産業用UVCカメラ 33U、37U、27U、32Uシリーズの違い
The Imaging Source社の産業用UVCカメラには、DFK33Uシリーズ、DFK37Uシリーズ、DFK27Uシリーズ、DFK32Uシリーズ(以下33Uシリーズ、37Uシリーズ、27Uシリーズ、32Uシリーズ)と4種類あります。それぞれ違った特徴があります。大きな特徴としてはFPGAが搭載されているリッチハードウェアの33Uシリーズ、FPGAが搭載されていない必要最低限構成の37U・27U・32Uシリーズのローコストモデルという2つに分けられます。
カメラに搭載されるFPGA搭載について
33UシリーズにはFPGAが搭載されており、37U・27U・32UシリーズにはFPGAが搭載されていませんが、33Uシリーズは搭載されるFPGAによって、様々な機能が実装されています。例えば、多彩なトリガー機能です(下図参照)。モデルによって実装機能は様々ですが、代表例としては「バースト機能(※)」などがあります。
※1回のトリガーで複数回の撮影ができるといったもの。その他の機能についてはこちら
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33Uシリーズ
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37Uシリーズ
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27Uシリーズ
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32Uシリーズ
しかし、すべての用途に必ずしもリッチなFPGAが必要というわけではありません。例えば、静止画を撮影して保存をするだけ、カメラを使ってモニターに表示観察するだけ、多彩なトリガーは特に不要、といった場合などです。殆どの用途では37U・27U・32Uシリーズで仕様を満たすことができますが、数千円のコストが特段気にならない場合は33Uシリーズを選んでおくと無難でしょう。
UVCやUSB3Vision規格への対応
33U、37U、32Uシリーズは、UVCとUSB3Visionといったマシンビジョンの標準規格の両方に対応しています。この汎用性によって、サードパーティー製のソフトウェアやオープンソースでの開発も簡単に行っていただくことができます。一方で、27UシリーズはUVCにのみ対応しておりUSB3Visionには対応していません。33U、37U、27U、32Uシリーズのいずれも、TheImagingSource社のUSBドライバとICImagingControl(カメラ制御用SDK)を使って開発していただく場合はUVCなのかUSB3Visionなのかを気にする必要はありませんが、以下のような場合は、33Uシリーズを選んでおくといいでしょう。
- Linuxなどのオープンソース環境で利用する場合
- サードパーティー製ソフトを使う可能性のある場合
- 開発に拡張性を持たせたい場合
- 数千円のコスト差は特段問題ない場合
以上、FPGAやUVC、USB3Visionなどまとめますと以下の通りです。
仕様 | 33Uシリーズ | 37Uシリーズ | 27Uシリーズ | 32Uシリーズ |
---|---|---|---|---|
FPGA | ○ | × | × | × |
USB3Vision | ○ | ○ | × | ○ |
UVC | ○ | ○ | ○ | ○ |
コスト | △ | ○ | ◎ | ◎ |
USB2.0モデルを選択する理由
33U、37U、27UシリーズはUSB3.0インターフェースを搭載していますが、32UシリーズはUSB2.0インターフェースを採用しています。USB3.0とUSB2.0の違いは下記の通りです。
転送速度 / 帯域幅
USB3.0は理論上5Gbpsの転送速度を持つのに対し、USB2.0は480Mbpsと、約1/10の帯域幅しかありません。そのため、USB2.0カメラはUSB3.0カメラと比べると解像度やフレームレートに制限があります。しかし、障害物検知、バーコードスキャン、QRコードリーダーなど、高解像度や高フレームレートを必要としないアプリケーションでは、USB2.0カメラでも十分に対応することができます。
消費電力
USB3.0の最大供給電力は900mA、USB2.0は500mAであり、USB3.0対応デバイスの方が消費電力が高くなります。そのため、Raspberry Piなどのシングルボードコンピュータ、バッテリー駆動のタブレット端末など、省電力が求められる環境ではUSB2.0カメラの方が適しています。
例えば、USB3.0カメラのDFK33UX273の消費電力は約3.3W(約660mA @ 5VDC)で、USB2.0カメラのDFK32BUR0521の消費電力は約1.55W(約310mA @ 5VDC)となりUSB3.0カメラの方が約2倍の電力を消費します。
コストパフォーマンス
USB2.0カメラはUSB3.0カメラと比べて低価格で、コストを抑えたい用途に適しています。例えば、高解像度や高フレームレートが必要としないアプリケーションでは、USB2.0カメラが適しています。一方で、高解像度の外観検査、高精度な寸法測定、高速撮影が必要な解析などの用途では、33UシリーズなどのUSB3.0対応モデルの方が適しています。
USB3.0とUSB2.0の違いをまとめると下記の通りです。
インターフェース | USB3.0 | USB2.0 |
---|---|---|
カメラシリーズ | 27U/33U/37Uシリーズ | 32Uシリーズ |
転送速度(理論値) | 5Gbps | 480Mbps |
消費電力(理論値) | 900mA | 500mA |
コスト | △ | ◎ |
その他の特徴
上記のFPGAの搭載有無と規格への対応以外にも細かい差があります。USBコネクタ形状、10mケーブルオプション有無、トリガーコネクタ形状、基板の形状、格安ボードモデルの有り・無しなどです。
仕様 | 33Uシリーズ | 37Uシリーズ | 27Uシリーズ | 32Uシリーズ |
---|---|---|---|---|
USBコネクタ | USB3.1(Gen1) マイクロB |
USB3.1(Gen1) タイプC |
USB3.1(Gen1) マイクロB |
USB2.0 Mini-B |
10mケーブルオプション | 有り | 無し | 有り | 無し |
トリガーコネクタ | ヒロセ12pin | ヒロセ4pin | ヒロセ4pin | ヒロセ4pin |
基板 | 複数基板 | 1枚基板 | 1枚基板 | 1枚基板 |
格安ボードモデル | 無し | 有り | 有り | 有り |
産業用カメラでUVCカメラとして動作するもの
最新のPYTHON、Starvis、Pregiusセンサー搭載カメラ。
フォーカス位置をSDKからコントロール可能。USB2.0とUSB3.0のモデル有。