カメラのイメージサイズ(撮像素子サイズ)
目次
工業用のCマウントカメラの仕様書には必ず、「イメージサイズ」「撮像素子サイズ」「センササイズ」(すべて同じ意味です。)が記載されています。
撮像素子サイズの使い方
同じレンズを装着した際、撮像素子サイズが小さい方が視野が狭くなります。
また、撮像素子のサイズは、「視野の計算」や「レンズの選択」の際に
必要な値となります。 (これについては後段で詳細にご説明します。)
1画素のサイズも撮像素子サイズで計算できます。
例えば、130万画素(1280dot×1024dot)の撮像素子サイズが1/2.5インチとします。
1/2.5インチサイズの素子の水平方向は5.6mm 垂直方向は4.2mmです。
この場合、
水平方向 5.6mm/1280dot=0.0044mm/dot
垂直方向 4.2mm/1024dot=0.0041mm/dot となります。
撮像素子サイズの意味
通常、モニタ等でサイズといえば、対角の長さを示します。
ところが、撮像素子サイズは対角の長さではありません。
例えば、前出の130万画素 1/2.5インチ 素子であれば、
水平 5.6mm 垂直 4.2mmは決まっています。
ここから計算すると対角は7mmとなります。
ところが、1/2.5インチは 10.16mmとなります。あきらかに異なっています。
これは、真空管を使っていたころの撮像管の直径のサイズ表記の名残で、
撮像素子も撮像管のサイズに合わせていたので、そのままのサイズ表記が残っています。
実際の撮像素子サイズ
水平、垂直が 4:3の撮像素子
水平、垂直が 16:9の素子サイズ
撮像素子サイズの実際の使い方
必要なレンズの選択、対象物までの距離計算に撮像素子サイズを使います。
(1)CCTVレンズ(固定焦点レンズ)の場合
撮影したい対象物の大きさから、必要なレンズを計算してみます。
この時、必要なのは、「カメラの撮像素子サイズ」と「対象物までの距離(W.D.)」となります。
例えば、1メートルの距離(W.D)で垂直視野300mmを確保したい場合、f値が
何mmのレンズを選んだらいいのでしょうか。(1/2インチカメラを使うとします。)
1/2インチカメラの撮像素子サイズは下記の通りです。
f値 =(対象物までの距離(mm)× 撮像素子の垂直サイズ(mm))/垂直視野
= (1000mm×4.8mm)/ 300mm = 16mm
f=16mmのレンズを選ぶと、希望の垂直視野が確保できます。
水平視野も同様に計算ができます。
ちなみに、垂直、水平のどちらか一方が計算できていれば、もう片方は計算を
しなくても簡単に算出できます。
スクエア型の撮像素子であれば、縦横比が4:3ですので上記の場合、
300mm×4/3=400mm の 水平視野なります。
(2)マクロレンズの場合
対象物を拡大撮影するレンズの場合、焦点距離が決まっているものがほとんどです。
この場合、f値ではレンズ性質を表現することができません。
マイクロレンズ場合は、光学倍率で表現をします。
光学倍率が ×1(1倍)のレンズであれば、観察したい視野と
撮像素子のサイズが一致します。
例えば、
1/3インチ素子のサイズは、4.8mm×3.6mm
1/2インチ素子のサイズは、6.4mm×4.8mm となります。
これを踏まえて、弊社マクロレンズの仕様書をみていただければと思います。
<撮像素子サイズから選ぶ産業用カメラ一覧>
USBカメラ CSシリーズ | USBカメラ DNシリーズ | GigEカメラ | |
1/1.1インチ | |||
1/1.7インチ | |||
1/1.8インチ |
DN3RG-130(130万画素・カラー) /
|
|
|
1/2.3インチ | DN3R-1000(1000万画素・カラー) | ||
1/2.5インチ | CS500-C(500万画素・カラー) / CS500-B(500万画素・モノクロ) |
DN3R-500(500万画素・カラー) | |
1/2.9インチ | |||
1/2インチ |
|
||
1インチ | |||
2/3インチ |
まとめ
f値 =(対象物までの距離(mm)× 撮像素子の垂直サイズ(mm))/垂直視野
で希望の垂直視野が確保できるレンズが計算できます。
マクロレンズの場合は
総合倍率(最終的にモニタに表示された時の倍率)の計算に撮像素子サイズを使います。