産業用カメラ、フレームグラバー、光学レンズ、部品、ソフトウェア、システムなど新しい画像関連製品を輸入販売/株式会社アルゴ
A１：産業用カメラを用いた画像イメージングや計測能力は、イメージセンサーによって取り込まれた後の情報演出(処理)に依存しています。ご存じの通り、通常のセンサーは人間がもつ視感度を模倣して設計され、可視の波長域400-700nmの光を検出することで目で見るように視野内のカラーやモノクロイメージを得ることができます。また視感度より外側波長域のイメージを得て、連続する波長バンド情報を最大限利用することもできます。光の波長域は紫外線、可視、近赤外線、遠赤外線、X線を含み、その中の可視域においては、撮像素子/CCDセンサーがもつ赤・緑・青の各波長に対応するBayerフィルタを用いてカラーイメージがつくられます。
CCDセンサーは可視の波長域を超えて1100nmまでの光を検出することができます。700-1100nmの近赤外線域は当然人間の視感度では検出できない波長レンジです。近赤外線光はカラーイメージの品質に邪魔をするので、通常のカラーカメラでは、IRカットフィルタを用いて近赤外線波長をブロックしています。
たいていのイメージングシステムでは、比較的広いバンド帯域で設計され、少ないチャンネルのみを使用して、産業用ビジョンやパターン認識や検査で利用されています。最もシンプルなケースでは、測定対象のグレースケール値を取り込む白黒カメラです。高い面解像度を得ることができますが波長情報は含まれません。またカラーカメラでは、Bayerカラーフィルタを用いたセンサーと3CCDセンサーがあり、3つのブロードバンド・カラーチャンネルとバンド波長分解能の範囲でマルチスペクトラルイメージを得ることができますが、データの波長分解能は低くいレベルです。一般的な産業用ビジョンシステムでは、色精度やカラー制御で高いレベルを求めれませんが、高いレベルの計測が必要な用途では、これらのセンサーカメラでは目的を達成できません。
最高の色精度や特定波長の組み合わせ、可視+近赤外線、カスタムレンジを必要とされる方にご紹介したいのが3CCDマルチスペクトラルカメラです。FD-1665はスペクトラルイメージを提供するだけでなく、高い波長分解能とリアルタイムでの測定を実現しました。
A2：FD-1665の標準システムは2つのカラーBayerアレーセンサー+1つのNIR近赤外線バンド用モノクロセンサーで構成され、7チャンネルまでの出力が可能です。異なった波長バンドをご要望の場合は、プリズムコーティングとTrimフィルタを用いてたカスタムバンドで各ご要望に対応しております。詳細はお問い合わせください。
A3：多様な能力を備えたFD-1665は、様々なRGBとモノクロームセンサーを組み合わせることができ、カスタムフィルタにも対応し、プリズムにより発生する球面収差や色収差を校正する技術(特許)を備えた3CCDマルチスペクトラルカメラです。
A4：FD-1665は独自の技術を基に設計され、優れたスペクトルと色情報を提供します。開発された光束相殺補正学系(特許)が、 標準的な3CCDカメラシステムのプリズムによって発生する球面収差や色収差を校正し、通常の波長レンジを超えたブロードバンドレンジ(400-1000nm)での測定を実現しました。色を分離するプリズムが直面する収差は補正しない限りイメージデータの品質を悪くします。(特にイメージのエッジ付近では顕著に現れます。)
一般的な産業、マシンビジョン、理化学カメラシステムでは、高い品質とコスト面、広視野を得られることから、35mm 規格のSLRレンズが使用されています。このレンズは1チップCCDカメラ用では良いレンズですが、色を分離するプリズムのためには設計されていません。
イメージの品質からカラー分離プリズムの効果を解説するために、SLRレンズは評価に適したレンズとし、厚さが同じガラス断面のイメージを用いてカラー分離プリズムの光学モデルを光線トレースを用いて説明します。下の図はFD-1665の光束相殺補正光学系の能力を表すために、通常の3CCDカメラと比較テストされた結果です。
★イメージプレーン部分の光線トレースを拡大したものが下の図です。左側が光束相殺補正光学系を搭載したFD-1665、右側が補整光学系がない通常の3CCD RGBカメラの例です。補整光学系がない通常の3CCDカメラでは収差の影響が顕著です。
★下の図はスポットダイアグラムです。左側が光束相殺補正光学系を搭載したFD-1665、右側が補正光学系がない通常のCDRGBカメラの例です。
テストセットアップは光束相殺補正光学の効果を示すために、カラー分離プリズムの作用をシュミレートするガラス要素での光線断面図と、1チップのアレイイメージセンサを用いて解説しました。 相殺補正光学系あり/無しで同じテストセットアップが用意され、レンズには焦点距離50mm、f/1.8のニコンレンズを使用しました。ターゲットはEIAの解像度チャートです。 ハロゲンランプは、回転するドラムを照らすのに使用します。 RGB3-CCDプリズムで未熟なチャンネルをシュミレートして、テストカメラには緑色のフィルタをかけました。下はテスト中に撮影された解像チャートのイメージです。
中心付近と右側の取り込んだイメージを比較します。左側が補整光学系の搭載あり、右側が補正光学系がない状態です。レンズのf#を各イメージにラベルしました。中心付近のイメージは補正光学系あり、無しともにシャープな画像が得られています。しかしエッジ付近の画像は明らかな違いと差が見て取れます。f/4補正光学系有りでパターン白黒の周期的な変わり目は二画素分です。しかし、同じ白黒の周期的パターンでもf/4補正光学系無しでは4画素以上に及びます。イメージのぼけ画像は主に横方向に現れ、スポットダイアグラムの形状も一貫しています。ぼけ画像の影響はf/2イメージでの比較でより顕著に現れています。
FD-1665は優れた光学技術を用いて、お客様独自のカスタム設計で3CCDマルチスペクトルカメラを構築することが可能です。
リンクが無いものはユーザー様にのみご提供しております。詳細はお問い合わせください。
| ハードウェア | ・マルチスペクトル構成例 | ・光学的な特徴 | ・寸法図面 |
|---|---|---|---|
| ・マルチスペクトルデータ | ・偏光カメラ | ・エンベディットモデル | |
| ソフトウェア | ・ビューワソフトウェア | ・ソフトウェア開発キット |
