascale + FPGAと高感度なSony社のPregius Gen3のイメージセンサを組み合わせたSPINOSAURUS EVOと、Xilinx社のZynq Ultrascale + FPGAと高感度なLUXMA社のLUX2810のイメージセンサを組み合わせたSPINOSAURUS LX EVOの2種類のラインナップから構成されています。

いずれも、高速で動く物体の撮影における歪みを防止するグローバルシャッター採用しており、9.6GB/sの帯域幅を備えたオンボード不揮発性8 GB eMMCと揮発性2 GB LPDDR4メモリを搭載しているため、複雑なバッファ画像処理を可能にします。また、10 GイーサネットSFP+を採用しているため、高速なデータ通信が可能です。

SPINOSAURUS EVOの画像は、SLVS-EC v3.1インターフェース(2x 8.2 Gbps)を備えたソニープレギウスGEN3センサーによって取得され、センサーの型番により5つの解像度とフレームレートの組み合わせが用意されており、最大で1590FPSと言う驚異的なフレームレートで、非常にハイスピードに鮮明な画像を実現します。

SPINOSAURUS LX EVOの画像は、2810x LVDSインターフェース(32 Gbps)を備えたLuxima LUX2810センサーによって取得され、934FPSと言う非常に高速なフレームレートで鮮やかな画像を可能にする産業用ハイスピードカメラです。

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製品の特徴

Optomotive社のハイスピードカメラシリーズSPINOSAURUSにはFPGAとセンサーの組み合わせによって下記の３つの大きな特徴があります

① 高いカスタマイズ仕様

全てのシリーズに追加でプログラムが可能なFPGAを搭載しているため、システムのリリース後も、周辺部品のファームウエアのアップデートなどに応じてお客様側で機能の追加をすることが可能
OptomotiveではFPGAコーディングのご経験がないお客様にも分かりやすいインターフェースやエンジニア向けのトレーニングをご提供中
お客様側でハードウエアのカスタマイズを容易にするため、ハウジング込みのコンポーネントだけでなく、組み込み用のボードのみでのご提供も可能です。

② FPGA Xilinx Zynq Ultrascale+ ZU4CG搭載

Xilinx社の第二世代3D ICアーキテクチャに相当するZynq UltrascaleのアーキテクチャをベースとするハイエンドのZU4CG SOC(システムオンモジュール)を搭載しております。リアルタイムプロセッサとプログラム可能なロジックを搭載したプラットフォームが、マシンビジョンなど産業用マシンビジョンとしてのアプリケーションを可能にします。
IPコアとしては、BLOB検出・ピーク検出・RLE圧縮などのオンボート処理もご提供しております。

③ イメージセンサー EVO:Sony Pregius Gen3 ・ LX EVO:LUXMA LUX2810搭載

いずれも、マシンビジョン向けに開発されたハイスピードカメラの性能を支える、高いフレームレートや高品質の画質を支えるCMOSセンサーと低ノイズのグローバルシャッターを採用しております。
EVOシリーズでは、広いダイナミックレンジを持ち、明暗差が激しいシーンにおいても明部と暗部を映し出すSony Pregius Gen3シリーズを搭載し、LX EVOシリーズでは、ウィンドウダウンすることによって、より高いフレームレートを達成する事が可能なLUXMA LUX2810を搭載しております。

製品情報

モデル一覧仕様アプリケーション技術情報 PDF資料
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モデル一覧

	SPINOSAURUS EVO					SPINOSAURUS LX EVO
画素数	0.5 MP	2.0 MP	2.8 MP	1.7 MP	7.1 MP	3.0MP
有効センサーサイズ (HxV)	816 x 624	1632 x 1248	1944 x 1427	1608 x 1104	3216 x 2208	2112 x 1432
フレームレート	1590 FPS	470 FPS	408 FPS	660 FPS	200 FPS	778 FPS
センサーフォーマット	1/1.7” CMOS	1/1.7” CMOS	2/3” CMOS	1.1” CMOS	1.1” CMOS	1”CMOS
ピクセルサイズ	9 µm	4.5 µm		9 µm	4.5 µm	6.6 µm
センサーシリーズ	Sony IMX426	Sony IMX422	Sony IMX421	Sony IMX425	Sony IMX420	Luxima LUX2810
インターフェース	高速なデータ転送に対応した 10 Gビットイーサネット SFP+					高速なデータ転送に対応した10 Gビットイーサネット SFP+
プログラム可能な FPGA	Xilinx Zynq Ultrascale+					Xilinx Zynq Ultrascale+

仕様

カメラモデル		0.5	2	2.8	1.7	7.1	3.0M	3.0C
		SPINOSAURUS EVO					SPINOSAURUS LX EVO
イメージセンサー	センサーモデル (SONY/Luxima)	Sony IMX426	Sony IMX422	Sony IMX421	Sony IMX425	Sony IMX420	Luxima LUX2810M	Luxima LUX2810C
	モノクロ(M) カラー(C)	M C	M C	M C	M C	M C	M	C
	センサーサイズ	9.25 (1/1.7”)	9.25 (1/1.7”)	10.97 (2/3”)	17.55 (1.1”)	17.55 (1.1”)	16.84 (1”)
	有効センサーサイズ (H x V)	816 x 624	1632 x 1248	1944 x 1427	1608 x 1104	3216 x 2208	2112 x 1432
	フレームレート (フルフレーム)	1590 FPS	470 FPS	408 FPS	660 FPS	200 FPS	778 FPS
	ピクセルサイズ	9 µm	4.5 µm		9 µm	4.5 µm	6.6 µm
	ダイナミックレンジ	86 dB	80 dB		86 dB	80 dB	54 dB
	ADC分解能	8/10/12 bit					12 bit
	アナログゲイン	0.1dBステップごとに0-48dB					1xステップごとに1x-8x
	関心領域(ROI)	16pixel単位で可能
	シャッタータイプ	グローバルシャッター
	シャッター速度	5 us – 90 s
	ピクセルクロック速度	1.9 Gpix/s (16 pixels @ 118.8 MHz)					2.4 Gpix/s (16 pixels @ 150 MHz)
	露光	線形・デュアルゲインハイダイナミックレンジ(HDR)
特徴	ピクセル補正	ドット落ち・プログラム可能なLUT(ルックアップテーブル)
	トリガーモード	フリーラン・トリガー・オーバーラップ・パルス幅
	トリガー機能	0 - 1000 ms遅延, LPフィルタ1.5Hz - 100 kHz
	シャッター分解能	1.56 us
プロセッサユニット	FPGA	Xilinx Zynq Ultrascale+ ZU4CG
	空きFPGA領域	50%以上 , DSPの728スライスは大部分において空き領域
	揮発性メモリ	9.6 GB/s 帯域幅の2 GB LPDDR4
	不揮発性メモリ	64 MB QSPI flash, 8 GB eMMC
機械的機構	レンズマウント	Cマウント (1” 32G ねじ山)
	動作環境	0 - 50°C
	重量	TBD
	保護性能	ハウジング込みでIP67
	ハウジング材料	CNC機械加工アルミニウム, アルマイト
	環境対応	RoHS対応
	取り付け穴	OEM:4x M3 / ハウジング込み:5 x M6
電気的機構	入力電圧	DC 9-36V あるいは OEMの場合は5V
	消費電力	30W以下
	入出力	20x 3.3V TTL ZIF
	入出力絶縁	3x IN / 3x OUT 絶縁対応
	コネクタ	10G SFP+, 10ピン Hirose HR10A, ZIF あるいは OEM側で対応
そのほか	IPコア	IPコアを内蔵する場合はオプションで対応
	オープンデザイン	対応
	オープンアーキテクチャ	対応
	ソフトウエア	Optomotive VEVOソフトウエア互換 (ソフトウエアソースを含む)
	オペレーティングシステム	Windows 7, Windows 10, 64ビットあるいは 32ビット
	開発ツール	Xilinx Vivado/SDK version 2018.2以降. Microsoft Visual Studio 2017

アプリケーション

レーザー三角測量
モーションキャプチャ
産業プロセスの自動化

様々な製品やコンポーネントをカウント、検出、検査、検証、読み取り
品質管理

欠陥、亀裂または表面の傷、サイズ、位置、寸法および色、異物、品質一般R&D検査
開発業務

技術情報

Optomotiveのハイスピードカメラシリーズでは以下の技術的な特徴を兼ね備えております。

■FPGA搭載で追加プログラムが可能

FPGAとは内部回路を製品の出荷後でも書き換えられる、究極の汎用性をもった回路チップになります。 FPGAを採用することで、開発リードタイムの短縮や開発コストの抑制に効果的です。

また、同じFPGAコードを異なるFPGAシリーズやベンダー間で使用することができ、システムのリリース後も、周辺部品のファームウエアのアップデートなどに応じて機能の追加をすることができます。

OptomotiveではFPGAコーディングのご経験がないお客様にも分かりやすいインターフェースやエンジニア向けのトレーニングをご提供します。

■IPコア：BLOB検出機能の実装可能

BLOBとは塊のことで、形や色など似た特徴を持った画像内の領域を意味します。

Optomotiveでは、AXIS_BLOBと言う特定のIPコアをFPGAに統合することで、画像内のBLOBの重心を計算するだけでなく、BLOBのサイズや中心座標を算出することができます。

こちらの機能を使用することで、BLOBの検出だけでなく、検出されたBLOBの評価まで行うことができます。

■IPコア：ピーク検出機能の実装可能

ピーク検出とは、レーザー三角測量に多く使われる、画像処理機能のことです。一番明るいところを検出し、そこからの差分を算出します。

このような処理を行うことで、インターフェースやメインプロセッサの負荷を軽減することができるため、イメージセンサは最大の能力を発揮することが出来ます。

■IPコア：RLE圧縮機能の実装可能

RLEとはRun Length Encoding（連長圧縮)のことで、データの可逆圧縮方式の1つで、ある連続するデータを、”そのデータ1つ分”＋”連続している長さ”で表すことで圧縮します。

Optomotiveでは、AXIS_RLEと言う特定のIPコアをFPGAに統合することで、変化のない画像の背景を切り取り、残りの画像をエンコードすることでデータ容量を圧縮します。

こちらの機能を使用することで、例えば生産ラインでの監視などにおいては、データ容量を抑えながら必要な情報をリアルタイムで取得することができます。

■SoC(System On a Chip)採用

システムの中枢部とも言えるCPUだけでなく、そのほかの機能も同じチップの中に実装されております。

SoCを採用することで、製品の小型化や高速化が可能になります。

■高いフレームレート

フレームレート:FPS (Frame Per Second)とは"Frame=静止画"の枚数が、"Per Second=1秒間に"何枚あるかを表す単位になります。

人が見ていてスムーズだと感じられるのは30fps前後と言われ、日本のテレビの多くは30fpsを採用しており、4Kテレビでは60fpsを採用しています。 FPSが高ければ非常にスムーズな動きになり、詳細に可視化できる一方で、データ容量が多くなりデータ回線などに負担がかかり、データの保存時間やアップロートに時間がかかります。

Optomotiveでは、120fpsから最大1590fpsのフレームレートの性能を備えているカメラをご用意しております。

このように人の目では確認出来ない高速の事象を確実に捉えることで、生産ラインの監視や計測、解析や、スポーツや医療の現場での解析などにご使用いただけます。