`マシンビジョンカメラ選定ガイド(1) : 解像度の選定

マシンビジョンカメラは、製品の検査や寸法測定に使われ、物体のサイズや欠陥を正確に捉えるための重要なツールです。ここでは、解像度の選び方について具体例を用いながら分かりやすく説明します。

解像度はカメラのセンサーが持つ画素数（ピクセル数）で表されます。これにより、物体の細かい部分をどれだけ正確に捉えられるかが決まります。一般的に、解像度が高いほど、より小さな特徴を鮮明に捉えられます。

解像度を決定する際の重要な要素の一つが 最小特徴サイズ です。これはカメラで検出したい最小の物体のサイズを意味します。この特徴を正確に捉えるためには、少なくとも3～5ピクセルでカバーすることが推奨されます。これにより、誤検出が減り、信頼性の高いデータが得られます。

次に、2つの具体例を使って解像度の計算方法を詳しく見ていきましょう。

対象サイズ: 2,000mm
最小特徴サイズ: 1mm
必要なピクセル数:
最小特徴を1ピクセルで捉える場合、必要な解像度は以下の通りです。
$$
\text{必要解像度} = \frac{2000 \, \text{mm}}{1 \, \text{mm}} = 2000 \, \text{ピクセル}
$$
したがって、2000 x 2000ピクセル（4メガピクセル）以上の解像度が必要です。例えば、Sony IMX255センサー（2448 x 2048ピクセル）を搭載したカメラが適しています。

対象サイズ: 300mm x 100mm
最小特徴サイズ: 5mm
ピクセルカバーの要件: 1特徴あたり5ピクセルが理想的です。
- 幅方向の必要解像度:
  $$
  \frac{300 \, \text{mm}}{5 \, \text{mm}/5 \, \text{ピクセル}} = 300 \, \text{ピクセル}
  $$
- 高さ方向の必要解像度:
  $$
  \frac{100 \, \text{mm}}{5 \, \text{mm}/5 \, \text{ピクセル}} = 100 \, \text{ピクセル}
  $$
  必要な解像度は 300 x 100ピクセル ですが、実際には余裕を持たせて VGAカメラ（640 x 480ピクセル） が適しています。

表１.センサの解像度