産業用カメラ

産業用カメラは、マシン ビジョン システムの重要な要素です。カメラ システムは、CMOS イメージャー、SoC または FPGA、および画像を転送するためのさまざまなインターフェイスに基づいています。これらの各機能には、必要な周波数で、厳しい産業環境でも確実に動作できる堅牢なタイミング デバイスが必要です。SiTime の MEMS ベースのタイミング ソリューションは、さまざまな動的条件に耐える堅牢性とともに、必要な周波数と機能の幅を提供します。

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産業用カメラは、マシン ビジョン システムの重要な要素です。一般的な用途には、自動画像ベースの検査、プロセス制御、ロボット ガイダンス、監視、顕微鏡検査、動作分析、マッピング、ドキュメントのデジタル化、医療用画像処理などがあります。カメラによって収集されたデータは通常、人工知能の有無にかかわらずコンピューターによって処理されます。

カメラ システムは、CMOS イメージャー、処理 SoC または FPGA、および画像を「外の世界」に転送するためのインターフェイスに基づいています。アプリケーションに応じて、さまざまな解像度とフレーム レートのイメージャーが選択されます。CMOS イメージ センサーにはさまざまなサイズがあります。一般に、センサー サイズが大きいほど、ダイナミック レンジと信号対雑音比 (SNR) が向上します。

SoC または FPGA は、イメージ センサーによって収集されたデータを処理します。一般的な処理には、生のセンサー データから使用可能な静止画像またはビデオ ストリームを作成し、送信用に圧縮することが含まれます。パターン認識などのより高度な処理は、カメラ内または中央コンピューターで実行できます。

カメラをマシン ビジョン システムの他の要素に接続するためのさまざまなインターフェイスが存在します。最も一般的なものは、イーサネット、USB、GMSL (Analog Devices)、V3-Link、FPD-Link (Texas Instruments) です。Wi-Fi または独自のワイヤレス インターフェイスも使用できます。

一般的な CMOS イメージャーでは、6 MHz ～ 72 MHz の固定周波数クロックが必要です。原則として、センサーのデータ レートが高いほど、クロック周波数も高くなります。データ レートは主に次の 3 つの特性によって決まります。

• 解像度はセンサーサイズ（5 x 4 mmから54 x 40 mmの範囲）とピクセルピッチに関係します。
• フレーム/秒
• ピクセルあたりのビット数

デジタルデバイスである SoC と FPGA は、SiT1603 などの 10 ～ 40 MHz の範囲のシングルエンド発振器で簡単にクロックできます。リアルタイムクロックの計時が必要な場合は、オプションの 32.768 kHz 発振器を追加できます。わずか 6 μA しか消費しない SiT1811 などの低電力発振器を使用すると、スタンバイモードで正確な計時が可能になります。

インターフェースのクロッキングはチップセットによって異なります。一般的には次のようになります。

• シングルエンド25MHzのイーサネット
• シングルエンド48MHzまたは差動100MHzのUSB
• 25MHzなどの周波数のシングルエンドクロックを備えたGMSL
• 25 MHz ～ 100 MHz の範囲のシングルエンド周波数の V3-Link および FPD-Link

SiTimeのメリット

• 水晶ベースの発振器に比べて最大2倍の安定性、10倍のジッター低減
• 水晶ベースの発振器に比べて最大50倍のEMI耐性
• EMI低減機能
• 耐衝撃性と耐振動性が30倍向上
• 工場で任意の周波数にプログラム可能
• 広い動作温度範囲（-40°C ～ 105°C）
• 業界をリードする1.5 x 0.8 mm CSPまでの小型パッケージサイズ

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