カメラのイメージサイズ(撮像素子サイズ)

撮像素子サイズの使い方

 

同じレンズを使用する場合、撮像素子のサイズが小さいほど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に必要な要素です。(これについては後で詳しく説明します。)

1画素のサイズも、撮像素子のサイズから計算できます

例えば、130万画素(1280ドット×1024ドット)の撮像素子サイズが 1/2.5インチの場合、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、モニターなどでサイズと言われると、対角線の長さを指します。

しかし、撮像素子のサイズは対角線の長さではありません。

例えば、先ほどの130万画素の1/2.5インチの撮像素子では、水平方向が5.6mm、垂直方向が4.2mmで固定されています。

この数値から計算すると、対角線の長さは7mmになります。しかし、1/2.5インチの実際の対角線の長さは10.16mmです。

これは、かつて真空管を使用していた時代の撮像管の直径のサイズ表記の影響で、撮像素子も撮像管のサイズに合わせており、その表記がそのまま残っているためです。

 

 

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 4:3の撮像素子

 

水平、垂直が 16:9の素子サイズ

 

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

レンズを選ぶ際や対象物までの距離を計算する際には、撮像素子のサイズが必要です。

 

(1)CCTVレンズ(固定焦点レンズ)の場合

 

対象物の大きさから必要なレンズを算出する際には、次の要素が必要です:「カメラの撮像素子サイズ」と「対象物までの距離(W.D.)」です。

 
CCCTVレンズ(固定焦点レンズ)の場合

 

 

例えば、対象物までの距離が1メートルで、垂直視野が300mmである場合、どのような焦点距離のレンズを選択すればよいでしょうか。(ここでは1/2インチのカメラを使用するとします)。

1/2インチのカメラの撮像素子サイズは以下の通りです。

 

 
1/2インチカメラの撮像素子サイズ

 

 

焦点距離(f)=(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

したがって、焦点距離が16mmのレンズを選択すれば、希望の垂直視野を確保できます。水平視野も同様に計算できます。

なお、垂直または水平の視野が分かれば、もう一方の視野は簡単に計算できます。スクエア型の撮像素子であれば、縦横比が4:3なので、上記の場合、300mm×4/3=400mmの水平視野になります。

 

 

(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、ほとんどの場合、焦点距離が固定されています。

この場合、焦点距離(f値)ではレンズの性質を表現することができません。

マイクロレンズの場合は、光学倍率で性能を表現します。

 

光学倍率が1倍のレンズでは、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インチの撮像素子のサイズは4.8mm×3.6mmであり、1/2インチの撮像素子のサイズは6.4mm×4.8mmとなります。これらの情報を基に、弊社のマクロレンズの仕様書をご確認いただければ幸いです。

マクロレンズ
 

また、マクロレンズを使用した場合の総合倍率(モニタに表示される最終倍率)を計算する際にも、撮像素子のサイズを使用します。

詳細は「マイクロスコープの倍率の考え方」を参照してください。

 

<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

CS1200-GC(1200万画素・カラー) /

CS1200-GB(1200万画素・モノクロ)

 

EG1200-GC(1200万画素・カラー)/

EG1200-GB(1200万画素・モノクロ)

1/1.7インチ

CS1200-C(1200万画素・カラー) /

CS1200-B(1200万画素・モノクロ)

 

EG1200-C(1200万画素・カラー) /

EG1200-B(1200万画素・モノクロ)

1/1.8インチ  

DN3RG-130(130万画素・カラー) /
DN3RG-130BU(130万画素・モノクロ)

 

DN3RG-200(200万画素・カラー) /
DN3RG-200BU(200万画素・モノクロ)

EG320-C(320万画素・カラー) /

EG320-B(320万画素・モノクロ)

 

EG600U-C(600万画素・カラー)/

EG600U-B(600万画素・モノクロ)

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

CS41-C(40万画素・カラー) /

CS41-B(40万画素・モノクロ)

 

EG41-C(40万画素・カラー) /

EG41-B(40万画素・モノクロ)

1/2インチ

CS130U-C(130万画素・カラー) /

CS130U-B(130万画素・モノクロ)

 

CS500U-GC(500万画素・カラー) /

CS500U-GB(500万画素・モノクロ)

 

EG130U-C(130万画素・カラー) /

EG130-B(130万画素・モノクロ)

1インチ

CS2000-C(2000万画素・カラー) /

CS2000-B(2000万画素・モノクロ)

 

EG2000-C(2000万画素・カラー) /

EG2000-B(2000万画素・モノクロ)

2/3インチ    

EG501-C(500万画素・カラー) /

EG500-B(500万画素・モノクロ)

 

 

まとめ

撮像素子のサイズは、視野の計算やレンズの選択に必要な情報です。CCTVレンズの場合、希望の垂直視野を確保するためのレンズを計算する際には、以下の式を使用します:

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

マクロレンズの場合、最終的にモニタに表示される総合倍率を計算する際には、撮像素子のサイズを使用します。