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産業用カメラとは

産業用カメラとはセキュリティー用途の監視カメラから半導体・電子機器・電子部品等のFA,医療や研究用で使われているカメラを指します。様々なインターフェースを持ち、小型で軽量なのが特徴。組み込み用途としてボードタイプハウジングもあります。また、近年ではAIを搭載したスマートカメラも産業用カメラの一部として開発されています。

産業用カメラとは

産業用カメラは大きくネットワーク(IP)用とマシンビジョン用の2つに分けられます。ネットワークカメラは監視用途で使われることが多く屋内外で使用できるよう丈夫なハウジングが特徴です。一方マシンビジョンカメラはPCに接続し、主に目視検査の代用および画像処理用として使用するカメラです。マシンビジョン用カメラはロボット工学、医療技術、交通監視、セキュリティ、キオスクシステム、物流などあらゆる業界の用途で欠かせない存在となっています。

カメラ

産業用カメラの選定方法

画像処理におけるカメラ選定は、安定検査を行なう上で最も基本的かつ重要な選定項目となります。
以下の選定手順で、カメラのスペックと型式の対応表を確認することにより、最適なカメラを選定することができます。

1.解像度で選ぶ

解像度は1ライン当たりのピクセル数で表されます。
縦ラインのピクセル数x横ラインのピクセル数=解像度となります。

VGA 640×480 307,200画素(33万画素クラス)
SVGA 800×600 480,000画素(48万画素クラス)
XGA 1024×768 786,432画素(80万画素クラス)
SXGA 1280×1024 1,310,720画素(130万画素クラス)
SXGA+ 1400×1050 1,470,000画素(145万画素クラス)
UXGA 1600×1200 1,920,000画素(200万画素クラス)
500万画素クラス 2560×1920 4,915,200画素(500万画素クラス)

2.シャッター方式で選ぶ

グローバルシャッターでは画素行を全てリセットし、一斉に露出を開始します。露出の終わりには全ての行が一度にセンサーの暗領域に移動し、画素を行ごとに読み出していきます。一度に画像を取り込む長所は、動きの速い対象物を歪みなしに捉えられる点です。

グローバルシャッター グラフ

ローリングシャッターでは画素行を一つずつリセット&露出し、それを繰り返します。露出が終わると画素列が順番に読み出されていきます。最初と最後の画素行の露出に時間のずれが生じることから、動くものを撮影した場合は画像に歪みが出ますが、固定されたものを撮影する場合には問題ありません。また、グローバルシャッター形式のカメラと比較すると安価なカメラが多いです。

ローリングシャッター グラフ

3.インターフェースで選ぶ

USB

USB

プラグアンドプレイで簡単に接続できるのが特徴。
転送速度はUSB3.0で最大350 MByte /秒

GigE

GigE

外部から電源を供給するカメラ。
既製のネットワークケーブルを使用して最大100mまでデータ転送距離を伸ばせます。

Camera Link

Camera Link

旧来は各カメラ・ボードにより使用するコネクタやピンアサインが異なりましたが、これらを標準化したのがCameraLink規格です。100MB/秒~約800MB/秒までのデータ高速転送速度で出力規格として最も安定性、信頼性があるインターフェースです。

CoaxPress

CoaxPress

大量データの長距離高速転送を実現するために策定した最新のインターフェース規格です。特徴は、1本の同軸ケーブルで画像出力、制御、電源供給が可能な点です。高解像度センサの速度を最大限発揮したい場合、速度は変えずにケーブル長を伸ばしたい場合、複数の高解像度カメラを使用したい場合、CPUにかかる負担を軽減したい場合に有効です。

4.フレームレートで選ぶ

フレームレートは1秒当たりのコマ数を表します。動きの速い対象物を撮像する場合やより滑らかな映像を必要とする場合はフレームレートが高いカメラを選定するのが一般的です。読み出し部分を限定することによりフレームレートを上げることも可能です。

フレームレートイメージ

産業用カメラの用途

産業用カメラはあらゆる用途で使用することができます。ロボット工学、医療技術、交通監視、セキュリティ、品質管理、物流システムなど様々な用途で採用された実績があり、各用途に応じたカメラがあります。例えば太陽光パネルのシリコンウェーハの製造では、高解像度で高フレームレートを組み合わせることで、エラーのない迅速な制作が可能になります。この場合、NIRセンサーを使用します。ソーラーパネルの欠陥はNIRセンサーを使うと検出されることがよくあり、低解像度の高価なIRカメラの代わりにNIRセンサーを搭載したカメラを使用することは理にかなっています。また、パネルの小さな欠陥は複数のパネルのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。小さな欠陥の検出には、より高解像度のカメラが必要とされています。

太陽光パネル

さまざまな業界での用途の使用事例

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