新・特許技術:”パラレル縞投影”で20fpsを実現!
高精度3次元スキャナ「MotionCam-3D」

Photoneo社は、特許取得済みの新技術:"パラレル縞投影"を実現する専用CMOSセンサを5年の歳月をかけて技術開発しました。この新技術をベースとし、20fpsという高速度を実現する高精度3次元スキャナ「MotionCam-3D」を近日リリースいたします。
本稿では、「MotionCam-3D」の技術を余すところなく解説いたします。

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2018年11月 独VisionShowでの初披露以来、欧米で著名な賞を次々に獲得!

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製品特長

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6/12~14の画像センシング展で本邦初公開!会場で動作デモを御覧ください。

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特許取得の「パラレル縞投影」専用CMOS 徹底解説

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「MotionCam-3D」には、Photoneo社が5年の歳月を費やして研究開発した「パラレル縞投影」を行うための専用CMOSが内蔵されています。この自社開発CMOS素子の動作ロジックを徹底解説します。

ベースは「レーザー縞投影」

Photoneo社はレーザーを使用して縞投影を行うことにより、他に類を見ない広視野・深い撮像距離を兼ね備えた3次元スキャナ「PhoXi Scanner」シリーズを開発し販売中です。

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レーザーによる縞投影では、下図のように、内蔵した直線レーザーをミラーで走査しながら視野範囲内を照射します。走査しながらレーザーが明滅を繰り返し、その間カメラのシャッターを開きっぱなしにすることで縞パターンの撮像を行います。この走査を短時間で繰り返すことで、3次元情報生成に必要な縞パターンを複数生成することができます。(レーザー縞投影に関する詳しいより解説はこちら

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「MotionCam-3D」は、専用CMOSを使用することにより、このレーザー縞投影をより高速に実行します。

3x3ピクセルで1セットの独自設計CMOS

ではどのようにしてレーザー縞投影を高速化しているのか?
その答えは、「MotionCam-3D」のCMOS素子の特殊な制御構造にあります。本CMOS素子は、3✕3ピクセルで1ブロックの構造をとっており、9つの各ピクセルごとに、独立した露光制御を実施することができます。この構造がパラレル縞投影の鍵となります。

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受光素子側の制御で縞画像を複数生成

「PhoXi Scanner」と「MotionCam-3D」の違いを説明した図を下記に示します。
「PhoXi Scanner」は、縞画像の生成のために何度もレーザースキャンを繰り返し、走査のたびに画像の撮像を行います。
一方で「MotionCam-3D」は、たった1回のスキャンだけを行います。たった1回だけレーザーを点滅させずに走査し、その間に3x3ピクセルの1ピクセルごとが独立して縞画像を生成します。
こうした特殊な露光制御が可能な専用CMOSの開発によって初めてレーザーが1走査で済む高速な縞投影が実現されました。

この技術を「パラレル縞投影」と呼び、Photoneo社が特許を取得しています。

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「MotionCam-3D」動作仕様

「MotionCam-3D」は、「motionモード」と「staticモード」を切り替えて使用することができます。PhoXi Scannerシリーズと同じようにレーザー縞投影を行う「staticモード」と、3x3ピクセルの独立制御を有効化して高速スキャンするための「motionモード」が存在します。

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撮像にはPhoXi Scannerと同じPhoXi Controlを使用します。

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「MotionCam-3D」動作ムービー

MotionCam-3Dはグローバルシャッターのため、回転するプロペラであっても そのまま高精度に撮像できる事例です。

物流用途で、ベルトコンベアを流れるダンボールなどをスキャンする事例です。
ロボットピッキングにも応用可能です。


画像センシング展出展

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リンクスの製品を一挙に展示しますのでぜひご来場ください。
Photoneo製品は、下記を出展予定です。

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IIoT Times更新情報

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※LINX Express 配信の中止・アドレスの変更をご希望の方は、お手数ですがこちらよりお問い合わせください。