USBカメラモジュールは、PCおよびARM、Raspberry Pi、Odroidなど各種組み込みシステム向けに設計された、 汎用性の高いカメラ制御基板です。ほぼすべてのパラレルインターフェース対応イメージセンサーに加え、 多くのMIPIカメラセンサーにも対応しており、グローバルシャッター(Global Shutter)とローリングシャッター (Rolling Shutter)の両方式をサポートします。標準的なUSBインターフェース規格を採用しているため、 拡張性や互換性にも優れており、USBデバイス規格に準拠することでドライバ不要(Driver-free)な 利用も実現可能です。
多彩なカメラレンズをご用意
UVCはUSBデバイスクラス(USB Device Class)のひとつです。UVCカメラの動作に必要なドライバは、 あらかじめOSに標準搭載されているため、このようなドライバ不要のUSBカメラはUVCカメラとも呼ばれます。 パソコンやその他のモバイル機器はUSBインターフェースで直接接続するだけで、そのまますぐにご利用いただけます (プラグアンドプレイ)。UVC規格に準拠したカメラモジュールはWindowsおよびLinuxに標準対応しており、 別途ドライバをインストールする必要はありません。
USBカメラモジュールは、カメラユニットと映像キャプチャユニットを一体化し、USBインターフェースを介して ホストシステムと接続します。カメラユニットはレンズとイメージセンサーを組み合わせたもので、画角、解像度、 センサー特性など、求められる映像要件に応じて構成が異なります。映像キャプチャユニット側では、実際の画像処理 アプリケーションを考慮する必要があり、必要な波長帯域フィルター、対応するDSPまたはマイクロコントローラ、 センサーコマンドの対応状況、フレームレートなどの仕様が関わってきます。IADIYでは、既存の組み込み型MIPI カメラモジュールの拡張ソリューションとして、複数のUVC対応カメラボードをご用意しています。これらのカメラには、 広ダイナミックレンジ(WDR)、低照度性能の強化、多彩な画角レンズの選択など、特定用途向けの機能も充実しています。
詳しくは カメラセンサーモジュールの基礎知識 または カメラモジュールのカスタマイズ相談の流れ をご覧ください。
電子シャッターは、イメージセンサーを電気的にオン・オフすることで露光を制御する仕組みです。 センサーは動作を開始すると光の検出を始め、動作を停止すると光の検出を終了します。
ローリングシャッターカメラは、画面を上から下へ1ライン(ライン)ずつ順番に読み出して撮影するため、 画面の上部と下部で撮影のタイミングに時間差が生じます。被写体が動いたりカメラ自体が揺れたりすると、 「ローリングシャッター歪み」と呼ばれる映像の変形が発生します。
一方、グローバルシャッターカメラは、イメージセンサー上のすべての画素を短時間で同時に露光し、 画面全体を一括で撮影する方式です。ラインごとに走査するローリングシャッターカメラとは異なり、 グローバルシャッターカメラは瞬時に画面全体を捉えることができます。
ローリングシャッター歪みは、ローリングシャッターカメラで高速に動く被写体を撮影した際に発生しやすい現象です。 センサーの読み出し開始から終了までにタイムラグがあることが原因で、画像内の縦線や横線が曲がったり 傾いたりして見え、映像が歪んで映ってしまいます。
グローバルシャッターカメラモジュールについて詳しくは、 カメラセンサーモジュールの基礎知識 または カメラモジュールのカスタマイズ相談の流れ をご覧ください。
ローリングシャッターは画面の各部分をわずかに異なるタイミングで撮影するため、動きのブレが生じやすくなります。 被写体が非常に高速に動いている場合、部位ごとの撮影時間差により、映像が歪んだり伸びたりして見えることがあります。 この現象は、スポーツ撮影や走行中の車両を撮影する際に特に顕著に現れます。
シャッタースピードを速くするとセンサーの露光時間が短くなり、動きのブレを軽減できます。 ただし、シャッタースピードを上げても、被写体が極めて高速に動いている場合はローリングシャッター歪みが 発生することがあります。このような場合、最も効果的な解決策はグローバルシャッター搭載のカメラモジュールを 使用することです。高速で動く被写体を正確に撮影したい場合は、当社のグローバルシャッターカメラモジュールの ご利用をおすすめします。