CCD DIGITAL CAMERA MODULE イ ン テ リ ジ ェ ン ト デ ジ タ ル イ ン タ ー フ ェ ー ス Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ １ ３ ９ ４ ｂ カ メ ラ リ ン ク フノ ォン ーＴ マＶ ッ ト XCD-U100（白黒） XCD-U100CR（RAW カラー） XCD-SX90（白黒） XCD-SX90CR（RAW カラー） XCD-V60（白黒） XCD-V60CR（RAW カラー） *1 IEEE-1394b Digital Output プログレッシブ スキャン *2 正 方 1/1.8型 1/3型 格 子 CCD CCD *3 パーシャル 長時間 ノーマル 外部トリガー ワンプッシュ スキャン 露光 シャッター シャッター ホワイトバランス *3 Nega Posi Reversal C UXGA SXGA VGA 出力 レンズマウント *3 出力 出力 One Shot CCD ア イリス *3 固定 マニュアル ホワイトバランス ホワイトバランス *4 RAW Color B/W *1：XCD-U100/U100CR *2：XCD-SX90/SX90CR/V60/V60CR *3：XCD-U100CR/SX90CR/V60CR *4：XCD-U100/SX90/V60 ■コマンドのブロードキャスト配信 接続図 P34 概 要 白 黒 モ Ｔデ Ｖル フ ォ ー マ ッ カ ト ラ ー モ デ ル ア ク セ サ リ ー カ ラ ー カ メ ラ ブ ロ ッ ク カ ラ ー Ｐ Ｔ Ｚ モ デ ル 16 ソニーは、マシンビジョン市場でのデジタル化の要求に向けて IEEE1394規格を採用したカメラをいち早く提案してきました。 新製品 New XCDシリーズ（白黒、 RAWカラー）6機種は、 IEEE1394ｂ-2002規格を採用し、 デジタルカメラならではの充実 した機能を搭載。小型サイズながら、高速画像転送をはじめ IEEE1394コネクタを2個装備し、 デイジーチェーンが可能。また PC側での画像処理負担を軽減するハードウェア前処理機能を カメラ側に搭載の他、バス同期、 コマンドのブロードキャスト配信 機能など、IEEE1394の能力を最大限に発揮できるIIDC 1.31 プロトコルに準拠したデジタル出力カメラです。 同一バス上に接続された複数台のカメラ全てに対し一度に カメラの設定変更ができる機能。例えば全てのカメラを一斉に ゲインやシャッタースピード等の値を同一の値にセットできる。 また、ソフトウェアトリガーを使うことで全てのカメラを同時 に露光（Exposure）させる事も可能。 ■メモリーチャネル ゲインやシャッターなどのカメラの設定を最大15通り保存でき る機能。 ■バルクトリガーモード 外部から入力するハードウェアまたはソフトウェアトリガのワ ンショットにより、カメラのメモリチャネルに保存されている カメラの設定画像を最大 15 枚連続出力する機能。 ■メモリーショット センサから露光された画像をカメラ内部のメモリに保存し、ホ スト PC 側から必要時に読み出す機能。 XCD-U100 XCD-SX90 XCD-V60 XCD-U100CR XCD-SX90CR XCD-V60CR 特 長 ■高画質 、高速映像出力 XCD-V60 XCD-V60CR ：1/3 型 PS CCD 90[fps] @VGA XCD-SX90 XCD-SX90CR ：1/3 型 PS CCD 30[fps] @SXGA XCD-U100 XCD-U100CR ：1/1.8 型 PS CCD 15[fps] @UXGA ■デイジーチェーン接続 IEEE1394bコネクターを2個装備し、複数台カメラの接続をサ ポート。EIAJ 12pinコネクターからの電源供給も可能であるた め、PC からの電源供給能力の限界に依存することなく、デイ ジーチェーン接続が実現でき、 複数台カメラを使用する場合の 画像処理システムの簡素化が可能である。 ■ハードウェア前処理 H/W LUT（Look Up Table）の搭載 3x3 画素 マトリックス演算搭載（白黒のみ） ■バス同期 外部から同期信号の供給を受けずに同一のバス上に接続された カメラが自動的に 1394 バスに同期し動作する機能。カメラに IEEE1394bケーブルのみを接続し、 複数台のカメラの露光タイ ミングを一致させることができる機能。 XCD-U100/U100CR/SX90/SX90CR/V60/V60CR 標準画サイズ (H X V) ビット長 1,600 X 1,200 (UXGA) 1,280 X 960 (SXGA) 640 X 480 (VGA) Mono8/ Raw8 8フレーム 13フレーム 54フレーム Mono16/ Raw16 4フレーム 6フレーム 27フレーム ■パーシャルスキャン 必要な画角（エリア）のみを切り出して読み出す機能。部分的に 読み出すため、画像一枚あたりのデータ量が削減され、高速に転 送できるメリットがある。 （最小ユニット：32picxel × 24line) ■ビニング 画像データの足し込みを行うことにより、感度やフレームレー トを上げることができる。 ■ネジ固定式 9 ピンコネクター ■低消費電力、耐振動性構造、小型サイズ ■IIDC Ver.1.31 プロトコル準拠 外形寸法図 周辺機器 イ ン テ リ ジ ェ ン ト ■ 小型カメラアダプター（電源装置） ●DC-700/700CE 26 ■ 12ピンカメラケーブル ●CCXC-12P02N (2m) ●CCXC-12P05N (5m) ●CCXC-12P10N (10m) ●CCXC-12P25N (25m) 2-M3 深さ4 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅデ １ジ ３タ ９ル ４イ ｂン タ カー メフ ラェ リー ンス ク 13 65.5 44 57.5 12ピンコネクター ■ 三脚アダプター ●VCT-ST70I 33 8 13 50 IEEE1394b （ネジ固定式） 26 4-M3 深さ4 フノ ォン ーＴ マＶ ッ ト 単位：mm 製品仕様 XCD-U100 映像素子 標準画サイズ（H x V） セルサイズ（H x V） 最低被写体照度 ビット長（有効長） レンズマウント デジタルインターフェース プロトコル 転送速度 最大フレームレート ゲイン シャッタースピード 外部トリガーシャッター I画像メモリー メモリチャネル コマンドのブロードキャスト配信 読み出し機能 電源電圧 消費電力 外形寸法 質量 動作温度 保存温度 性能保証温度 使用湿度 保存湿度 耐振動性 耐衝撃性 MTBF 各種規格 付属品 XCD-U100CR XCD-SX90 XCD-SX90CR XCD-V60 XCD-V60CR 1/1.8 型IT方式プログレッシブスキャン CCD 1,600 x 1,200 (UXGA) 4.4 µm x 4.4 µm 2 lx 20 lx F1.4 Gain: +24dB F1.4 Gain: +18dB Mono 8: 8bits/pixel Raw 8: 8bits/pixel Mono 16: 10bits/pixel Raw 16: 10bits/pixel 1/3 型IT方式プログレッシブスキャン CCD 1,280 x 960 (SXGA) 640 x 480 (VGA) 3.75 µm x 3.75 µm 7.4 µm x 7.4 µm 2 lx 20 lx 2 lx 20 lx F1.4 Gain: +24dB F1.4 Gain: +18dB F1.4 Gain: +24dB F1.4 Gain: +18dB Mono 8: 8bits/pixel Raw 8: 8bits/pixel Mono 8: 8bits/pixel Raw 8: 8bits/pixel Mono 16: 10bits/pixel Raw 16: 10bits/pixel Mono 16: 10bits/pixel Raw 16: 10bits/pixel Cマウント IEEE1394b-2002 x2, bilingal（ネジ固定式） IIIDC 1394-based Digital Camera Specification Version 1.31準拠 800 / 400 Mbps 15 fps 30 fps 90 fps Auto/Manual Auto/Manual Auto/Manual Auto/Manual Auto/Manual Auto/Manual (0∼24 dB) ( 0∼18 dB) (0∼24 dB) ( 0∼18 dB) (0∼24 dB) ( 0∼18 dB) 1/100,000∼16 秒（絶対値コントロール可能） エッジ検出（Mode 0）,トリガー幅による露光時間決定（Mode 1）, ソフトウェアトリガー（IEEE1394 バス）, バルクトリガー, シーケンシャルトリガー,トリガー禁止設定,トリガー/ストロボディレイ設定 16 MB 15 通り IEEE1394 バスを使用。カメラソフトウェアからの設定 パーシャルスキャン, ビニング, LUT, 3x3 filter（白黒のみ）, オプティカルフィルター（RAWカラーのみ）, AWB（RAWカラーのみ DC +8 ∼ +30 V（IEEE1394b 9pinケーブルまたは12pin カメラケーブルより供給：12pin 電源優先） 3.0 W（+12 V時） 2.8 W（+12 V時） 44（W）x 33（H）x 57.5（D）mm（突起部含まず） 140 g --5 ∼ +45℃ -30 ∼ +60℃ 0 ∼ +40℃ 20 ∼ 80%（結露のない状態で） 20 ∼ 95%（結露のない状態で） 10 G（20 ∼ 200 Hz） 70 G 56270Hrs (Approx. 6.4 years) 58260Hrs (Approx. 6.7 years) 57170Hrs (Approx. 6.5years) UL60950-1+CSA C22.2 No.60950.1, FCC/ICES-003: Class A, CE: EN61326, AS/NZ: EN55022, VCCI: Class A, MIC レンズマウントキャップ（1）, 取扱い説明書（1） XCD-U100/U100CR/SX90/SX90CR/V60/V60CR 白 黒 モ デＴ ルＶ フ ォ ー マ カッ ラト ー モ デ ル ア ク セ サ リ ー カ ラ ー カ メ ラ ブ ロ ッ ク カ ラ ー Ｐ Ｔ Ｚ モ デ ル 17 分光感度特性グラフ イ ン テ リ ジ ェ ン ト デ ジ タ ル イ ン タ ー フ ェ ー ス Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ １ ３ ９ ４ ｂ カ メ ラ リ ン ク フノ ォン ーＴ マＶ ッ ト 白 黒 モ Ｔデ Ｖル フ ォ ー マ ッ カ ト ラ ー モ デ ル ●XCD-V60 ●XCD-V60CR （レンズ特性および光源特性を除く） （レンズ特性および光源特性を除く） 相対感度 1.0 相対感度 0.9 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 400 1.0 500 600 700 800 900 1000 カ ラ ー カ メ ラ ブ ロ ッ ク カ ラ ー Ｐ Ｔ Ｚ モ デ ル 18 R B 0.0 400 450 500 波長（nm） ●XCD-SX90 700 650 700 650 700 相対感度 1.0 0.9 R 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 500 600 700 800 900 1000 G B 0.0 400 450 500 550 600 波長（nm） 波長（nm） ●XCD-U100 ●XCD-U100CR （レンズ特性および光源特性を除く） 相対感度 1.0 相対感度 0.9 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 400 650 （レンズ特性および光源特性を除く） 相対感度 1.0 0.0 600 ●XCD-SX90CR （レンズ特性および光源特性を除く） 0 400 550 波長（nm） （レンズ特性および光源特性を除く） ア ク セ サ リ ー G 1.0 500 600 700 800 波長（nm） XCD-U100/U100CR/SX90/SX90CR/V60/V60CR 900 1000 R G B 0.0 400 450 500 550 波長（nm） 600 各部の名称と働き ゲイン 本カメラではマニュアルゲインとオートゲインの設定が可能です。 可変範囲は白黒モデルが0∼24dB、 カラーモデルが0∼18dBです。この範囲を 0.0359dBステップで設定できます。 工場出荷時には0dBに設定されています。 オートゲインに設定した場合は、被写体の明るさに応じてゲインが自動的に調整さ れます。このときリファレンスレベル（収束ポイント） をAuto Exposureのレジスター で設定します。 ① ② ③ ③ ① レンズマウント（Cマウント) Cマウント式のレンズや光学機器を取り付けます。 ご注意 Cマウント式のレンズとして、 レンズマウント面からの飛び出し量が10mm以下 のものを使用してください。 シャッター 本カメラではマニュアルシャッターとオートシャッターの設定が可能です。 可変範囲は10μsから16.0sですが、 これを12ビットの整数で指定する相対値コント ロールと、32ビットの浮動小数点で指定する絶対値コントロールが可能です。 パラメータと露光時間の関係は次の式で求めることが出来ます。 P = パラメータ (003h ∼ 47Eh) E = 露光時間(s) レンズマウント面 10mm以下 P= 3のとき E = 0.00001 ② カメラ固定用補助穴（上面） 4 <= P <= 1000 のとき ③ カメラ固定用基準穴（底面） カメラモジュール固定用に高い精度で切られたネジ穴です。 ここでカメラモジュールを固定すると、光軸のずれを最小限にとどめる ことができます。 E= P2 1000000 E = (P – 1000) x 0.1 + 1 設定例 ④ IEEE1394bコネクター 3 (003h) 32 (020h) 100 (064h) 1000 (3E8h) 1010 (3F2h) 1150 (47Eh) : : : : : : 10μs (1/100000) 1 ms (1/1000) 10 ms (1/100) 1s 2s 16 s ⑤ ⑤ 12-pin I/Oコネクター Ｉ Ｅ Ｅ Ｅデ １ジ ３タ ９ル ４イ ｂン タ カー メフ ラェ リー ンス ク フノ ォン ーＴ マＶ ッ ト 1000 <= P <= 1150 のとき ③の4つのねじ穴は、三脚アダプター取り付け用ネジ穴としても使用できます。 三脚を使うときは、この4つのネジ穴を使って三脚アダプターVCT-ST70Iを取 り付けます。 リアパネル / ピンアサインメント イ ン テ リ ジ ェ ン ト オートシャッターに設定した場合は、被写体の明るさに応じて露光時間が自動 的に調整されます。このときリファレンスレベル（収束ポイント） をAuto Exposureの 白 黒 モ デＴ ルＶ フ ォ ー マ カッ ラト ー モ デ ル レジスターで設定します。 長時間露光について ④ 設定されたフレームレートの周期よりも長い露光時間を設定した場合は、長 時間露光モードとなり、実際のフレームレートが露光時間に応じて遅くなりま す。 カ ラ ー カ メ ラ ブ ロ ッ ク ④ IEEE1394b 端子 市販のIEEE1394bカメラケーブルを接続します。 ピン番号 1 2 3 4 5 信号 TPBTPB+ TPATPA+ TPAG ピン番号 6 7 8 9 信号 VG NC VP TPBG カ ラ ー Ｐ Ｔ Ｚ モ デ ル ⑤ 12ピン I/O コネクター端子 IEEE1394b端子からの電源供給が不足する場合、 この端子から電源を供給す ることができます。 カメラケーブルCCXC-12P05N などが接続できます。 ピン番号 1 2 3 4 5 6 信号 電源（アース） 電源入力 ISO（アース） ストロボ出力 GPIO 出力1GPIO 出力1+ ピン番号 7 8 9 10 11 12 ア ク セ サ リ ー 信号 GPIO 入力2 GPIO 出力2GPIO 出力2+ GPIO 入力1 トリガー入力 ISO（アース） XCD-U100/U100CR/SX90/SX90CR/V60/V60CR 19 トリガー イ ン テ リ ジ ェ ン ト デ ジ タ ル イ ン タ ー フ ェ ー ス Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ １ ３ ９ ４ ｂ 任意のタイミングで発生するトリガーに合わせて露光を開始します。必要な映 像を取り込むときに有効なモードです。また、複数台のカメラで同じタイミング の映像を撮る場合にも使用できます。 トリガーシャッター時に必要なトリガーはリアパネルの12ピンコネクターから 入力します。入力信号は5∼24Vの負極性パルスです。 入力端子はカメラ内部でプルアップされているため、単に入力ピンとISO （アース） をショートするだけでもトリガーを受けることができます。 メモリーから読み出されて反映させるフィーチャーは次のとおりです。 ご注意 最小幅10μs入力電流0.5mA以上の部品を使用してGNDに接続してください。 トリガーモードは、0、1、14、15の4つのモードをサポートしています。 カ メ ラ リ ン ク ハイレベル 5 ∼ 24 V DC ローレベル0 ∼ 0.44 V DC DC 0 V フノ ォン ーＴ マＶ ッ ト 露光 カ ラ ー Ｐ Ｔ Ｚ モ デ ル ストロボコントロール 露光のタイミング トリガー 幅 ストロボ出力信号 トリガーモード 14（バルクトリガーモード） ディレイ あらかじめメモリーチャンネルにカメラの設定を覚えさせておき、1発のトリガー 信号で複数枚の映像をそれぞれ異なった設定で撮影するモードです。 ご注意 次の条件でご使用ください。 推奨プルアップ抵抗：4.7kΩ 推奨プルアップ電圧：5V 露光 メモリーチャンネル1 の設定 メモリーチャンネル2 の設定 トリガーモード 15（シーケンシャルトリガーモード） あらかじめメモリーチャンネルにカメラの設定を覚えさせておき、 トリガーを入れ るたびに順次メモリーチャンネルを呼び出して撮影するモードです。 トリガー 露光 メモリーチャンネル1 の設定 20 本カメラは、 トリガー信号をソフトウェアにのコマンドで発生させるソフトウェア トリガーにも対応しています。 ソフトウェアトリガーにおいてもトリガーモード0、1、14、15が有効です。 トリガーモード 1 トリガー信号の幅で露光時間を制御できます。 トリガーモード1で使用する場合は、動作的には露光時間に制限はありません。 トリガー カ ラ ー カ メ ラ ブ ロ ッ ク ただし、ホワイトバランス、 シャッター、ゲインのオートの状態は設定されませ ん。 また、パン/チルトはメモリーに保存したときのビデオモードと一致しているとき のみに設定されます。 12ピンコネクターにはストロボ制御信号が配置されており、 カメラに接続した ストロボを直接発光させることができます。また、発光のタイミングと信号の幅 を設定することができます。 出力端子はオープンコレクターになっているため、 ストロボ側でプルアップし てください。入力端子をグランドにショートすると発光するタイプのストロボで あれば、直接接続することができます。 露光 ア ク セ サ リ ー ･ ブライトネス ･ シャープネス ･ サチュレーション ･ ホワイトバランス ･ ヒュー ･ ガンマ ･シャッター ･ ゲイン ･パン/チルト ･ オプティカルフィルター トリガーモード 0 トリガー信号の立下りエッジを検出し、露光を開始します。露光時間はシャッ ターのパラメータで決まります。 トリガー 白 黒 モ Ｔデ Ｖル フ ォ ー マ ッ カ ト ラ ー モ デ ル 本カメラは、 メモリーチャンネルを15個持っていますので、 トリガーモード14、 15の繰り返しのパターンは最大15枚設定できます。 1サイクルで使用するパターンの数は、 トリガーモードのパラメータで指定しま す。 バルクモード、 シーケンシャルモードでは、 メモリーチャンネルの0は使用されま せん。 メモリーチャンネル2 の設定 XCD-U100/U100CR/SX90/SX90CR/V60/V60CR ただし、上記条件に設定するのが困難な場合、 カメラ側には保護抵抗（220Ω）が 入っていますので、出力電圧を確認の上、外付けプルアップ抵抗を決定してくださ い。幅10µs程度は出力可能です。ただし、立上り時間はプルアップ抵抗に依存し ます。 サチュレーション（カラーモデルのみ） 色の濃さを調整できます。 メモリーショット カメラ内部のフレームメモリーにいったん画像を保存し、後で読みだすことが できるメモリーショットを搭載しています。 複数のカメラを1つのバスに接続しているとき、800Mbpsの帯域制限のため に同時に映像を出力できない場合に、 メモリーショットで対応できることがあり ます。 ホワイトバランス（カラーモデルのみ） Gに対するRとBのレベルを設定することでホワイトバランスを調整できます。 また、 カメラが自動でホワイトバランスを調整するオートホワイトバランスにも 対応しています。 露光開始時には、 アイソクロナスのソースは確保せずにフレームメモリーに 映像を保存します。 出力時には、1台ずつ、 アイソクロナスのリソースを確保しながら出力します。 保存できる映像の枚数は、 ビデオモードに依存します。 コマンドのブロードキャスト対応 オプティカルフィルター 画像の出力開始位置を上下左右に1ピクセルずらすことにより、 ベイヤー出力パターンを変更します。 通常の1394の通信では、ホスト側からノード番号を指定して、特定のカメラだ けがそのコマンドに反応するようになっています。 このとき、 ノード番号を63に設定すると、同一のバスに接続されたカメラはそ のコマンドを同時に受信することができます。つまり、ホストから1つのコマンド を発行するだけで、複数のカメラを同時に制御することができます。 例） ソフトウェアトリガーのブロードキャスト送信 ベイヤー配列のパターンは以下のようになっています。 パターン0 G B R G 1. 1つのバスにカメラを複数台接続する。 2. それぞれのカメラをビデオモード、 フレームレートを適切に設定し、同時に 映像を流せる状態にする。 3. それぞれのカメラをソフトウェアトリガーモードに設定する。 4. ノード番号63に対して、 ソフトウェアトリガーコマンドを発行する。 これで、全てのカメラが同時に露光を開始し、映像を出力します。 パターン1 B G G R R G G B ビデオモード設定やフィーチャーの制御など、 すべてのコマンドがブロード キャストに対応しています。ただし、 ブロックライトには対応していません。 異なるタイプのカメラをブロードキャストコマンドで設定するときには、 カメラが 対応していないコマンドを発行しないように注意してください。 パターン2 1394 バス同期機能 パターン3 G R B G 本カメラは1394バスのサイクルタイムレジスターに同期して露光のタイミング を決定する機能を持っています。 同期がかかるのは、露光開始のタイミングです。 複数台のカメラが同一バス上に接続されていれば、自動的に1394バスに同 期して動作します。ただし、800Mbpsの帯域の制限を受けるので、同時にビ デオを転送できるようなビデオモードに設定する必要があります。 長時間露光モードや、パーシャルスキャンモードに設定した場合は同期の機 能は解除されます。長時間露光とは、露光時間が画像の転送周期よりも長く 設定される状態です。 1394バス同期の機能は最大で1H周期分のジッターを含んでいます。 さらに正確に同期を取りたい場合はハードウェアによる外部同期を行ってくだ さい。 イ ン テ リ ジ ェ ン ト Ｉ Ｅ Ｅ Ｅデ １ジ ３タ ９ル ４イ ｂン タ カー メフ ラェ リー ンス ク フノ ォン ーＴ マＶ ッ ト 白 黒 モ デＴ ルＶ フ ォ ー マ カッ ラト ー モ デ ル ア ク セ サ リ ー カ ラ ー カ メ ラ ブ ロ ッ ク カ ラ ー Ｐ Ｔ Ｚ モ デ ル XCD-U100/U100CR/SX90/SX90CR/V60/V60CR 21
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