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<!-- fullseye guide: 機械視覚の周辺知識。op ではなく、op に渡す値の
出どころを示す教材。関連 op: sensor_spec / sensor_catalog / optical_budget -->
カメラは、ピクセルシフトや TDI を使わない限りほぼイメージセンサでスペックが決まる。
接続インターフェース（USB3 Vision / GigE Vision / CoaXPress / 10GigE）が変えるのは
主にフレームレートと ROI の制約であって、画質そのものではない。したがって仮想化で
与えるべきパラメータは、カメラ型番ではなくセンサの諸元である。
出典: Basler「CMOS sensor selection」（世代・画素・解像度・シャッタ・フレームレート）。
飽和容量・読み出し雑音・QE の実数は Basler 等の EMVA1288 レポートか Sony の
データシートにしか無く、一般公開ページには載らない（下表で「非公開」と明記する）。
イメージセンサを作るメーカーは多くない。産業用で実際に選択肢になるのは:
| メーカー | 産業用ライン | 位置づけ |
| --- | --- | --- |
| Sony Semiconductor | Pregius / Pregius S / STARVIS 2 | 事実上の標準。グローバルシャッタの主流 |
| onsemi | XGS / PYTHON | 大判・高速。XGS は 3.2 µm 世代 |
| Gpixel | GMAX / GSPRINT / GSENSE | 高解像度・高速。中判以上で強い |
| Teledyne e2v | Emerald / Sapphire | 低ノイズ・高感度。宇宙/科学寄りも |
| OmniVision | OG / OS 系 | 車載・組込寄り |
出典は Basler のカメラ実測表なので、ここに載っているのはカメラ側の値である。
• 解像度はそのカメラが出す画素数。メーカーは端を切って**センサ全有効画素より
少し低く**することがあるので、センサ単体の仕様とは一致しないことがある。
• フレームレートは接続インターフェース（USB3 Vision / GigE / 5GigE / CXP-12）で
変わる。センサの属性ではないので、この表には入れない。
• QE / ダークノイズ / 飽和容量 / ダイナミックレンジは EMVA1288 実測（ace /
ace 2 / boost）で、実装込みの値。別のカメラなら少し変わる。
• 画素ピッチ・シャッタ方式・世代はセンサ由来なので、カメラが変わっても動かない。
| 型番 | 系列 | 解像度 | 画素 [µm] | シャッタ | QE | 雑音 [e-] | 飽和 [ke-] | DR [dB] | 状態 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| IMX530 | Pregius S 4th | 24.6 MP / 5328×4608 | 2.74 | global | 66% | 2 | 9.6 | 71 | current |
| IMX540 | Pregius S 4th | 24.6 MP / 5328×4608 | 2.74 | global | 66% | 2 | 9.7 | 71 | current |
| IMX541 | Pregius S 4th | 20.3 MP / 4504×4504 | 2.74 | global | 66% | 2 | 9.7 | 71 | current |
| IMX183 | STARVIS | 20.0 MP / 5472×3648 | 2.40 | rolling | 75% | 3 | 13.8 | 71 | mature |
| IMX542 | Pregius S 4th | 16.1 MP / 5320×3032 | 2.74 | global | 66% | 2 | 9.7 | 71 | current |
| IMX304 | Pregius 2nd | 12.3 MP / 4096×3000 | 3.45 | global | 69% | 2 | 10.2 | 73 | mature |
| IMX545 | Pregius S 4th | 12.3 MP / 4096×3000 | 2.74 | global | 67% | 3 | 9.9 | 70 | current |
| IMX226 | STARVIS | 12.2 MP / 4024×3036 | 1.85 | rolling | 83% | 3 | 11.0 | 70 | mature |
| IMX267 | Pregius 2nd | 8.8 MP / 4096×2160 | 3.45 | global | 69% | 2 | 10.2 | 73 | mature |
| IMX546 | Pregius S 4th | 8.1 MP / 2840×2840 | 2.74 | global | 66% | 2 | 9.8 | 70 | current |
| IMX178 | STARVIS | 6.4 MP / 3088×2064 | 2.40 | rolling | 81% | 3 | 14.3 | 73 | mature |
| IMX264 | Pregius 2nd | 5.0 MP / 2448×2048 | 3.45 | global | 68% | 2 | 10.4 | 73 | mature |
| IMX252 | Pregius 2nd | 3.1 MP / 2048×1536 | 3.45 | global | 69% | 2 | 10.5 | 73 | mature |
| IMX265 | Pregius 2nd | 3.1 MP / 2048×1536 | 3.45 | global | 68% | 2 | 10.5 | 73 | mature |
| IMX174 | Pregius 1st | 2.3 MP / 1920×1200 | 5.86 | global | 70% | 7 | 31.8 | 74 | legacy |
| IMX249 | Pregius 1st | 2.3 MP / 1920×1200 | 5.86 | global | 70% | 7 | 31.9 | 74 | legacy |
| IMX392 | Pregius 2nd | 2.3 MP / 1920×1200 | 3.45 | global | 62% | 3 | 10.5 | 72 | mature |
| IMX273 | Pregius 2nd | 1.6 MP / 1440×1080 | 3.45 | global | 63% | 3 | 10.5 | 71 | mature |
| IMX287 | Pregius 2nd | 0.4 MP / 720×540 | 6.90 | global | 63% | 7 | 21.0 | 74 | mature |
| 型番 | 系列 | 解像度 | 画素 [µm] | シャッタ | QE | 雑音 [e-] | 飽和 [ke-] | DR [dB] | 状態 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| XGS 45000 | onsemi XGS | 44.7 MP / 8192×5460 | 3.20 | global | 55% | 5 | 9.0 | 65 | current |
| XGS 32000 | onsemi XGS | 32.5 MP / 6580×4935 | 3.20 | global | 56% | 4 | 9.3 | 66 | current |
| XGS 20000 | onsemi XGS | 20.2 MP / 4500×4500 | 3.20 | global | 55% | 4 | 9.2 | 66 | current |
| MT9J003 | onsemi | 10.6 MP / 3840×2748 | 1.67 | rolling | 46% | 6 | 2.8 | 54 | legacy |
| PYTHON 5000 | onsemi PYTHON | 5.3 MP / 2590×2048 | 4.80 | global | 55% | 12 | 8.2 | 57 | mature |
| PYTHON 2000 | onsemi PYTHON | 2.3 MP / 1920×1200 | 4.80 | global | 54% | 11 | 7.8 | 57 | mature |
| PYTHON 1300 | onsemi PYTHON | 1.3 MP / 1280×1024 | 4.80 | global | 53% | 11 | 6.9 | 56 | mature |
| PYTHON 500 | onsemi PYTHON | 0.5 MP / 800×600 | 4.80 | global | 54% | 11 | 7.8 | 57 | mature |
| PYTHON 300 | onsemi PYTHON | 0.3 MP / 640×480 | 4.80 | global | 52% | 11 | 7.1 | 57 | mature |
| 型番 | 系列 | 解像度 | 画素 [µm] | シャッタ | QE | 雑音 [e-] | 飽和 [ke-] | DR [dB] | 状態 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| GMAX3265 | Gpixel GMAX | 65.4 MP / 9344×7000 | 3.20 | global | 52% | 8 | 10.4 | 61 | current |
| GMAX0505 | Gpixel GMAX | 26.2 MP / 5120×5120 | 2.50 | global | 51% | 4 | 4.3 | 60 | current |
| GMAX2518 | Gpixel GMAX | 18.5 MP / 4508×4096 | 2.50 | global | 56% | 3 | 6.7 | 66 | current |
| GMAX2509 | Gpixel GMAX | 9.1 MP / 4200×2160 | 2.50 | global | 53% | 1 | 4.6 | 69 | current |
| GMAX2505 | Gpixel GMAX | 5.6 MP / 2600×2160 | 2.50 | global | 53% | 1 | 4.8 | 70 | current |
| 型番 | 系列 | 解像度 | 画素 [µm] | シャッタ | QE | 雑音 [e-] | 飽和 [ke-] | DR [dB] | 状態 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| CMV12000 | ams CMV | 12.6 MP / 4096×3072 | 5.50 | global | 45% | 14 | 11.6 | 59 | mature |
| CMV4000 | ams CMV | 4.2 MP / 2048×2048 | 5.50 | global | 62% | 14 | 11.9 | 59 | mature |
| CMV2000 | ams CMV | 2.2 MP / 2048×1088 | 5.50 | global | 63% | 14 | 9.3 | 57 | mature |
| 型番 | 系列 | 解像度 | 画素 [µm] | シャッタ | QE | 雑音 [e-] | 飽和 [ke-] | DR [dB] | 状態 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| EV76C570 | Teledyne e2v | 1.9 MP / 1602×1202 | 4.50 | switchable | 47% | 22 | 6.8 | 50 | legacy |
| EV76C661 | Teledyne e2v NIR | 1.3 MP / 1280×1024 | 5.30 | switchable | 59% | 23 | 7.4 | 50 | legacy |
• Sony Pregius / Pregius S — バランスの基準。QE 62-70%、雑音 2-3 e-、飽和 9.6-10.5 ke-。
1st（5.86 µm）だけ飽和 31.8 ke- と別格で、ダイナミックレンジ重視なら今も候補。
• onsemi XGS（3.2 µm）— APS-C / 35 mm の大判が本領。44.7 MP（8192×5460）まであり、
この判は Sony に無い。QE 55-57%、雑音 4-5 e-。
• onsemi PYTHON（4.8 µm）— 小型・高速。ただし雑音 11-12 e- は Pregius の 5 倍で、
暗い場面・暗視野では効いてくる。DR も 56-57 dB と低め。
• Gpixel GMAX（2.5 µm）— 雑音 1 e- 級（GMAX2505 / 2509）が売り。飽和は 4-5 ke- と
小さいので DR は 69-70 dB で Sony とほぼ同等になる。**65 MP（9344×7000）の
GMAX3265** は超高解像度の選択肢がここしかない。
• ams CMV（5.5 µm、旧 CMOSIS）— 飽和 9-12 ke- だが雑音 14 e-。DR 57-59 dB。
• Teledyne e2v EV76（切替シャッタ）— 雑音 22-23 e-、DR 50 dB。NIR 強化版がある。
選び方の含意: 「画素が小さい＝不利」ではない。GMAX2505（2.5 µm・雑音 1 e-）は
DR 70 dB で Pregius S（2.74 µm・雑音 2 e-・71 dB）と並ぶ。効くのは**画素サイズ単体
ではなく飽和容量と雑音の比**で、暗視野のように信号が小さい用途では雑音が支配する。
上の表は「センサを買ってカメラを作る」メーカー（Basler / FLIR / IDS / Baumer /
Allied Vision / JAI …）の話である。自社でセンサを設計・製造しているカメラメーカーは
構造が違い、センサ型番から諸元を引くことができない。**カメラのデータシートが唯一の
出所**になるので、1 社ずつ個別に当たる必要がある。
| メーカー | センサ | 押さえ方 |
| --- | --- | --- |
| Canon | 2000 年から自社 CMOS を製造。自社製品専用で外販しない | 産業/医療/科学向けカメラのデータシート。画素レベルの独自構造が性能の根拠 |
| Teledyne DALSA / e2v | センサもカメラも自社（Teledyne Vision Solutions）。Emerald / Sapphire / Xineos、ラインスキャンの TDI | センサ単体も売っているので、両方のデータシートが引ける（例外的に楽） |
| Photron | FASTCAM SA-Z などに自社 CMOS。Mini 4K は自社 4096×2304 | 高速カメラのデータシート。フレームレートと画素数のトレードオフが主要諸元 |
| Vision Research（Phantom） | 自社設計のカスタム CMOS。v1211/v1611/v2011/v2511 系は 28 µm 画素（感度重視）。TMX 系は裏面照射のカスタム | カメラのデータシート。画素が桁違いに大きいので、飽和容量と感度の前提が上表と全く違う |
| Hamamatsu | ORCA 系。自社と外部の混在（ORCA-Quest は Fairchild Imaging 開発のセンサを搭載）| 機種ごとに確認が要る。qCMOS など光子数分解の系統は別枠 |
| Sony | センサもカメラも作る（XCG 等）| センサ側の資料が引けるので上表と同じ扱いでよい |
仮想化への含意: 28 µm 画素（Phantom）と 2.74 µm 画素（Pregius S）では、飽和容量も
回折律速に入る F 値も一桁違う。optical_budget の「回折 1.22λN_w 対 標本化 2p」の
境目は画素ピッチで決まるので、**自社センサ機を想定するなら画素ピッチを実機の値で
与えないと、結論が逆になる**。
IMX675 / IMX678 など。低照度でのダイナミックレンジが売り。外観検査では
グローバルシャッタが要る場面が多いので主役ではないが、暗視野や低照度の用途では候補。
以下は仮想化に必須だが、上の表の出典には無い:
• 飽和容量（full well capacity）[e⁻]
• 時間ダークノイズ / 読み出し雑音 [e⁻]
• 量子効率 QE(λ) [%]（分光感度曲線）
• 暗電流 [e⁻/s]、その温度依存
• 変換ゲイン [e⁻/DN]、ADC ビット深度
• PRNU / DSNU（画素間ばらつき）
上表の QE / ダークノイズ / 飽和容量 / DR は Basler の EMVA1288 実測で埋めた。
残る未取得は 暗電流の温度依存・変換ゲイン・PRNU / DSNU・分光感度曲線 QE(λ) で、
これらは Sony のデータシート（NDA 相当）か、各社の EMVA1288 詳細レポートが要る。
optscene.sensor_spec(model=...) は埋まっている値を使い、戻り値の
noise_values_are に出所（EMVA1288 かユーザー指定か）を残す。
optical_budget の分解限界は「回折 1.22λN_w と 標本化 2p の大きい方」。
画素 3.45 µm・550 nm なら、作動 F 値 N_w が 約 5.1 を超えたところで回折律速に
変わる（1.22 × 0.55 × 5.1 ≈ 3.4 µm ≈ p）。つまり 3.45 µm 世代では F5.6 より絞ると
解像度は上がらず、被写界深度だけが伸びる。Pregius S の 2.74 µm ではこの境目が
F4 付近へ下がる。画素ピッチを変えたら絞りの上限も変わる、が設計上の帰結。