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少し前に民生カメラの増田が流行った時、産業用カメラのことを書きたいなとずっと思ってました。
増田は民生カメラのことは殆ど全く知りませんが、仕事で産業用カメラを使う機会が多く、これから産業用カメラを使用する人の指針になればと思っています。
産業用カメラ（FAカメラともいう）とは、主に製造現場で使用されるカメラを総称します。
皆さんが知っている民生カメラや、レンズ一体型でUSBケーブルやLANケーブルやWiFiで簡単に接続できるタイプのwebカメラとも少し違い、工業製品なのでそれなりの信頼性を持つものになっています。
手動で撮影することは殆どなく、アプリからのシャッター制御や製造ラインからの信号により撮影したりします。
産業用カメラは民生カメラと比較すると一般的に小さいです。30×30×50mmとか。大きいものもあります。
もっとも一般的なレンズマウントはCマウント。ラインスキャンカメラだとFマウントとかもっと大きいものもあります。
電源はACアダプタを接続したり、USB、PoE対応LANケーブル等のインタフェースケーブル経由での供給も可能です。
なおインタフェースケーブル経由での給電時はカメラ本体が発熱しやすくなりますので、ヒートシンク等放熱を考慮する必要があります。
センサーサイズは最近だと1～1.2型と、Cマウントの限界近くまで大型化しています。
画素数は12M（4K）とか最近だと24.5Mとか一般的になってきました。
センサーのセルサイズはグローバルシャッターのセンサーだと3.45umとか2.74umとか。
ローリングシャッターのセンサーだと2umくらいのものもあります。
センサーサイズやセルサイズは検査に求められる検査視野範囲やピクセル分解能に直結し、レンズの選定にも大きく影響します。
ソニーが新しいセンサーを出すとそれを使ったカメラが出てくる感じですね。
グローバルシャッターは平面のセンサーを同時に撮像するシャッター。
ローリングシャッターはセンサー上部から下部まで順番に撮像するシャッター。
対象が高速で移動していたり振動がある環境ではローリングシャッターゆがみが発生します。
しかしローリングシャッターのカメラはグローバルシャッターのカメラと比較して格段に安価です。
産業用カメラを使用した検査装置ではほとんどの場合、モノクロカメラを使用します。
カラーカメラは照明含めた色の調整が難しく、装置の難易度が上がります。
またカラーカメラのセンサー（CMOS）は一般的にはベイヤー配列のセンサー（3CMOSのものもあるが高価）であるため、同じ画素数でも解像力がモノクロより若干劣ります。
検査に色の情報が必須でない場合は必ずモノクロカメラを使用します。
エリアスキャンカメラは平面のセンサーで撮像する、一般的なカメラのこと。
ラインスキャンカメラは1本線のセンサー（複数本の素子のものもある）で高速に撮像するカメラで、カメラの前を横切る対象物をひとつながりで撮影することが可能です。
例えば流れていくシートを撮影したり、円筒状の製品の円周を撮影したりするのに使用します。
USB（USB3Vision）はデータ転送速度もそこそこ速く、USB3.0ポートで接続可能なので最も手軽ですが、ケーブル長は3mが限界です。
GigE（GigEVision）はデータ転送速度はあまり速くありませんが、ケーブル長は100mまで可能なので離れたところにカメラがある場合は便利です。
最近は5GigE、10GigE、25GigEなどもあります。
Coax（CoaXPress）は同軸ケーブルで接続するのですが、4本のケーブルで接続できたりするので非常に高速ですが、専用のフレームグラバーボードが必要になります。
他にもOpt-C:LinkとかCameralinkとか色々あります。
例えば製造ライン内に設置する検査装置ではサイクルタイム内に撮像・検査を実施する必要があります。
サイクルタイムが短い場合は、フレームレートの高いカメラ・インタフェースを選定する必要があります。画素数が大きいカメラのフレームレートは下がります。
また露光時間が長いとフレームレートは下がり、モーションブラーが発生する可能性もあります。
産業用カメラは様々な制御パラメータを持ち、インタフェース経由で設定することが可能です。
スナップ・グラブ撮影、外部トリガ設定、フレームレート、露光時間、アナログゲイン、ROI（使用する画素範囲）等々、色々な制御が可能なのが産業用カメラの特徴と言えます。
オムロンセンテック・・・ラインアップが豊富で比較的リーズナブル。
JAI・・・3COSカラーカメラ等、特殊用途のカメラも色々あります。
竹中システム機器・・・画素数16kのラインスキャンカメラを扱っています。
Basler・・・ドイツのグローバル企業。産業用カメラの雄。
産業用カメラを選定するには、検査対象の視野範囲、検出に必要なピクセル分解能、サイクルタイム、予算等様々な影響を考慮する必要があります。
また画像検査装置ではレンズや、照明も必ずセットで選定します。
最近ではAIによる画像検査もありますが、それでもカメラ・レンズ・照明の選定により得られる画像で検査の8割は決まってきます。
レンズや照明の選定はまた今度。
一般向けのカメラに産業用カメラレンズを流用することに趣味として関心を持っている増田です。 このFマウントとは、ニコンが自社の一般写真撮影用カメラとして一般向けに販売してい...
同じです。AF等は動作しません。 逆にFマウント対応の産業用レンズもありますね。
おお、丁寧な御回答ありがとうございます！ 夢が拡がりました♪(ネットオークションを周回して来ようとおもいます)
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