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プリズム式カラーラインセンサカメラ

JAIの多板式カラーラインセンサカメラはダイクロイック色分離プリズムを採用し、高解像度で色再現性に優れた映像を実現します。野菜や果物の選別機、食品検査、2Dおよび3D印刷検査、ウェブ検査など様々なアプリケーションに利用されています。

プリズム式ラインセンサカメラの特長:
JAI
の多板式カメラはビームスプリッタープリズムと複数のセンサを内蔵し、レンズから入射した光をプリズムで分光し各CCD(またはCMOS)センサに投射します。3CCDカメラの場合、赤・緑・青に分光された光は各CCDを通して再現されます。JAI 4CCDカメラ LQ-200CLの場合にはこれに近赤外が加わります。

JAI3CCDラインセンサカメラの心臓部はダイクロイックプリズムとRGB 3枚のCCDで構成されています。3枚のCCD6軸方向(XYZ)の精度の高い貼り合せ技術を使い、プリズムに貼り合わされます。これにより3枚のCCDに配列された各ピクセルが被写体の同じ位置を撮像することができます。

その結果、凹凸のある被写体や、瓶・缶などのような湾曲した被写体の検査を容易に行う事が可能になります。プリズムを内蔵している分カメラのサイズが大きくなりますが、プリズムで分光し、3つのCCDRGBの各色を再現するため、変色がなく色再現性に優れた映像を得ることができます。

一方、1つのパッケージにRGB 3つのラインを持つトライリニアセンサは、光学プリズムが不要な分カメラのサイズを小さくすることができます。また、使用するCCD1枚なので製造コストを廉価に抑えられます。しかし、プリズムを使ったカメラと違い、RGBの遅延補正など複雑な処理が必要となるうえ、色ズレや混色が発生します。

トライリニアセンサを使ったカメラの場合、カメラが傾いて取り付けられるとRGBの遅延補正処理が更に複雑になり、前処理の負荷が大きくなります。この点、1軸入射の3CCDカメラの場合、据付傾斜にも比較的許容があり、画像処理への負荷も発生しません。

 左:トライリニアカメラ
斜めからの撮像や、被写体がフラットではない場合には
RGB間にズレが生じます。 

右:プリズム式カメラ
カメラに傾きがあってもプリズム式ラインセンサカメラでは
一つの光軸から得た光でRGBを再現します。

 

ダイクロイックコーティング:
JAIのプリズムカメラは、レンズから入射した光を波長ごとに精密に分離させるため、プリズムの表面にハードダイクロイックコーティングを施しています。プリズムの表面に特性の異なるコーティングを施すことにより、プリズムに光を通過させるか、あるいは異なったガラス表面に反射させます。これにより光を赤、緑、青(および近赤外)に正確に分離させそれぞれのCCD(またはCMOS)センサに投射させることができます。


 

A): レンズから入射した光はAガラス面に当たり青色の光を反射し、赤、緑の光は透過します。
B):
Bのガラス面に受けた光の赤色は反射し、緑色は透過します。
C)
およびD): 一方向に反射するようコーティングが施されています。

 

高精度な色再現のための高度な色分離:
トライリニアカメラで通常使われている、センサにポリマーフィルムを貼りつけるような仕組みに比べ、ダイクロイックコーティングから得られる分光特性は色分離が急峻なため、オーバーラップ領域が少なく混色が発生しません。

左:ハードダイクロイックプリズムコーティングから得られる分光特性は、色分離が急峻なためオーバーラップ領域が少なく混色がありません。

右:トライリニアカメラに使われるソフトポリマーフィルタから得られる分光特性は、オーバーラップ領域が多く混色やにじみが発生しがちです。

RGB個別設定
3CCDラインセンサカメラは、3つのCCDのシャッタスピードやゲイン値を独立して設定できます。そのため、ノイズが少なく、色再現性に優れた映像を得ることができます。

RGB個別電子シャッタ設定
CCDの電子シャッタを可変してホワイトバランスを得る場合、Greenのゲインを設定し、RedBlueのゲイン値を可変して設定する方法の他に、RedGreenBlueのシャッタスピードを独立して設定しホワイトバランスを得ることが可能です。RGBそれぞれのシャッタを設定した方がS/Nを劣化させずにホワイトバランスをとることができます。

代表的なアプリケーション:
JAIのラインセンサカメラはあらゆる分野の産業でご利用いただいています。以下はその代表的なアプリケーションです。

  • 野菜、果物の選別機 -野菜や果物の色味や成熟度、キズ、虫食いや傷みの検査や、石や葉などの異物検査
  • 食品検査 冷凍食品、穀物、コーヒー豆、茶葉、たばこなどの検査
  • ウェブ検査 テキスタイルや製紙、圧延などの検査
  • 木材検査 木材を効率よくカットし利用するため、木目や節、色味などの検査、選別
  • タイル検査 タイルの色味や釉薬のムラを検査
  • 2次元印刷検査 雑誌や紙幣などの印刷物検査
    紙幣など偽造防止印刷の場合は、カラー印刷と透かしやその他セキュリティのために埋め込まれた情報も同時に検査します。
  • 3次元印刷検査 -瓶や缶、ペンのような筒状の容器や球面を持つ被写体に貼られたラベルの印刷検査
  • メカニカル部品のキズや汚れなどの欠陥検査
  • フラットパネルディスプレイ表面のキズや画素欠陥などの検査
  • 綿など素材の選別、検査 -色のバリエーションによる選別、異物検査など
  • 車のボディーの塗装検査 -塗装の色と品質の検査
  • PCB検査 -回路上に部品が正確にレイアウトされているか等の検査

JAI ラインセンサカメラシリーズ:
JAI
のプリズム式カラーラインセンサカメラには現在4CCD3CCD3CMOS3タイプがございます。
各製品の詳細は製品情報のページでご覧下さい。

カスタマイゼ―ション:
JAIではプリズムブロックの設計からアッセンブリー、およびプリズムにCCDを高精度に貼り合わせるという全ての工程を自社施設で行っています。このプリズムアッセンブリー技術を応用し、様々な波長の光を組み合わせた多板式カメラのカスタマイズも可能です。詳細につきましてはお気軽に営業部までご相談ください。

お問い合わせ:
JAIラインセンサカメラに関するお問い合わせは、コンタクトフォームからも可能です。contact JAI

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