SCU 제품매뉴얼

1. 준비하기

1.1 PC 최소/권장 사양

1) CPU : Intel Core i3(최소), i5 이상(권장)

2) RAM : 2GB 이상(최소), 8GB 이상(권장)

3) O/S : Windows 7(32bit/64bit) 이상

4) VGA : FHD 지원(최소), UHD 지원 이상(권장)

1.2 SDK

▶ 크래비스 USB3Vision 카메라를 사용하려면 크래비스에서 제공하는 SDK 를 이용하여 영상을 받거나,

USB3 Vision 을 지원하는 이미지 라이브러리를 사용하여 영상을 취득할 수 있습니다. (단, 별도의 Driver 가 필요할 수 있음)

▶ 크래비스 SDK 다운로드 링크 : http://www.crevis.co.kr/kor/support/download/MCam40_SDK.zip

1.3 케이블

▶ 데이터 통신을 위해 USB3.1 Gen1 Micro-B Type 케이블이 반드시 필요합니다.

▶ 6Pin 커넥터를 통해 외부 전원을 별도로 인가할 수 있습니다.

1.4 주의사항

▶ 동작 온도 : 0℃ ~ +40℃

주변 온도 변화에 따라 데이터 출력이 변할 수 있으므로 일정하게 온도를 유지하십시오. 보다 안정적인 동작을 위해 40mm x 60mm x 10mm 이상의 방열판을 제품에 결합하여 사용하는 것을 권장합니다.

▶ 일부 모델은 한계 온도치에 도달할 경우 이미지 센서 영상 출력을 제한합니다. 이 상태는 영상의 품질과 제품의 내구성을 보증할 수 없는 상태이므로 즉각적인 방열 조치가 필요함을 의미합니다. 보다 자세한 사항은 4-18 절의 ‘Device Temperature State’를 참고해 주시기 바랍니다.

▶ USB Host Card 또는 HUB 를 통해 두 개 이상의 카메라를 연결하여 동시에 영상을 취득하면, 대역폭 문제가 발생할 수 있습니다.

▶ LED 상태 창

카메라의 현재 상태를 카메라 뒷면의 LED 를 통해 확인이 가능합니다. 호스트와 카메라간의 연결이 제한되거나 영상 취득에 실패할 경우 LED 의 상태를 확인하십시오.

▶ 누수 및 습기 주의

제품 자체에 방수 기능이 없으므로 지나친 습기에 노출되지 않도록 주의하셔야 합니다.

▶ 자기장 및 전기장

입출력신호가 강한 자기장 및 전기장에 노출되면 신호의 왜곡을 일으킬 수 있으므로 주의하셔야 합니다.

▶ 환기

소비전력은 사용환경에 따라 차이가 나지만 전력 소비량이 높으므로 제품 주변을 밀폐시키거나

공기흐름을 차단하지 말고 통풍성을 유지하여야 합니다.

▶ 제품의 기능 및 성능 개선을 위해 예고없이 수정될수 있습니다.

2. 제품 사양

2.1 제품 개요

▶ Sony CMOS Sensor Camera

▶ ROI Scan 및 X, Y Reverse 모드 지원

▶ Freerun 및 Trigger Mode 지원

▶ Defective Pixel 보정 기능 지원

▶ USB 3 Vision Standard 1.1 호환

▶ External Trigger Mode 지원 (via 6pin circular connector)

▶ 상태 LED 지원

▶ Power supply : DC (5V ~ 13.2V range supported) 및 USB3 Gen.1 Bus Power

▶ System Block Diagram

2.2 주요 사양

3. 카메라 인터페이스

3.1 Back Panel

3.2 카메라 DC IN & External I/O Pin Map

1) 6 pin Circular Connector

3.3 USB3.1 Gen.1 Micro-B Type Connector

1) Plug & Play 지원.

2) USB 2.0 연결은 지원하지 않습니다.

3.4 LED status

3.5 External I/O 내부 회로

• Input

• GPIO

4. 카메라 기능

4.1 Device Control

카메라의 각종 상태 모니터링 또는 장치의 상태를 제어할 수 있는 기능입니다.

4.1.1 Device Link Througput Limit

카메라에서 Host 로 전송하는 이미지 Bandwidth 의 최대치를 정의할 수 있습니다. Byte/Sec 단위로 변

경이 가능하며, 초기 출하값은 제품별 상이하나 약 340MB/s ~ 360MB/s 입니다. (단, 초기 출하값은 예고

없이 변경될 수 있음)

4.1.2 Device Temperature

‘Device Temperature Selector’에 선택된 파츠의 현재 온도를 모니터링 하는 기능입니다. ‘Temperature

Update Selector’를 Execute 하는 즉시 온도 정보가 소수점을 포함한 섭씨(℃) 값으로 리턴됩니다. 일부

모델은 이미지 센서의 온도와 FPGA Core board 의 온도를 모니터링 할 수 있습니다.

4.1.3 Device Temperature State

카메라의 내부 온도를 모니터링 하여 ‘Normal’, ‘Warning’, ‘Critical’ 등의 상태로 나타냅니다. 각 상태가

의미하는 내용은 4-18 절 ‘Device Temperature State’에 보다 자세히 기술되어 있습니다.

4.1.4 Device Reset

Command 로 카메라의 전원을 재인가할 수 있는 Hard-Reset 입니다. 커맨드 입력 즉시 USB 연결이 해

제됨과 동시에 카메라의 전원도 재인가 되어 재부팅 됩니다. 따라서 Device Reset 이후 Application 에서

카메라를 새로 Open 해야 정상적인 사용이 가능합니다.

4.1.5 Device Sleep Mode

카메라의 상태를 Sleep 모드로 변경하여 총 소모전력을 줄일 수 있는 기능입니다. Soft Sleep 설정시 이

미지 센서가 휴면상태가 되며, Deep Sleep 모드로 설정시 이미지 센서 및FPGA 도 휴면상태가 됩니다. 총

소모전력은 최대 80%를 줄일 수 있습니다. Deep Sleep 상태에서 Disable (Normal)로의 전환시, 약

1.4Sec~2Sec 의 초기화 시간이 필요합니다.

4.2 Image Format Control

카메라의 이미지 출력 Size 및 Format 에 대한 설정을 변경할 수 있는 기능 입니다.

4.2.1 ROI (Region Of Interest)

Width, Height, Offset X, Offset Y 를 설정함으로써 원하는 영역의 이미지만 출력하는 것이 가능합니다.

출력 이미지 사이즈가 작아질수록 Frame Rate 이 증가합니다. (단, MU-A121R(L)-31 모델 및 MU-

A201R(L)-18 모델의 ADC 12bit 모드 제외)

※ 참고 사항

1) ROI 로 인해 변경된 Frame Rate 은 ‘Resulting Frame Rate’ 파라미터를 통해 확인할 수 있습니다.

4.2.2 Decimation Horizontal / Vertical

이미지 센서에서 수직 또는 수평 방향으로 1-Pixel 씩 건너뛰며 읽어내는 기능 입니다. 이미지의 해상도

는 절반으로 줄어드는 반면 Frame Rate 는 증가합니다. Color 모델의 경우, 네 개의 컬러 채널을 모두 표

현하기 위해 2-Pixel 단위로 건너뛰게 됩니다.

Decimation Hor. = 1x

Decimation Hor. = 1x

Decimation Hor. = 2x

Decimation Vert. = 1x

Decimation Vert. = 2x

Decimation Vert. = 1x

※ 참고 사항

Decimation 으로 인해 변경된 Frame Rate 은 ‘Resulting Frame Rate’ 파라미터를 통해 확인할 수 있습니다.

4.2.3 Binning Horizontal / Vertical (MU-A160M-226 및 MU-A320M-118 모델에 한함)

이미지 센서에서 수직 또는 수평 방향으로 1-Pixel 씩 픽셀 값을 누적해가며 읽어내는 기능 입니다. 이

미지의 해상도는 절반으로 줄어드는 반면 Frame Rate 는 증가하거나 밝기가 약 두 배가 됩니다. Color 모

델의 경우, 네 개의 컬러 채널을 모두 표현하기 위해 2-Pixel 단위로 연산이 이뤄지게 됩니다.

Binning Hor. = 1x

Binning Hor. = 1x

Binning Hor. = 2x

Binning Vert. = 1x

Binning Vert. = 2x

Binning Vert. = 1x

※ 참고 사항

Binning 으로 인해 변경된 Frame Rate 은 ‘Resulting Frame Rate’ 파라미터를 통해 확인할 수 있습니다.

4.2.4 Reverse X, Y

영상의 좌/우 또는 상/하를 반전하여 출력하는 기능입니다. Color 모델의 경우 ‘Reverse Mode’에

따라 ‘Bayer Pixel Order’도 함께 바뀐 상태로 이미지가 출력 됩니다.

1) Reverse X 모드를 True 로 설정시, 영상의 좌/우가 반전됩니다. (Bayer RG → Bayer GR)

2) Reverse Y 모드를 True 로 설정시, 영상의 상/하가 반전됩니다. (Bayer RG → Bayer GB)

※ 유의사항

1) 'Reverse Y' 선택 시 Defect Filter 사용이 제한되기 때문에 불량 화소가 나타날 수 있습니다. 이로 인해

노출된 불량화소는 ‘Defect Pixel Correction’ 카테고리에서 제거할 수 있습니다. (’Defect Pixel Correction’절

참고)

2) ROI 와 Reverse 가 동시에 사용될 경우, 반전된 이미지로부터 ROI 기능이 적용됩니다. 아래 그림과 같

이Reverse 가 활성화 될 경우 Image 의 시작 좌표인 (0,0) Pixel 의 위치가 반전됩니다. 이 때문에 Reverse

적용 이전과 동일한 영역을 촬상하기 위해선 Total Size - ROI Size 만큼의 Image Offset 이 필요합니다.

Image Size : 4024 * 3036

Image Size : 2012 * 1518

Image Size : 2012 * 1518

Image Size : 2012 * 1518

Offset X : 0,

Offset X : 0,

Offset X : 2012,

Offset X : 0,

Offset Y : 0

Offset Y : 0

Offset Y : 0

Offset Y : 0

Reverse X : False,

Reverse X : True,

Reverse X : True,

Reverse X : False,

Reverse Y : False

Reverse Y : False

Reverse Y : False

Reverse Y : False

4.2.5 Pixel Format

영상의 Pixel Format 을 변경할 수 있는 기능입니다. 각 Pixel Format 별 이미지 데이터의 전송량에 차이

가 있기 때문에 전송 속도 및 Bandwidth 가 달라질 수 있습니다.

BGR8

24-bit image data into 24-bits

Description : 8-bit color component in one byte

Pixel Size : 3 bytes for 1 pixel

Pixel Value range : 0 to 255

4.2.6 Test Pattern

이미지 프로세싱의 중간 단계에서 영상을 테스트 패턴으로 치환하여 전송합니다. Test Pattern 기능이

활성화 되더라도 ROI size 및 Trigger 입력 그리고 ‘Acquisition Frame Rate’등 이미지 취득과 관련된 기능

들은 유효합니다. Test Pattern 이미지는 8bit grey level(0~255DN)로 생성 됩니다.

• Off : 센서 이미지

• On : Test Pattern

Grey Horizontal Ramp

Grey Vertical Ramp

* Pixel Format 에 따라 Ramp 의 size 가 다를 수 있음.

※ 8bit 설정시 : Ramp Size = 256 Pixel

※ 10bit 설정시 : Ramp Size = 1024 Pixel

※ 12bit 설정시 : Ramp Size = 4096 Pixel

4.3 Acquisition Control

카메라에서 이미지를 획득하는 방식을 설정할 수 있는 기능입니다. 획득할 이미지 프레임 수를 정의할

수 있습니다.

1) Single Frame

‘Acquisition Start’ 커맨드가 입력될 때 마다 한 장의 이미지를 촬상하고 전송합니다. 한 장의 이미지만

전송한 뒤 자동으로 Acquisition 이 멈추기 때문에 별도의 ‘Acquisition Stop’ 커맨드는 필요하지 않습니다.

만일 ‘Trigger Mode’ 가 ‘On’ 일 경우에는 트리거에 의해 노광이 되고 전송됩니다. Trigger Mode 가 ‘Off’

일 경우에는 ‘Acquisition Start’ 커맨드 만으로 새로운 이미지 획득 및 전송이 가능합니다.

2) Multi Frame & Acquisition Frame Count

‘Acquisition Start’ 커맨드가 입력될 때마다 ‘Acquisition Frame Count’에 정의된 수 만큼 이미지를 촬상

하고 전송합니다. 지정된 카운트 만큼 이미지를 전송한 뒤 자동으로 Acquisition 이 멈추기 때문에 별도의

‘Acquisition Stop’ 커맨드는 필요하지 않습니다. 하지만 Grab 도중 ‘Acquisition Stop’ 커맨드가 입력될 경

우, 노광중인 프레임 까지 Readout 및 전송한 뒤 멈춥니다. 만일 ‘Trigger Mode’가 ‘On’ 일 경우에는 입

력 트리거에 의해 노광되고 전송합니다.

3) Continuous

‘Acquisition Start’ 커맨드가 입력된 시점으로 부터 ‘Acquisition Frame Rate’에 정의된 주기로 이미지를

촬상하고 전송합니다. Grab 중 ‘Acquisition Stop’ 커맨드가 입력될 경우, 현재 노출중인 이미지 까지는

Readout 하고 전송한 뒤 Acquisition 을 멈추게 됩니다. 노광이 종료된 시점에 ‘Acquisition Stop’ 커맨드가

입력되면 진행중이던 Readout 까지 끝난 뒤에 Acquisition 이 종료됩니다. 만일 ‘Trigger Mode’ 가 ‘On’ 일

경우에는 트리거에 의해 노광이 되고 전송합니다.

4.4 Trigger Mode Control

이미지 획득 및 출력 타이밍을 제어합니다. 영상 획득 방법으로는 크게 외부 동기(Trigger Mode = On)

와 내부 동기(Trigger Mode = Off, Freerun Mode) 모드가 있으며 취득 지연 또는 전송 지연 등을 설정할

수 있습니다.

<Timing Diagram of Trigger Signals>

* Hardware Delay

※ Opto-isolated Input 을 사용할 경우, 보다 짧은 지연을 위해 ‘Line Inverter’의 설정을 ‘False’(Trigger 신호의 Rising

Edge 를 기준으로 촬영)로 하는 것이 유리합니다. 더욱 빠른 성능이 필요할 경우, GPI 포트를 통한 입력을 권장합니다.

※ 위 측정된 지연시간은 3.3V Level 의 트리거 신호 입력 기준이며, 보다 높은 신호 Level 에서의 지연시간은 달라질

수 있습니다.

4.4.1 Trigger Mode

‘Trigger Mode’는 이미지 센서의 노광 방식을 제어하는 기능입니다. ‘Trigger Mode’를 ‘Off’로 설정할 경

우, 카메라는 Freerun Mode 로 동작합니다. Freerun mode 는 현재 설정 상태로 동작할 수 있는 최대

Frame Rate 으로 Internal VD 가 생성 됩니다. 이와 동시에 설정된 ‘Exposure Time’ 만큼 노광 신호가 생성

되어 이미지 센서로 입력됩니다. 생성된 Exposure 신호에 의해 주기적인 노광이 이뤄지며 그에 따라 노

출된 이미지를 읽어온 뒤 Host 로 전송합니다.

<Timing Diagram of Freerun Mode>

반면 Trigger Mode 를 ‘On’으로 설정할 경우, 카메라는 Trigger Mode 로 동작하게 됩니다. Trigger

mode 는 외부로부터 입력받은 Trigger 에 의해 노광 시작 시점 또는 노광 시간 등이 결정 됩니다. 노광이

완료된 후 부터는 Freerun mode 와 동일하게 프레임을 읽어오고 전송합니다. 자세한 타이밍은

p.21<Timing Diagram of Trigger Signals> 그림을 참고해 주시기 바랍니다.

※ 유의사항

1) 제품의 최대 Frame Rate 보다 빠른 주기의 Trigger 신호가 입력될 경우, 출력 이미지의 Frame Rate 는

저하됩니다. (비정상 트리거 입력 판별은 ’Counter Control’ 참조) 따라서 카메라 사양 이내의 신호 규격을

준수하여 입력해 주시기 바랍니다.

2) 트리거 신호 Line 에 노이즈가 유입될 경우, 카메라가 노이즈를 트리거 신호로 오인할 가능성이 있습니

다. (노이즈 필터링 관련 ’Line Debouncer Time’ 기능 참조)

3) Acquisition 도중 Trigger Mode 의 On → Off 상태 전환시 Over Trigger 에 의한 불량 이미지가

Undelivered Frame 증가와 같은 형태로 발생될 수 있습니다. 따라서 Trigger 신호를 멈추고 Readout 시

간 (약 1/Frame Rate 초) 만큼의 Time Sleep 이 이루어진 상태에서의 모드 전환이 바람직합니다. 마찬가지

로 Off → On 상태 전환시에도 같은 이유로의 불량 이미지가 발생될 수 있으므로, Readout 시간 만큼의

Time Sleep 이 필요합니다.

<Timing Diagram of Trigger Mode Changing>

4.4.2 Trigger Source

트리거 신호의 Source 를 정의합니다. Trigger Mode 가 On 으로 설정되어 있을 때 적용됩니다.

▶Hardware 트리거 = 6 핀 커넥터 입력

• Line1 : 2 번 핀(Trigger +)과 5 번 핀(Trigger -)을 통해 트리거를 입력 받습니다. 트리거 신호의 전압

레벨 범위는 최소2.5V 에서 최대 24V 까지 입니다.

• Line2, Line3 : 3 번 핀(GPIO1) 또는 4 번 핀(GPIO2)을 통해 트리거를 입력 받습니다.

▶ Software 트리거 = Host Software Trigger Command 입력

Software Trigger 함수를 통해 카메라 내부에 트리거를 생성합니다. 이 설정에서는 ‘Exposure Mode’가

‘Timed’셔터 모드로만 지원됩니다.

※ 참고사항

‘Counter And Timer Control’ 카테고리의 ‘Counter Selector’를 ‘Line Trigger’ 로 설정하면 카메라로 입력한

총 유효 트리거 수가 ‘Counter Value’로 리턴 됩니다. 이 카운터는 Streaming Start 에 의해 0 으로 초기화

됩니다.

4.4.3 Trigger Delay

트리거 입력 시점으로 부터 ‘Trigger Delay’에 설정된 시간만큼 카메라 내부에서 트리거가 지연되어 동

작하도록 설정하는 기능입니다. 만일 ‘Trigger Delay’가 0 이 아닌 값이 설정되어 트리거 신호가 지연되는

도중 새로운 트리거 신호가 입력될 경우, 기존의 트리거 신호에 대한 지연은 지속 되며 새로운 트리거는

무시 됩니다. 즉, 트리거의 주기보다 지연시간이 더 클 경우, Trigger 누락에 의해 Frame Rate 이 저하될

수 있습니다. 자세한 타이밍도는 P.21<Timing Diagram of Trigger Signals> 도해를 참고해 주시기 바랍니

다.

4.4.4 Transfer Delay

카메라 내부에서 이미지 전처리(Pre-processing)까지 마친 영상을 전송하는 단계에서 이미지 Packet 의

전송 시작 시점을 지연시키는 기능 입니다. 다수의 카메라 영상을 단일 Host 에서 입력받는 경우 입력 타

이밍을 조정하여 입력 시점을 분산할 수 있습니다. 파라미터의 입력 값은 Clock 단위 이므로, 시간으로

환산하기 위한 아래의 식을 참조하십시오.

𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟 𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦(𝑛𝑠) = 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟 𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦 𝑉𝑎𝑙𝑢𝑒 × 10𝑛𝑠

※ 유의 사항

1) ‘Low-latency Mode Enable’ 파라미터가 ‘False’로 설정된 경우에 한해 설정 가능합니다.

2) 보다 자세한 타이밍은 ‘Low-Latency Mode’ 부분을 참고해 주시기 바랍니다.

4.5 Exposure Control

4.5.1 Exposure mode

카메라가 노광 방식을 선택하는 기능입니다. ‘Trigger Source’가 ‘Line1’으로 설정되어 있을 경우, ‘Timed’

및 ‘Trigger Width’로 각각 설정이 가능합니다. 하지만 ‘Trigger Source’가 ‘Software’로 설정된 경우에는

‘Timed’ 셔터로만 동작합니다.

‘Timed’ 셔터 방식은 ‘Exposure Time’에 설정된 시간 만큼만 노광이 이루어지게 됩니다. 트리거는 단지

노광의 시작 시점을 지정하는 역할을 합니다. 반면 ‘Trigger Width’ 셔터 방식은 트리거 신호의 Pulse

폭이 유효한 노광 시간이 됩니다.

<Timing Diagram of Pulse Width Trigger>

4.5.2 Exposure Time

카메라의 노광시간을 설정합니다. 이 시간은 ‘Exposure Mode 가 ‘Timed’로 설정되어 있는 경우에만

적용됩니다. Freerun Mode 에서는 Exposure Time 이 Frame 주기 보다 길어질 경우, Frame Rate 이

감소하게 됩니다.

카메라 내부의 실제 노광 신호는 ‘HD’ 타이머에 의해 발생하게 됩니다. 이 ‘HD’ 타이머는 수평 방향의

Readout Size 와 관련이 있기 때문에, 일반적으로 Image Width 가 작을 수록 HD 신호의 주기도 함께

단축 됩니다. 또한 영상 전송 Bandwidth 와 관련된 파라미터(ex. Pixel Format, Device Link Througput Limit

등)를 변경할 경우에도 HD 신호의 주기가 변경 됩니다.

※ 참고사항

‘Counter And Timer Control’ 카테고리의 ‘Counter Selector’를 ‘Exposure Start’ 또는 ‘Exposure End’ 로 설

정하면 카메라에서 노광의 시작, 종료 카운트가 ‘Counter Value’로 리턴 됩니다. 이 카운터는 Streaming

Start 에 의해 0 으로 초기화 됩니다.

※ 유의사항

1) MU-AxxxM(K) 시리즈 카메라는 Exposure Time 과 실제 노광 시간 사이에 오차가 존재합니다. 아래

표에 명기된 시간은 절대적인 시간으로써, 매 프레임마다 노광할 때 Exposure Time 외 추가로 노출되는

시간입니다.

2) 트리거 신호가 카메라에 도달한 시점 으로부터 노광 시작(및 노광 종료) 시점이 지연될 수

있습니다. (Hardware 지연 및 ‘Line Debouncer Time’ 제외)

※ 상기 1HD 시간은 최대 Image Size 조건에서 최대 Frame Rate 을 출력할 경우를 기준으로 함.

4.4.3 Sensor Shutter Mode (MU-A121R/L-31 및 MU-A201R/L-18 모델에 한함)

Rolling Shutter 기반 이미지 센서를 채택한 두 제품군에 한해 ‘Sensor Shutter Mode’를 변경할 수

있습니다. 기본적으로 ‘Rolling shutter’ 모드를 지원 하지만, 피사체가 빠르게 움직일 경우 시간 차에 의한

이미지 왜곡이 나타날 수 있습니다. 반면 Overlap 이 가능하기 때문에 제품의 최대 Frame Rate 에 도달할

수 있습니다. 모든 Line 이 균일한 노광시간을 갖는 장점이 있습니다.

이미지 각 라인을 동시에 Reset 하는 ‘Global Reset’ 모드를 사용하면 시간차에 의한 이미지 왜곡은

사라집니다. 하지만 Reset 직후부터 모든 라인은 노광 상태가 되기 때문에, 수직 방향으로 읽어나갈 수록

노광 시간이 길어지게 됩니다. 그리고 Overlapping 트리거가 지원되지 않기 때문에 Frame Rate 은 약

절반 이하로 감소할 수 있습니다.

※ 유의사항

‘Rolling’ 모드에서의 적절한 Exposure Flash 타이밍은 첫 번째 라인과 마지막 라인이 공통적으로

노광하는 사이 시간 입니다. 이 때에만 전체 이미지 라인에 균일한 조명이 조사될 수 있습니다.

4.5.4 Exposure Auto

‘Exposure Time’을 카메라가 자동으로 조정하여 원하는 밝기를 일정하게 유지해 주는 기능입니다.

‘ExposureMode’가 ‘Timed’로 설정되어 있을 때 설정할 수 있습니다. 그리고 ‘Auto Exposure Time Lower

Limit’과 ‘Auto Exposure Time Upper Limit’의 사이 시간에서만 ‘Exposure Time’이 변경 됩니다.

※ 유의사항

1) Exposure Time 이 너무 짧을 경우 조명의 깜빡임 등에 의해 깜빡이는 영상이 출력될 수 있습니다.

2) 최대 밝기에 도달하기 위해 ‘Exposure Time’이 Frame Time 보다 길어질 경우 Frame Rate 이

저하될 수 있습니다.

4.6 Digital I/O Control

카메라 외부 I/O 신호를 설정할 수 있는 기능입니다. 각 I/O 의 입/출력 방향은 고정되어 있으며, I/O

포트를 통한 신호의 논리적 사양을 변경할 수 있습니다.

<Line Block Diagram>

4.6.1 Line Debouncer

카메라 외부 Trigger Line 의 채터링 노이즈를 제거(Debouncing)하는 기능입니다. ‘Line Debouncer

Time’에 설정된 시간 만큼 상태를 유지하는 신호에 대해서만 유효한 입력으로 받습니다. Line Debouncer

Timer 는 Trigger Line 의 상태 변이를 체크하기 때문에 ‘Line Debouncer Timer’에 설정된 시간만큼 지연된

트리거를 입력받게 됩니다.

<Timing Diagram of Line Debouncer>

4.7 Timer Control

Timer Control 에서는 카메라 외부로 출력하는 스트로브 신호의 설정을 변경할 수 있습니다. ‘Trigger

Mode’가 Off 일 때 (Freerun Mode)에는 Timer Flash 신호의 생성 시점을 노광 시작 또는 ‘Internal VD

Start’ 시점으로 선택할 수 있습니다. (<Timing Diagram of Freerun Mode> 도해 참고) VD 가 초기화 되는

시점은 Shutter 가 동작하는 시점보다 앞서기 때문에 조명과의 동기를 맞추기 위해 ‘Timer Delay’가 필요

할 수 있습니다.

반면 ‘Trigger Mode’가 On 일 때에는 노광 시작 시점 또는 Trigger 신호 감지시점(상태변이 시점)을

Timer Flash 생성 위치로 선택할 수 있습니다. 외부 트리거에 의해 Timer 가 생성될 경우, ‘Timer Delay’를

통해 실제 노광 구간과 동기를 맞출 수 있습니다. (<Timing Diagram of Trigger Signals> 도해 참고)

4.5 절의 ‘Exposure Control’에서 언급된 바와 같이 카메라에 입력된 Trigger 신호와 이미지 센서로의 실

노광까지는 일정한 시간 지연이 있습니다. 이 지연시간(Exposure Start Delay)은 ‘Timer Trigger Source’가

‘Exposure Start’로 설정된 경우에는 음수 값의(Negative Value) ‘Timer Delay’ 도 사용할 수 있습니다. 음수

부호를 붙인 실수 형태의 값을 ‘Timer Delay’에 입력하면 센서로의 실 노광시점부터 최대 3HD 시간 만큼

타이머 신호의 발생 시점을 앞당길 수 있습니다. (<Timing Diagram of Timer Control> 도해 참고)

<Timing Diagram of Timer Control>

4.8 Counter Control

카메라가 트리거를 입력 받고, 노광하며 이미지를 전송하는 일련의 과정을 단계별 카운터로 모니터링 할

수 있는 기능입니다. 또한 Frame 속도보다 빠른 주기의 트리거 입력 등 카메라 사양을 초과하는 신호 입

력에 대한 확인도 가능합니다.

4.9 Chunk Data Control

Chunk 데이터는 메타 데이터를 전송하기 위해 데이터 블록 내에 그룹화 할 수 있는 태그가 지정된

데이터 블록입니다. 각 Chunk 는 청크 데이터와 Trailing tag 로 구성되며, 태그에는 ‘고유 청크 식별자

(Unique Chunk Identifier, CID)’와 ‘Chunk 데이터 길이’가 포함됩니다. 이 Chunk Data 는 USB3Vision

Standard 1.1 에 의거하여 전송됩니다.

Chunk 데이터는 이미지의 마지막 Payload 패킷에 함께 전송됩니다. 각 Chunk 의 고유 청크 식별자

(Unique Chunk Identifier, CID)와 데이터의 size 정보는 아래 표를 참고해 주시기 바랍니다.

4.10 Event Control

Event 알림은 카메라에서 특정 Event 상황 마다 Host 로 Event Packet 을 전송하는 기능입니다. 이미지

전송채널과는 다른 채널로 Event Packet 을 전송합니다.

카메라에서의 이벤트 발생은 실시간이지만, Host 사정에 의해 패킷 전송 지연이 발생할 경우 Event

Packet 의 실제 수신 시점 또한 다소 지연되거나 누락될 가능성이 있습니다. 카메라 내부에선 최대 128

개의 Event 를 적재할 수 있지만 그 이상 전송이 지연된다면 새로이 발생되는 이벤트는 누락되게 됩니다.

4.11 Analog Control

영상 신호의 Analog 및 Digital 특성을 변경할 수 있습니다. 주로 이미지 화소에 대한 속성을 변경

할 수 있는 기능이 나열 되어 있습니다.

<Block Diagram of Analog Control>

4.11.1 Gain, Gain Auto

Gain 은 Frame Rate 의 저하 없이 영상의 감도를 변경할 수 있는 반면, 이미지 노이즈 또한 함께

증가할 수 있습니다. 카메라의 Gain 은 Analog Gain 및 Digital Gain 으로 각각 구성되어 있으며, ‘Gain

Selector’를 통해 선택할 수 있습니다.

Gain Auto 는Auto Gain Control 알고리듬에 의해 Target 밝기로 Gain 값을 자동 조정하는 기능입니다.

Gain Auto 가 구동되는 동안 변경되는 Gain 값의 범위는 ‘Auto Gain Lower Limit’과 ‘Auto Gain Upper

Limit’에 의해 제한됩니다.

※ 유의사항

‘Gain Auto’를 ‘Exposure Auto’ 기능과 일시에 사용할 경우 밝기 변화에 대한 우선 순위

▶ 밝기가 밝아지는 경우 : Exposure Time 우선 증가, 한계 도달시 Gain 증가.

▶ 밝기가 어두워지는 경우 : Gain 우선 감소, 한계 도달시 Exposure Time 감소.

4.11.2 Black Level

‘Black Level’은 카메라의 감도 중 Offset 을 설정할 수 있는 기능입니다. ‘Black Level’은 Gain 과 마

찬가지로 Analog Black Level 과 Digital Black Level 로 구성되어 있으며, ‘Black Level Selector’를 통해

선택할 수 있습니다.

4.11.3 Gamma

Gamma Correction 을 조정하기 위한 기능입니다. 카메라 영상의 명암 대비를 보정할 수 있습니다.

<ITE ‘GrayScale ChartⅡ (y=0.45)’>

※ 유의사항

• Gamma Correction 기능은 LUT 와 동시에 사용할 수 없습니다. LUT 와 Gamma 를 일시에 활성화 할 경

우, 먼저 활성화 시킨 기능은 자동으로 Disable 상태가 됩니다.

4.11.4 Pattern Noise Removal (MU-A121R/L-31 및 MU-A201R/L-18 모델에 한함)

이미지에 모자이크 패턴과 유사한 노이즈가 나타날 경우 개선할 수 있는 기능입니다. 사용자의

환경(조명, 렌즈 등)에 대한 set-up 이 완료된 이후 모자이크 패턴 또는 특정 컬러 채널간의 감도 불균형

현상이 나타날 경우 자체 보정할 수 있습니다. ‘Pattern Noise Removal’ 커맨드를 통해 즉시 보정이

가능합니다.

※ 유의사항

1) ‘Pattern Noise Removal’을 수행하기 위해 이미지를 Grab 해야 합니다.

2) 커맨드 입력을 통해 영상을 보정한 뒤, ‘Userset Save’ 커맨드를 통해 카메라에 보정 값을 저장해야

합니다.

4.11.5 Noise Reduction Filter

노이즈 필터를 통해 영상 노이즈를 감쇄할 수 있는 기능입니다. 활성화시 다음 Frame 부터 반영되며

영상의 Sharpness 가 다소 저하될 수 있습니다.

4.12 Balance Ratio Control

컬러 카메라의 색 균형을 보정하기 위한 기능입니다. 광원에 대한 컬러 채널간 감도 균형을 이루기 위

해 보정합니다. 광원의 색온도가 달라질 경우 새로 보정을 해야합니다.

※ 유의사항

1) 특정한 밝기 범위를 벗어난 Pixel 은 노이즈로 판단합니다. 또한 특정 Color 에 심하게 치우친 경우에도

Auto White Balance 연산에서 제외 됩니다. 자세한 조건은 아래 기준을 참고하십시오.

1. |R-Y| < 160DN

2. |B-Y| < 160DN

3. -160DN < (B-Y) + (R-Y) < 160DN

2) 색 보정 이후 ‘Userset Save’ Command 를 통해 보정값을 카메라의 PROM 에 저장해야 합니다.

4.13 User Set Control

사용자가 설정한 파라미터의 값을 저장 또는 불러오기 위한 기능입니다. Grab 도중에는 반드시변

경되지 않아야 하는 Parameter 들이 있기 때문에 Acquisition Stop 상태에서 Userset Load 수행

하는 것을 권장합니다.

4.14 LUT Control

LUT(Look Up Table) 기능은 Digital 변환 된 Pixel 값을 테이블에 입력값 대비 출력값으로 1:1 매칭시켜

변환하는 기능 입니다. Table 의 각 Index(Input Image)에 정의한 LUT Value(Output Image)로 Pixel 값이

치환 됩니다. 컬러 모델의 경우, 휘도 성분(Luminance)을 LUT 메모리에 적재 합니다.

Ex) y=2x 형태로 값을 table 을 사용할 경우 저조도 Pixel 은 감도 향상 효과를 볼 수 있는 반면, 고조도

Pixel 은 포화 상태가 되므로 Dynamic Range 에 손실이 발생함.

※ 유의사항

• LUT 기능은 Gamma Control 과 동시에 사용할 수 없습니다. LUT 와 Gamma 를 일시에 활성화 할 경우,

먼저 활성화 시킨 기능은 자동으로 Disable 상태가 됩니다.

4.15 Defect Pixel Correction

카메라의 Defect Pixel 을 관리할 수 있는 기능입니다. 제품의 공장 출하시 불량 화소에 대한 보정

이 이루어 집니다. 하지만 사용자가 불량 화소라고 생각하는 Pixel 을 추가로 정의하여 보정할 수 있

습니다. 각 카메라당 최대 128 개의 불량 화소를 Flash PROM 에 저장할 수 있습니다.

※ 유의사항

• 보정 이후 반드시 ‘Userset Save’ 커맨드를 입력해야 카메라에 저장해야 합니다.

Ex) 공장 출하시 20 개의 Defect Pixel 이 보정된 상태에서, 사용자가 두 개의 Pixel 을 추가 정의할 경우

Factory Defined

4.16 Low-Latency Mode

FPGA 에서 전처리(Pre-processing)된 영상 데이터를 약 512MB 의 Image Buffer(Frame Buffer)에 적

재하고 읽어오는 방식을 선택할 수 있습니다. 초기값은 ‘Low-latency Mode Enable’이 ‘True’입니다.

이는 이미지가 Packet Size 만큼 Buffer 에 입력되면 즉시 전송하는 방식 입니다. 반면 ‘Low-latency

Mode Enable’이 ‘False’로 설정된 경우에는 ‘Full-Block Mode’가 되며 이미지 Frame 이 모두

Buffering 되어야만 전송합니다.

두 모드는 촬상 및 Readout, 전처리까지의 소요 시간 및 타이밍은 동일 하지만, Host 로의 전송을

시작하는 타이밍은 서로 다릅니다. 즉 트리거 입력부터 Host 수신까지의 총 소요시간에 차이가 있습

니다.

<Timing Diagram of ‘Low-Latency Mode’>

<Timing Diagram of ‘Full-Block Mode’>

Host 가 다수의 카메라로부터 영상을 입력받아야 하는 경우, 가장 좋은 방법은 각 Port 마다 전용

Chipset 이 부착된 Multi-port 호스트카드를 사용하는 것 입니다. 그렇지 못한 경우에는 각 카메라의

Packet 전송을 분산시켜 Host(수신부)의 최대 Bandwidth 를 초과하지 않도록 운용해야 합니다. 예컨

대 ‘Full-Block Mode’로 각기 다른 ‘Transfer Delay’를 적용하면 이미지 전송 시점을 분산시킬 수 있습

니다. 이 경우 Host 는 순차별로 이미지를 수신하게 됩니다.

※ 유의사항

1) ‘Low-latency Mode Enable’ 파라미터는 변경 즉시 적용됩니다. 단, Acquisition Stop 시에 변경해야 합

니다.

2) ‘Transfer Delay’ 기능은 ‘Low-latency Mode Enable’ 이 ‘False’ 일 때에만 설정 가능합니다.

3) Host PC 에서 영상처리 등으로 인한 CPU 자원 소모가 클 경우, 카메라의 전송에도 영향을 줄 수 있

습니다.

4.17 Color Transformation Control

Color Transformation 은 각각의 R, G, B 채널별로 Gain 과 Offset 을 적용할 수 있는 Matrix 입니다.

이미지 센서에서 출력되는 Pixel 값이 실물과 차이를 보일 때, 색 보정을 위해 사용하는 기능입니

다. R, G, B 각 채널별로 감도가 부족한 부분은 곱하거나 더해주고, 감도가 넘치는 부분은 나누거나

빼줄 수 있습니다. 또한 일부 컬러 표준에 부합하는 Pre-defined 매트릭스 값을 적용하여 재현할 수

도 있습니다.

4.18 Device Temperature State

MU-AxxxM(K) 시리즈 제품의 온도 상태를 ‘Device Temperature State’ 파라미터에 세 단계로 나누

어 제공합니다. ‘Temperature Update Feature’ 커맨드를 누르면 즉시 ‘Device Temperature State’값이

리턴됩니다.

‘Normal’은 안정적인 온도임을 의미합니다. 카메라의 모든 소자들이 무리 없이 동작하는 상태입니

다. ‘Warning’은 제품의 발열이 다소 높은 상황임을 나타냅니다. 기준 온도인 𝑇𝑡ℎ𝑟1를 초과하는 순간

‘Device Temperature Warning’ Event 를 발생시켜 Host 로 ‘Device Temperature State’ 변화를 알려줍

니다.(Event 설정이 되어있는 경우. 4.10 절 Event Control 참고) 영상 획득은 가능하지만 방열을 통해

카메라의 온도를 내려줄 필요가 있는 상황입니다.

계속하여 제품 온도가 증가하는 경우, 두 번째 문턱온도인 𝑇𝑡ℎ𝑟2에 도달하는 순간 ‘Device

Temperature Critical’ Event 가 발생됩니다.(Event 설정이 되어있는 경우. 4.10 절 Event Control 참고)

이 때에는 제품의 자체적인 보호를 위한 방열동작이 스스로 일어나게 됩니다. 카메라가 Acquisition

Enable 상태라면 임의로 이미지 센서의 Readout 을 중단하고, 이와 동시에 좌측으로 움직이는Test

Pattern 이미지를 트리거 비동기 모드로 출력합니다.

Image Data of Device Temperature Critical State

이러한 카메라의 자체 방열 동작 또는 외부 방열 조치로 인해 제품의 온도가 하강하게 될 경우,

‘Device Temperature State’도 갱신됩니다. ‘Critical’ 상태의 기준온도인 𝑇𝑡ℎ𝑟2보다 4℃이상 낮아지게 되

면 ‘Warning’ 상태로 바뀌게 됩니다. 이 경우에는 Test Pattern 으로 대치되었던 영상 데이터가 이미

지 센서 영상으로 자동 복원됩니다. 또한 이 때에는 냉각중인 상태라고 판단하므로 ‘Device

Temperature Warning’ Event 를 발생시키지는 않습니다. 마찬가지로 ‘Warning’ 상태의 기준온도인

𝑇𝑡ℎ𝑟1보다 4℃ 이상 낮아지게 되면 ‘Normal’ 상태로 복귀합니다.

5. 카메라 외관

Mono Camera

Color Camera

# APPENDIX.A

Camera Parameter List

UserSetSave

Command

RW

Save the User Set specified by UserSetSelector to the non-volatile

memory of the device.

# APPENDIX.B

1. SDK 설치

• 다운로드 링크 : http://www.crevis.co.kr/kor/support/download/MCam40_SDK.zip

• 운영체제에 맞는 설치 프로그램을 설치

MCam40_SDK_V4.5.0(x64).exe : 윈도우 64 비트용 설치 프로그램

MCam40_SDK_V4.5.0(x86).exe : 윈도우 32 비트용 설치 프로그램

* 버전은 향후에 업데이트 될 수 있습니다.

2. 카메라 통신 연결 방법

2.1 CamGuide 실행

• Device View Tab 을 선택합니다.

• U3V-Interface_U3Vision 목록에 카메라가 없을 경우 을 클릭하여 재확인 바랍니다.

2.2 Select and Connect Camera : 설정하고자 하는 카메라를 더블 클릭합니다.

2.3 카메라 설정

• Feature Properties Tab 을 선택합니다.

* 상세 설명은 CamGuide 매뉴얼 참조

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