Sony XCD-SX900 User manual

CCD B/W DIGITAL
CAMERA MODULE
User’s
Guide
(Ver. 1.1) Japanese
XCD-SX900
XCD-X700

XCD-SX900
XCD-X700
TableofContents
概 要...................................................................................................................... 1
主な特長.................................................................................................................. 1
システム構成品 ...................................................................................................... 2
主な仕様.................................................................................................................. 3
接続図...................................................................................................................... 4
各部の名称と働き .................................................................................................. 4
外形寸法図.............................................................................................................. 5
CCD撮像範囲......................................................................................................... 6
分光感度特性(代表値) .......................................................................................... 7
ゲインについて ...................................................................................................... 8
露光時間の設定について....................................................................................... 9
シャッターについて .............................................................................................. 10
パーシャルスキャンモード................................................................................... 17
ドライバー・アプリケーションを開発時の参考資料
 XCD-SX900/X700CameraCommandStatusRegisterの設定値 ... 20
XCD-SX900/X700の出画までのコマンド送出手順................................. 29

1
XCD-SX900
XCD-X700
XCD-SX900/X700は1/2型PSITCCDを搭載した、高解像度産業用白黒デジタルビデオカメラモジュールで
す。デジタルインターフェースにはIEEE1394-1995を採用しており、400Mbpsにも及ぶ転送速度を実現しまし
た。さらには、デジタル信号を用いることで、産業用画像処理分野で非常に重要とされる「画像劣化」がなく、また
正方画素CCDを用いたことにより、画像処理部でのアスペクトレシオの変換が不要となります。
耐振動性能にも考慮し、産業分野での各種検査装置・画像入力装置への組み込みも可能です。
IEEE1394とは?
IEEE1394とは、デジタルデータをやり取りするためのシリアルバス規格です。この規格は「IEEE*」によって
提唱され「IEEEStd.1394-1995IEEEStandardforaHighPerformanceSerialBus」として規定され
ています。
最大の特長は、400Mbpsにも及ぶ転送速度を実現し、データサイズの大きな映像信号などを扱うことができる
インターフェースであるということです。またデータをリアルタイムに伝送する(Isochronous転送)ことが可
能で、この転送は最大64ものチャンネル数を利用でき、転送量の帯域と時間配分が保証されています。電源を入
れたままコネクターを抜き差しすることも可能で、SCSIのようなターミネーターもID設定も不要です。
＊TheInstituteofElectricalandElectronicsengineers,Inc.
概 要
1/2型PSITCCD使用
高速デジタルインターフェースIEEE1394端子を装備
優れた解像度
XCD-SX900はSXGAに対応した145万画素CCDを採用し、XCD-X700はXGAに対応した80万画素CCDを
採用しているため、高画質な映像を得ることが可能です。
外部トリガーによる画像キャプチャーリング機能
外部トリガーシャッター機能を搭載することで、被写体の動きやアプリケーションに合わせて任意のタイミング
でシャッターを作動させることができます。また、露光時間も豊富な設定値の中から選択できるため、最適な条
件で画像を取り込めます。
映像の任意部分を出力するパーシャルスキャン機能
カメラ画像の必要な範囲を、任意の長方形として出力できるパーシャルスキャン機能を搭載しています。この機
能を採用することにより通常よりも速いフレームレートの設定が可能となり、必要な映像部分を効率的に撮影で
きます。
Cマウント
高耐振性構造
主な特長

2
XCD-SX900
XCD-X700
Digital Interface
システム構成品
ビデオカメラモジュール
XCD-SX900/X700 IEEE1394カメラケーブル (6pin,4.5m)
三脚アダプター
VCT-ST70I(絶縁タイプ)
Cマウントレンズ
VF2509(Canon製)
ホストアダプターカード
（市販品）

3
XCD-SX900
XCD-X700
主な仕様
撮像素子
有効画素数
XCD-SX900
XCD-X700
画サイズ
XCD-SX900
XCD-X700
セルサイズ
XCD-SX900
XCD-X700
インターフェースフォーマット
ビデオモード
XCD-SX900
XCD-X700
フレームレート
XCD-SX900
XCD-X700
転送速度
レンズマウント
フランジバック
最低被写体照度
ガンマ
GAIN
シャッタースピード
XCD-SX900
XCD-X700
外部トリガーシャッター
パーシャルスキャン
プロトコル
電源
消費電力
動作温度
保存温度
性能保証温度
動作湿度
保存湿度
耐振動性
耐衝撃性
MTBF
外形寸法
質量
付属品
: 1/2型全画素読み出しIT転送方式CCD
: 1392(H)×1040(V)
: 1034(H)×779(V)
: SXGA:1280(H)×960(V)
: XGA :1024(H)×768(V)
: 4.65μm(H)×4.65μm(V)
: 6.25μm(H)×6.25μm(V)
: IEEE1394-1995
: Format-2,Mode-21280×960 Y
: Format-1,Mode-51024×768 Y
: 7.5/3.75fps
: 15/7.5fps
: 400/200Mbps
: Cマウント
: 17.526mm
: 4lx(ゲイン＋18dB、F0.95)
: γ=1(固定)
: Manual(0〜18dB)
: 1/100,000〜1/10,000秒 (高速)
1/5,880〜1/7.5秒 (標準) *125μsごとに可変
1/7.5〜2秒(16秒)1) (低速) *1/7.5秒ごとに可変
: 1/100,000〜1/20,000秒 (高速)
1/8,330〜1/15秒 (標準) *83.6μsごとに可変
1/15〜2秒(16秒)1) (低速) *1/15秒ごとに可変
1)  最長露光時間については23ページをご覧ください。
:あり
: あり(4×4 16エリア)
: 1394-basedDigitalCameraSpecificationversion1.20準拠
: DC＋8〜＋30V(IEEE1394カメラケーブルより供給)
:3.0W
:−5〜＋45℃
: −30〜＋60℃
: 0〜＋40℃
: 20〜80%(結露のない状態で)
: 20〜95%(結露のない状態で)
: 10G(20〜200Hz・X,Y,Zの各方向20分)
: 70G
: 59549Hrs.(約6.8年)
: 44(W)×33(H)×116(D)mm
: 250g
: IEEE1394ケーブル(ラッチ付き6ピンコネクター採用)(1)
レンズマウントキャップ(1)
クランプフィルター(2)
取扱説明書(1)

4
XCD-SX900
XCD-X700
Digital Interface
接続図
各部の名称と働き
推奨レンズ: VF2509
(Canon製)
XCD-SX900/X700
三脚アダプター
VCT-ST70I
IEEE1394カメラケーブル
ホストアダプターカード
1レンズマウント部(Cマウント)
2カメラ固定用穴
レンズマウント面に対して高い精度で加工されたネジ穴です。
3三脚アダプター取り付け用ネジ穴(VCT-ST70I)
4IEEE1394端子 :Videoout/ControlsignalIN/OUT
5BNCコネクター :TriggerIN
Cマウントレンズ
2
2 23 3
1
4
5
5
4
ホスト機器(PCなど)
ディスプレイ
17インチ以上で
1280×1024の表示モードに
対応可能なもの
パーソナルコンピューター(PC)の推奨スペック
ホスト機器としてパーソナルコンピューター(PC)を用いる場合は、下記のスペックを推奨します。
プロセッサー : Pentium500MHz以上
空きメインメモリー : 40MB以上
ビデオメモリー : 8MB以上
表示モード : 1280×1024が表示可能であること
拡張スロット : PCIバスの空きスロットがあること
OS : Windows*98またはWindows*NT4.0
(弊社公開のアプリケーションソフトを用いない場合はこの限りではありません。)
＊Windowsは、米国MicrosoftCorporationの米国およびその他の国における登録商標です。

5
XCD-SX900
XCD-X700
XCD-SX900
XCD-X700
外形寸法図
2-M3深さ4
25 26
33
26
108.513
25
13
44 8116
32.75 4-M2深さ34-M3深さ4
単位:mm

6
XCD-SX900
XCD-X700
CCD撮像範囲
XCD-X700
総画素数 :1077(H)×788(V)
有効画素数:1034(H)×779(V)
撮像画素数:1024(H)×768(V)
XCD-SX900
総画素数 :1434(H)×1050(V)
有効画素数:1392(H)×1040(V)
撮像画素数:1280(H)×960(V)
TopView
50
1434
1392 40
1280 62
2
40
1050 10408 2
1ピン
960 40
11ピン
8
1077
1034 40
1024 2
3
8
788 7797 2 768 3
1ピン
11ピン

7
XCD-SX900
XCD-X700
分光感度特性(代表値)
XCD-X700
XCD-SX900
400 500
0.1
0
Wavelength [nm]
Relative Response
600 700 800 900 1000
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
400 500
0.2
0
Wavelength [nm]
Relative Response
600 700 800 900 1000
0.4
0.6
0.8
1

8
XCD-SX900
XCD-X700
ゲインについて
本カメラでは、マニュアルゲイン可変を採用しています。可変範囲は0〜＋18dBで、この範囲を181ステップに細
分化し、希望のゲインに設定できるように設計されています。
ただし、ゲインコントロールアンプの可変特性が線形ではないため、設定1ステップ当たりのゲイン変化量は一律で
はなく、低ゲイン側と高ゲイン側で変化量は異なります。
工場出荷時には、ゲインは0dBに設定されています。
実際にゲインを可変するには、カメラ内部のCommandStatusRegisterの設定値を操作します。
CommandStatusRegisterの設定をコマンドにより操作する場合は、P20以降を参照してください。

9
XCD-SX900
XCD-X700
露光時間の設定について
本カメラでは、マニュアルシャッター可変を採用しています。可変範囲は1/100,000〜2秒(16秒)1)です。この
範囲を高速・標準・低速の3領域に分け、それぞれの領域ごとに設定1ステップ当たりの露光時間の変化量が異なっ
ています。
高速領域
以下の既定値に設定可能です。
1/100,000、1/50,000、1/20,000、1/10,000(XCD-SX900のみ)
標準領域
それぞれのカメラの1水平走査期間(1H)ごとに設定可能です。
XCD-SX900:1/5,880〜1/7.5秒の範囲を125μsごとに設定可能
XCD-X700 :1/8,330〜1/15秒の範囲を83.6μsごとに設定可能
低速領域
それぞれのカメラの1垂直走査期間(1V)ごとに設定可能です。
XCD-SX900:1/7.5〜2秒(16秒)1)の範囲を1/7.5秒ごとに設定可能
XCD-X700 :1/15〜2秒(16秒)1)の範囲を1/15秒ごとに設定可能
1)最長露光時間については23ページをご覧ください。
工場出荷時には、露光時間は
XCD-SX900:1/70秒
XCD-X700 :1/90秒
に設定されています。
実際に露光時間を可変するには、カメラ内部のCommandStatusRegisterの設定値を操作します。
CommandStatusRegisterの設定をコマンドにより操作する場合は、P20以降を参照してください。

10
XCD-SX900
XCD-X700
ノーマルシャッター
連続するVDに合わせて、露光と読み出しを繰り返すシャッターモードです。ただ単純に連続した映像を取り込
みたい方に有効なモードです。ノーマルシャッター時のカメラ内部の動きとしては大きく3つに分かれます。
a) 1フレーム以下の露光時間の場合
b) 1フレームを超える露光時間の場合
c) フレームレートを下げた場合
カメラのフレームレートは以下の表のようになります。
シャッターについて
カメラ
XCD-SX900
XCD-X700
電源投入時
7.5fps=約133ms
15fps=約67ms
フレームレートを下げた場合
3.75fps=約267ms
7.5fps=約133ms
カメラのフレームレート

11
XCD-SX900
XCD-X700
Green
Orange
SUB
VD
SG
DATA OUTPUT*
Rear Panel LED
カメラ内部
Orange Orange
;;
;
;;;
B
A
露光時間
C
Green Green
a) 1フレーム以下の露光時間の場合
カメラ内部でVDが連続発生し、それに合わせて映像が送り出されます。映像は、カメラスペックで設定
したフレームレートの周期で出力されます。
カメラ
XCD-SX900
XCD-X700
A[ms]
約8.0
約2.4
シャッターについて
*カメラからの映像データ出力
ノーマルシャッターの動作
B[ms]
約120
約64
C[ms]
約13
約2.6
データの読み出しまでの時間とデータの出力期間
A区間についてはカメラ外部から観測することはできませんが、今までのカメラのようにこのタイミング
でVDを入力する等の特別な設定を行う必要はありません。カメラスペック*に合わせてデータ取り込みの
準備をしておけば、出てきた映像データはコンピューター側に取り込まれます。
シャッタースピードが1フレーム以下で、フレームレートを下げない場合は、映像が出力されていない間
隔はCになります。
＊デジタルカメラプロトコル(Ver.1.20)
出力されるタイミングは、内部で発生したVDの立ち下がりを基準にA区間を経過した時点から映像出力が
開始され、B区間内は映像データが出力されます。

12
XCD-SX900
XCD-X700
シャッターについて
b) 1フレームを超える露光時間の場合
1フレームを超えるシャッタースピードを設定した場合も、VDから映像が出力されるまでのA区間,映像
を出しているB区間は、前述の場合と変わりません。ただし、当然その露光時間内は映像が出力されませ
ん。映像がカメラから出力されるときだけ、カメラスペックで設定したフレームレートと同様に
IEEE1394のバスにデータが出力されます。また、データを流していない時間が長いので、実質のフレー
ムレートは落ちることになります。たとえば、XCD-X700で15fpsのフレームレートに設定していて
も、シャッタースピードを1/7.5秒にすると実質7.5fps以下のフレームレートになります。
*カメラからの映像データ出力
1フレームを超える露光時間のノーマルシャッター
Green
Orange
前のSGから2フレーム〜
露光時間
SUB
VD
SG
DATA OUTPUT*
Rear Panel LED
カメラ内部
Orange
;;;
;
B
A
XCD-SX900: 15フレーム
XCD-X700 : 30フレーム

13
XCD-SX900
XCD-X700
Green
Orange
SUB
VD
SG
DATA OUTPUT
Rear Panel LED
カメラ内部
Orange
;;
;;;
B
A
*1 *2
C
B*1
フレームレートを下げた場合のノーマルシャッター
c) フレームレートを下げた場合
フレームレートを下げた場合(XCD-SX900の3.75fps、XCD-X700の7.5fps)は、毎VDごとに映像
はCCDから読み出されますが、使われる映像は2回に一度になるので下図の*1のSG*で読み出された映像
は使用されません。*2で読み出された映像がB区間内で出力されます。
＊SG:センサーゲートパルス
カメラ
XCD-SX900
XCD-X700
A[ms]
約8
約2.4
B[ms]
約240
約128
C[ms]
約26
約5
ご注意 : フレームレートを下げてシャッタースピードの露光時間を2フレームにした場合、フレーム
レートは半分でさらに露光時間は2フレームになります。
データの読み出しまでの時間とデータの出力期間
シャッターについて

14
XCD-SX900
XCD-X700
シャッターについて
トリガーシャッター
任意のタイミングで発生するトリガーに合わせて必要な映像を取り込むときに有効なモードです。また、複数台
のカメラで同じタイミングの映像を撮る場合にも使用できます。トリガーシャッター時に必要なトリガーは、リ
アパネルのBNC端子から入力します。入力信号は5Vの負極パルスです。信号の立ち下がりをトリガーとして検
出するので、トリガーの幅は動作には関係ありません。トリガーパルスの条件は、幅を最低でも10μs以上にし
てください。信号発生装置のドライブ能力にもよりますが、トリガーケーブルなどの伝播特性を考えると、実使
用時にトリガーパルスとして10μsのパルス幅は推奨できませんので、あくまでもパルス幅の最小値の目安とし
てください。
TRIGGER
10µs以上
5V
トリガーパルス
トリガーシャッター動作時におけるカメラ内部の動き
トリガーが入ってすぐ約3μs幅のSUBパルスが発生します。そこから露光が始まり、カメラスペックを用いて
設定された露光時間が過ぎた後、カメラ内部でVDが発生します。正確には、露光時間が終わる約10μs前にVD
が発生します。
VDの立ち下がりからA区間が経過し、その後B区間内で映像が出力されます。
Green Green
Orange
TRIGGER
トリガー受け付け禁止区間
SUB
VD
SG
CCD OUT
DATA OUTPUT
Rear Panel LED
カメラ内部
;;;
;;;
B
露光時間 A
D
トリガーシャッターの動作

15
XCD-SX900
XCD-X700
シャッターについて
カメラ
XCD-SX900(7.5fps)
XCD-X700(15fps)
A[ms]
約8
約2.4
B[ms]
約120
約64
D[ms]
約4.2
約0
データの読み出しまでの時間とデータの出力期間
トリガー受け付け禁止区間は、トリガーが入ってからCCDの映像をすべて読み出すまで続きます。フレームレー
トを下げた場合(XCD-SX900の3.75fps、XCD-X700の7.5fps)は、図のように映像を読み出し終わった
後もデータ転送をしていますので、データ転送が終わるまでがトリガー禁止区間となります。トリガー受け付け
禁止区間に入ったトリガーはすべて無視されますので、トリガー間隔を短くしようとしすぎて禁止区間にトリ
ガーを入れないようにしてください。
Green Green
Orange
TRIGGER
トリガー受け付け禁止区間
SUB
VD
SG
CCD OUT
DATA OUTPUT
Rear Panel LED
カメラ内部
;;;
;;
B
露光時間 A
フレームレートを下げた場合のトリガーシャッターの動作

16
XCD-SX900
XCD-X700
トリガーの最短間隔は、露光時間が10万分の1秒のときXCD-SX900で約133ms、XCD-X700で約67ms
となります。当然これより長い露光時間で使う場合が多いので、その露光時間分だけ受け付け可能なトリガー間
隔は長くなります。また、フレームレートを下げた場合も同様にカメラからの映像出力の時間がかかりますの
で、フレームレートは遅くなります。フレームレートを下げない場合、例としてトリガー間隔は以下のようにな
ります。
XCD-SX900(7.5fps設定時)
XCD-X700(15fps設定時)
10万分の1秒
約133ms
約67ms
1000分の1秒
約134ms
約68ms
100分の1秒
約143ms
約77ms
受け付け可能なトリガー間隔の例
シャッターについて
露光時間
カメラ
受け付け可能なトリガー間隔の概算方法として以下の式を用いることができます。
トリガー間隔=シャッタースピード＋フレームレート

17
XCD-SX900
XCD-X700
パーシャルスキャンモード
画面上の指定した位置を部分的に切り出す機能が、パーシャルスキャンモードです。ユニットセルを単位とし、連続
した部分を選択できます。ただし、選択できる形状は長方形(正方形も含む)のみで、凸やLのような切り出しは行
えません。
横(水平方向)
縦
︵
垂
直
方
向
︶
XCD-SX900とXCD-X700では、トリガーシャッターと併用することでこのパーシャルスキャンモードを実現し
ています。ノーマルシャッター時にはパーシャルスキャンモードは機能しません。XCD-SX900とXCD-X700の
ユニットサイズは、全画面を縦横4分割した16分の1のサイズです。
XCD-SX900とXCD-X700のパーシャルスキャンモードは、部分読み出しの機能に加え、縦方向の切り出し高さ
が小さい場合にトリガー間隔を短くできるような工夫がしてあります。横方向の切り出し幅をいくら小さくしても、
CCDの機構上、トリガー間隔を短くすることはできません。
(弊社のカメラアダプターCMA-87をご使用の方は、XC-7500/XC-8500CEとCMA-87を組み合わせたときのハ
イレート機能と同等な機構だと考えてください。ただし、CMA-87は横方向の切り出しはできません。)
パーシャルスキャンによる切り出し

18
XCD-SX900
XCD-X700
カメラ内部の動きはトリガーシャッターのシーケンスとほぼ同じですが、CCDから映像が出てくるタイミングが垂
直方向の切り出したい位置によりまちまちになりますので、A区間はそれによって変化します。また、垂直方向の切
り出し高さによってB区間も変化します。
パーシャルスキャンモード
の部分は、場合によってCCDOUTの方が長い場合とDATAOUTPUTの方が長い場合があるという意味です。つまり、どちら
か遅い方がトリガー禁止区間を決めるということです。ただし、数ms以下の範囲ですので可能なトリガー間隔に大きな影響は
及ぼしません。
パーシャルスキャン動作時のカメラ内部の動きの概要
露光が終わってから映像が出力されるまでのA区間は、読み出しする位置によってそれぞれ以下のようになります。
これは横の切り出し幅には依存しません。
カメラ
XCD-SX900
XCD-X700
1段目
約4.5ms
約2.5ms
2段目
約6ms
約3.5ms
3段目
約7.5ms
約4ms
4段目
約9ms
約4.5ms
映像出力までの時間
出力映像位置 1段目から
2段目から
3段目から
4段目から
;;
Green Green
Orange
TRIGGER
トリガー受け付け禁止区間
SUB
VD
SG
CCD OUT
DATA OUTPUT
Rear Panel LED
カメラ内部
;;;
;;;
;
B
露光時間 A