カメラの試験・検証システム

主要なカメラモジュールの試験機能

Avernaのカメラ試験ソリューションは、制御された再現性のある試験条件を維持しつつ、イメージングチェーンの各段階を評価するように設計されています。

画質テスト

画質試験は、カメラモジュールが管理された環境下で正確かつ一貫性のある視覚情報を確実に捉えられるようにするためのものです。Avernaのプラットフォームは、光学コンポーネントやイメージセンサーが、校正済みの照明や標準化された光学ターゲットにどのように反応するかを評価することで、カメラレンズやセンサーの画質試験をサポートします。

代表的な検証活動には、次のようなものがあります：

• 色調整とホワイトバランス調整
• 感度試験、ノイズ試験、および信号対ノイズ比の測定
• ダイナミックレンジのテストとHDR性能の検証
• ドット抜け検査、ホットピクセル検査、および画素欠陥検出
• 均一性試験、均質性試験、および色むら補正試験
• 欠陥検出試験および迷光解析
• MTF（変調伝達関数）試験および空間周波数応答試験
• グリッド歪み試験、フレア試験、およびレンズ歪み測定
• 視野の較正および光学性能の評価

カメラのアーキテクチャによっては、フラッシュテスト、カラーテストの設定、およびRS-485リモートインターフェースの検証などが、追加の検証ワークフローに含まれる場合があります。

光学調整とレンズ調整

カメラモジュールが正確なピント合わせと安定した撮像性能を発揮するためには、精密な光学調整が不可欠です。レンズの位置やセンサーの配置にわずかなずれがあるだけでも、画像の鮮明さに影響を及ぼす可能性があります。

Avernaのプラットフォームは、カメラモジュールの組み立て工程で行われる高度な光学アライメント検査およびアクティブアライメント検査に対応しています。これらの工程では、光学ターゲットとフィードバック測定を活用し、イメージセンサーに対してレンズを正確に位置合わせします。

一般的な光学アライメントの検証作業には、以下のものが含まれます：

• レンズの傾斜および位置合わせ試験、ならびにXY-Phi平面度試験
• 有限から無限までの焦点距離測定のための光学コリメータ試験
• オートフォーカスのテストおよびフォーカスキャリブレーションの検証
• 光学ターゲットとリアルタイム画像フィードバックを用いた能動的アライメント
• グリッドベースの測定システムを用いたアライメントオフセット補正
• IR硬化前に、X、Y、Z軸および回転軸における接着剤の塗布とレンズの位置決めを光学的に確認する

これらのプロセスにより、光モジュールの位置合わせが正確に保たれ、カメラシステムが製造ロットを問わず一貫した撮像性能を維持できるようになります。

インターフェースおよびシステム統合テスト

当社は、組み込み画像システムで使用される幅広い業界標準に準拠したカメラインターフェースの検証をサポートしています。当社のテスト環境を活用することで、エンジニアは通信動作を評価し、カメラモジュールがシステムアーキテクチャ全体の中で正しく動作することを検証することができます。

一般的なインターフェースおよびシステム統合の検証活動には、以下のものが含まれます：

• 自動車用カメラアーキテクチャにおけるGMSLカメラのテスト
• 組み込み機器やモバイル機器で一般的に使用されているMIPI CSI-2カメラのテスト
• 高速映像伝送のためのFPD-Linkカメラ試験およびLVDSカメラ試験
• 産業用ビジョンシステムにおけるGigE Visionカメラのテストおよびイーサネットカメラのテスト
• ビデオ伝送パイプライン全体におけるフレームレートの検証と遅延の測定
• 処理ユニットへの安定した動画ストリーム配信を確認するための画像取得検証

これらの検証ワークフローにより、カメラモジュールが処理用電子機器と確実に通信し、最終製品に組み込まれた後も安定した性能を維持できるようになります。

画像信号処理パイプライン（ISP）

画像信号処理パイプラインは、センサーから得られた生データを、実用的な視覚情報へと変換する上で中心的な役割を果たしています。イメージセンサーが光を捉えると、イメージ・シグナル・プロセッサ（ISP）が一連の処理ステップを実行し、生信号を分析や表示に適した最終的な画像へと変換します。

Avernaのソリューションは、ISPの検証テストをサポートし、画像処理アルゴリズムがカメラアーキテクチャ全体において正しく動作することを保証します。これには、さまざまな動作条件やシステム構成における画像信号処理パイプラインの挙動の検証が含まれます。

制御された画像取得と基準テストパターンを用いることで、処理された画像データが、カメラの周辺電子機器やソフトウェア環境と統合された後も一貫性を保っていることを確認できます。

制作用カメラのテストとキャリブレーション

開発段階でカメラのアーキテクチャが検証された後、メーカーは生産される各ユニットが一貫した撮像性能を発揮することを保証しなければなりません。量産カメラのテストでは、各カメラモジュールが最終製品に組み込まれる前に、光学および電子的な仕様を満たしていることを確認します。

Avernaのプラットフォームは、積分球照明や高精度光源などの校正済み照明システムを用いたカメラモジュールの最終工程試験に対応しています。こうした制御された環境により、エンジニアは安定した再現性の高い測定条件を維持しながら、カメラのキャリブレーション試験を実施することができます。

適用例：GMSL2 カメラインターフェースPCBAのテスト

Avernaは、複数の高速カメラインターフェースを扱う基板の検証を目的とした、PCBAカメラインターフェース試験専用のプラットフォームを開発しました。このシステムは、組み込みイメージングアーキテクチャ内でのビデオルーティングに使用される、5つのGMSL2入力と5つのGMSL2出力を統合したPCBAを検証するために構築されました。

このプラットフォームには、入力ビデオストリームのエラーを検知しながら画像信号の経路を切り替えることができる安全処理モジュール（SPM）が組み込まれています。これにより、エンジニアはインターフェースの動作を監視し、システムを通過する際に画像データが安定していることを確認することができます。

このテスト環境は、複数のフレームレートおよび解像度に対応したGMSL2信号の生成と取得をサポートしています。汎用的なI²C通信モニタリング機能により、エンジニアはテスト中にレジスタ値にアクセスし、デバイスの設定を確認することができます。

参照用テスト画像のライブラリを使用して、さまざまな動作モードにおける画像取得パイプラインの検証を行い、1280×720から424×240までの解像度に対応しています。