近年、産業用カメラで中国の「Gpixel社」と「SmartSens社」製のCMOSセンサーが使われ始めています。リンクスで今年から取扱いを開始したiRAYPLEカメラにも、これらのセンサーを採用した製品があります。現在の産業用カメラにおいては、SonyやOnsemiのCMOSセンサーが主流であり、産業用カメラを利用する方のほとんどが、これらのセンサーを搭載したカメラを使った経験がある一方、Gpixel、SmartSensのセンサーの利用経験はまだ少ないかと思います。
　
そこで、今回のLINX Expressでは、多くのカメラメーカで採用され始めている「Gpixel」と「SmartSens」の画質について、その高いパフォーマンスを伝えるべく、現在主流のSonyのCMOSセンサーと比較した結果をご紹介します。

各センサーのノイズ比較結果

今回、リンクスでは「Gpixel」「SmartSens」のセンサー性能を確認するため、GMAX2509（Gpixel）、SC130GS（SmartSens）、IMX264（Sony）のセンサーを搭載したiRAYPLEカメラの画質を、下記二つの環境でノイズの標準偏差をもとに比較しています。

①一般的なマシンビジョンシステムを想定した環境

照明条件：800 Lux
露光時間：18 msec（55 fps相当）
ゲイン：3台のカメラ間の輝度均一化のために使用

②極めて低照度な特殊状態を想定した環境

照明条件：0 Lux
露光時間：500 msec（2 fps相当）
ゲイン：撮像物の白色部分の輝度が210程度になるように調整

①一般的なマシンビジョンシステムを想定した環境

解像力チャートを各カメラで撮像し、下記画像で示す赤枠エリア内の輝度値の標準偏差値を算出しました。このとき、露光時間は18msecで固定し、赤枠エリア内の平均輝度が210前後になるよう各カメラのゲインを調整しています。

以下のグラフが横軸にフレーム、縦軸に標準偏差を取り、標準偏差が時間経過とともに変動しないことを確認したグラフです。Sonyセンサー搭載カメラの標準偏差が3であるのに対し、SmartSensも同様に標準偏差が3です。撮像時の平均輝度のばらつきが多少ありますが、SN比ではSmartSensがわずかにSonyを上回る結果になりました。また、ゲイン値の差を見ていただけると、SmartSensは感度においては3機種の中で最も優れていることがわかります。
Gpixelセンサー搭載カメラは、標準偏差が5程度で、他2つのセンサーに比べ多少ノイズのばらつきがありますがSN比で考えるとこちらも十分な画質のセンサーであることがわかります。

これらの結果から、一般的なマシンビジョンシステムで想定される環境においてはGpixelやSmartSensのセンサーは、Sonyと比較しても大きく遜色のない性能を発揮することがわかります。

②極めて低照度な特殊状態を想定した環境

続いて、ほぼ照明が照射されていない暗い環境下で同様の試験を行いました。平均輝度210程度を実現するために、露光時間を500msecに設定し、長時間露光した上でゲインも上げております。

標準偏差を比較すると、Gpixel、SmartSensはSonyの倍近い値となります。産業用途で一般的とは言い難い使い方ではありますが、ほとんど光がない環境下で明るさを確保しようとした場合にはSonyセンサーの性能が際立つ結果になりました。

結論

• 照明を活用した、一般的なマシンビジョンシステムにおける環境下においてはGpixelおよびSmartSensのセンサーは、Sonyと比較しても遜色ないパフォーマンスを発揮可能
• 一方で、低照度環境下で長時間露光とゲインによる輝度の増幅が必要な場合においては、Sonyセンサーの優位性は大きい

コストパフォーマンスについて

性能についての比較を行ってきましたが、続いてコスト面での比較を行いました。
全く同じ画素数のセンサーを搭載したカメラがないため、少し画素数が異なるラインナップとの比較になってしまいますが、各社センサー搭載のiRAYPLEカメラを同じ解像度帯で比較した場合、SONYとGpixelでは約10%のコスト差があり、SONYとSmartSensでは約20%のコスト差があります。
つまり、上記の性能比較と併せて考えると、一般的なマシンビジョンシステムにおいてGpixel、SmartSensのセンサーを搭載したカメラは非常にコストパフォーマンスに優れた選択であると言えます。

「Gpixel」「SmartSens」搭載カメララインナップ

現在の「Gpixel社」「SmartSens社」製センサーを搭載したiRAYPLEカメラのラインナップは下記の通りです。
特に検査機においてはGpixelが広く使われ始めており、既に市場への普及が始まっております。リンクスではお客様にご評価いただくデモ機も豊富にご用意しておりますので、次世代のシステムのご検討の際に、高コストパフォーマンスな最新センサーを搭載したiRAYPLEカメラをご検討ください。

Gpixel搭載iRAYPLEカメラ

SmartSens搭載iRAYPLEカメラ

ご意見・ご感想募集

LINX Expressに関する要望やご感想を募集しております。下記フォームよりお気軽にご投稿いただけましたら幸いです。

いただいたご意見については今後の運営の参考にさせていただきます。皆様のご投稿お待ちしております。