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   CMOS技術革新:CCD市場からCMOS市場へ

近年CMOSセンサー技術は飛躍的に改良が進み、CCDに匹敵するほどの性能を実現できるようになりました。安価なCMOSセンサー搭載カメラの出現により、現在カメラ市場マップが大きく変動を見せています。

エリアセンサーカメラ市場は、パフォーマンスと価格の関係性において、下図のようにアナログカメラ市場、ディジタルカメラ市場、ハイエンド市場の3つに大きく分けられます。BASLER社はそれぞれの市場に対して的確な製品戦略を展開すべく、図に示すようにaceシリーズを初めとするディジタルカメララインナップを提供しています。
ここで注目すべきは、ディジタルカメラ市場の一部に対して大幅なコストダウンを実現するAptina社製CMOSセンサーを搭載したace 5Mpixモデルです。

 



エリアセンサーカメラ市場に向けたBASLER社の製品戦略
 
 

Aptina社では、元々民生用途向けに開発された低コストCMOSセンサーを産業用途にも十分適用できる性能まで引き上げ、市場に提供しています。BASLER社はいち早くこの先進技術を採用、低価格プラットフォーム・aceシリーズに実装することで大幅な低価格化を実現しました。これにより、5Mpix CCDカメラ市場の一部に対して高機能・低価格CMOSカメラソリューションを提供し、大幅なコストダウンを可能にしています。

 

  Aptina社CMOS技術の可能性

Aptina社CMOSセンサーを搭載したBASLER aceカメラは、Cマウントの小型筐体にて5Mpixの画像を取得でき、CCDセンサーと同等のフレームレートを実現しています。このCMOSセンサーはローリングシャッターのため、照明常時点灯下で移動物体を撮影する場合には適用することはできず、この制約条件下ではグローバルシャッターのカメラを使用する必要があります。しかし、対象を静止状態で撮影する場合には問題なく適用することができ、また撮影対象が移動物体であっても、ストロボ照明と組み合わせて使用することが可能であればグローバルシャッターと同じように撮影することができます。

 


 

さらにAptina社は特殊なシャッターモードをセンサーに実装し、ストロボ照明と組み合わせて使用する際の同期制御を容易に実現できる技術を組み込んでいます。

ローリングシャッターでは下図に見られるように、画像の上部ラインのセンサー素子から順に露光が開始されます。つまり、各ラインが画像を撮影する「時間」にズレが存在するため、その間に対象が移動すると斜めに流れたような画像が得られてしまいます。このモードで移動体をうまく撮影するためには、すべてのラインが露光しているタイミングに合わせてストロボ照明を発光する制御が必要となり、カメラと照明に別々のタイミングでトリガー信号を入れる機構が必要となります。


ローリングシャッターモードの露光原理


この複雑性を簡素化するため、Aptina社CMOSセンサーはグローバル・リセット・リリースモードを搭載しています。グローバル・リセット・リリースモードの場合、下図に見られるように撮影開始のタイミングはすべてのラインで同時刻にできます。これにより複雑な制御機構は必要なくなり、ユーザはカメラとストロボ照明を同一タイミングで動作させることで容易にグローバルシャッターと同等の効果を得ることができます。


グローバル・リセット・リリースモードの露光原理

 

BASLER社aceシリーズは、このAptina社CMOSセンサー技術をaceプラットフォームに的確に実装することにより、5MpixカメラにおいてCCDセンサーでは実現できない驚愕のコストダウンを提供しています。価格も機能の一部として評価される現在のカメラ市場において、CMOSローリングシャッターを適用できるアプリケーションに対しては非常にコストパフォーマンスの高いソリューションとして、幅広い分野への実装が進むラインナップです。

 

  BASLER aceシリーズに新機種がラインナップ

超低価格GigEカメラ「ace」シリーズに、新たにSONY製1/2"CCDセンサーを搭載した33万画素、45万画素モデルが追加されました。業界の標準価格を塗り替え続けるaceシリーズは、低価格にもかかわらず高性能センサーを搭載し、小型かつPower over Ethernet対応など多くのメリットを有しており、幅広い分野で採用いただいています。多様なアプリケーションに対応すべく、センサー搭載ラインナップを今後も順次拡大していく予定です。


 

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