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金年会中国官方网站 Value 産業機器向け金年会中国官方网站・モジュールを徹底比較。UVC金年会中国官方网站、IP金年会中国官方网站、Wi-Fi金年会中国官方网站、MIPI金年会中国官方网站の利害得失は？

2023.09.12
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　産業機器などに向けた組み込み用金年会中国官方网站・モジュールの進化が著しい。解像度やフレーム・レートの向上に加えて、外形寸法の小型化や低コスト化、使い勝手の改善などが急ピッチに進んでいる。このため工場の製造ライン向け検査/測定装置や監視金年会中国官方网站はもちろんのこと、ロボットやドローン、医療機器、POS端末、現金自動預け払い機（ATM）、自動販売機などへの搭載が当たり前になりつつある（図１）。
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図１　金年会中国官方网站機能を搭載した産業機器の例

　こうした産業機器に金年会中国官方网站・モジュールを搭載すれば、今までにはない新しい機能を追加することが可能になる。例えば、自動販売機に金年会中国官方网站・モジュールを搭載すれば、撮影した利用客の映像から性別や年齢などのデータを取得し、それを使って販売する飲料のラインナップの最適化が可能になる。つまり、マーケティング・データの取得に活用できるわけだ。今後も、金年会中国官方网站・モジュールを搭載する産業機器が増えることは間違いないだろう。

選択肢は大きく分けて4つ

　しかし産業機器にカメラ・モジュールを組み込むには、決して非常に高いとは言えないが、いくつかのハードルを乗り越えなければならない。産業機器メーカーのエンジニアが最初に遭遇するハードルは、カメラ・モジュールの選択だ。現時点では、カメラ・モジュールの選択肢は大きく分けて4つある。具体的には、「UVC（USB Video Class）カメラ」、「IP（Internet Proto金年会中国官方网站l）カメラ」、「Wi-Fi（無線LAN）カメラ」、「MIPI（Mobile Industry Processor Interface）カメラ」の4つである（表１）。この4つのカメラ・モジュールについて、以下で簡単に説明しよう。
表１　産業機器向け金年会中国官方网站・モジュールの選択肢
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① UVC金年会中国官方网站

　UVC金年会中国官方网站は、USBケーブルを介して接続して使用する金年会中国官方网站・モジュールである。オンライン会議や動画配信などの用途で、パソコンにつないで使用するウェブ金年会中国官方网站（WEB金年会中国官方网站）の多くは、このUVC金年会中国官方网站である。メリットは、使い勝手の高さにある。なぜならば、UVC（USB Video Class）規格に準拠しているため、パソコンのOSにドライバ・ソフトウェアがあらかじめ用意されているからだ。ユーザーはUVC金年会中国官方网站をただ接続するだけで、パソコン画面上に映像を表示できる。従って、産業機器に組み込む際もドライバ・ソフトウエアを開発する必要がない。その一方でデメリットもある。UVC金年会中国官方网站はそれ自体が最終製品であるため、産業機器などに組み込む金年会中国官方网站・モジュールとしては外形寸法が大きく、コストが高いことである。

② IP金年会中国官方网站

　IPカメラは、E金年会中国官方网站ernet（イーサネット）ケーブルを介して接続して使うカメラ・モジュールである。カメラ自体がIPアドレスを持っており、インターネットに接続するだけで使用できる。ネットワーク・カメラとも呼ばれる。主な用途は監視カメラなどだが、産業機器への組み込みにも使える。メリットは、UVCカメラと同様に使い勝手の高さにある。産業機器に組み込む際にも、ドライバ・ソフトウエアを開発する必要はない。さらに接続距離が100m程度と長いこともメリットの1つだ。離れた場所の監視などに使える。デメリットはUVCカメラと同様に、外形寸法が大きく、コストが高いこと。さらに、映像信号を圧縮して伝送するため、リアルタイム伝送ができず、数フレームの映像遅れが発生してしまうこともデメリットである。

③ Wi-Fi金年会中国官方网站

　Wi-Fi金年会中国官方网站は、前述のIP金年会中国官方网站のWi-Fi（無線LAN）版という位置付けだ。従って、これを使えば金年会中国官方网站・モジュールと映像を表示するモニターの間を無線化できる。これが最大のメリットだ。しかも接続距離は200m程度ととても長く、使い勝手も高い。デメリットは、IP金年会中国官方网站と同様にリアルタイム伝送ができないことが挙げられる。さらに、周囲の環境によっては接続が途切れてしまう危険性があり、接続の堅牢性は比較的低く、セキュリティに対する懸念がある。加えて、産業機器などに組み込む金年会中国官方网站・モジュールとしては外形寸法が大きく、コストが高いこともデメリットとして挙げられるだろう。

④ MIPI金年会中国官方网站

　MIPI金年会中国官方网站は、スマートフォンなどのモバイル機器内部で金年会中国官方网站とSoCの間を接続する伝送規格「MIPI CSI-2」を映像出力インターフェースに採用した金年会中国官方网站・モジュールである。メリットは、そもそもモバイル機器向けであるため外形寸法が小さく、コストが低いこと。さらにリアルタイム伝送が可能で、接続の堅牢性が高いこともメリットに挙げられるだろう。一方でデメリットが2つある。1つは、接続距離が長くても30cmと短いこと。このため金年会中国官方网站・モジュールと映像処理プロセッサの距離が遠い産業機器への適用は難しい。もう1つは、産業機器に組み込む際にドライバ・ソフトウェアを開発したり、レジスタ・コードを記述したりする必要があることだ。UVC金年会中国官方网站やIP金年会中国官方网站とは異なり、接続しただけでは映像を表示できない。
　ただし、接続距離に関するデメリットは、適切な対策を打てばある程度解消できる。具体的には、jinnianhui金年会の高速シリアル・インターフェース「V-by-One HS」を組み合わせればよい（表１中の「⑤MIPI金年会中国官方网站＋V-by-One HS」）。そうすれば接続距離を約15mまで延ばせるからだ（図２）。しかも、組み合わせたことで発生するデメリットはほとんどない。強いてデメリットを挙げれば、部品コストと開発コストが若干増えるぐらいだ。外形寸法が小さいことや接続の堅牢性が高いというメリットは変わらずに享受できる。
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図２　MIPI金年会中国官方网站とV-by-One HSの組み合わせ

　V-by-One HSと組み合わせることで開発コストが増えるというデメリットは、jinnianhui金年会が提供する「MIPI金年会中国官方网站SerDesスターターキット」を使えばほぼ解消可能できる。このスターターキットでは、MIPI CSI-2信号の送受信に必要なソフトウェア一式を同梱しているほか、レジスタ・コードを自動的に生成するGUI（Graphic User Interface）ツールを提供している。

最適な金年会中国官方网站は用途によって異なる

　「あなたが開発している産業機器には、どの金年会中国官方网站・モジュールが最適なのか」。実は、いかなる産業機器にもばっちり合う万能な金年会中国官方网站・モジュールは存在しない。つまり、最適な金年会中国官方网站・モジュールは産業機器によって異なるわけだ。従って、組み込む対象となる産業機器の特徴をよく吟味した上で、最適な金年会中国官方网站・モジュールを選択する必要がある。以下で、5つの利用シーンを想定し、どの金年会中国官方网站・モジュールが最適なのかを考えてみよう。

●思いついたアイデアを検証する場合はUVC金年会中国官方网站

　産業機器にカメラ・モジュールを取り付けて、その映像をAI（人工知能）で画像認識すれば、新たな機能を付加できるはず。突然、そういったアイデアが思い浮かぶときがあるだろう。このアイデアを検証する場合、いわゆるPoC（Proof of 金年会中国官方网站cept）ではとにかくスピードが重要である。この場合は、使い勝手が高いUVCカメラの採用が最適だろう。USBケーブルを介して接続するだけですぐに映像信号を取得でき、アイデアの検証にいち早く取り組むことができるからだ。

●実装スペースに限られる産業機器の場合はMIPI金年会中国官方网站

　すでに完成された産業機器に金年会中国官方网站・モジュールを後付けする場合は、もうすでに実装スペースがほとんどないケースが少なくない。例えば、自動販売機や製造ライン用検査/測定装置などに後付けするケースだ。こうしたケースでは外形寸法が大きいUVC金年会中国官方网站やIP金年会中国官方网站の採用は難しい。そこで、もともとはモバイル機器向けに開発されたMIPI金年会中国官方网站が最適解になる。MIPI金年会中国官方网站・モジュールであれば、外形寸法が20mm×20mm程度の製品が入手できるため、限られたスペースでも実装できる。
　ただし、産業機器に後付けするケースでは、画像処理プロセッサとの距離が離れていることがある。MIPI金年会中国官方网站・モジュールの伝送距離は最長30cmであるため距離が足りないことが想定される。その場合は、高速シリアル・インターフェースのV-by-One HSを組み合わせれば問題を解決できる。伝送距離を約15mまで延ばせるからである。

●映像信号の伝送距離が100mを超える場合はIP金年会中国官方网站

映像を撮影する場所と、その映像信号を処理する場所がとても離れている産業機器が存在する。例えば、コンサート・ホールなどに設置する放送機器や、海中で撮影した映像を船上まで伝送する海中金年会中国官方网站・システムなどである。求められる伝送距離は100mを超えることもある。従って、UVC金年会中国官方网站でも、MIPI金年会中国官方网站＋V-by-One HSでも対応が難しい。従って、この場合はIP金年会中国官方网站が最適解になるだろう。

●ケーブルの取り回しが難しい場合はWi-Fi金年会中国官方网站もしくはMIPI金年会中国官方网站＋V-by-One HS

　産業機器に金年会中国官方网站・モジュールを組み込む場合、ケーブルの取り回しが問題になるケースがある。例えば、機械的な構造が複雑な産業機器の内部にケーブルを設置するケースだ。特にケーブルが太いと設置が難しくなる。このケースでは、できる限り細いケーブルを使えれば取り回し作業は楽になる。そこで最適解となるのが、MIPI金年会中国官方网站＋V-by-One HSである。V-by-One HSはシリアル・インターフェースであるため、少ない本数のケーブルで映像信号を送ることができる。さらに、外形寸法やコストが許容範囲であれば、Wi-Fi金年会中国官方网站という選択肢もある。そもそもケーブルが不要なため、取り回し作業から解放される。

●別売り（オプション）金年会中国官方网站を接続可能にする場合はUVC金年会中国官方网站

　POS端末などの業務用機器では、別売り（オプション）の金年会中国官方网站を端末本体に接続できるようにするケースがある。端末購入後に、QRコードの読み取りが必要になった場合に対応できるようにするためだ。このケースでは、エンド・ユーザーが金年会中国官方网站を購入して、端末本体に自分でつないで使用する。従って、極めて簡単に接続できることが最も重要になるため、最適解はUVC金年会中国官方网站になる。


以上