産業用カメラでは、フレームレートが高いほど常に良いのでしょうか？

産業用カメラの取得速度、 いわゆる  フレームレートとは、1秒間に何枚の画像フレームをキャプチャできるかを指します。マシンビジョンシステムにおいて、カメラのフレームレートが高いほど、その動的性能が良いと考えるのは正しいでしょうか？実際には、これは誤りです。産業用カメラのフレームレートは、カメラインターフェースと画像圧縮の程度を示すものです。インターフェースの送信速度が高いほど、そして画像圧縮率が低いほど、フレームレートは高くなります。しかし、これは動的性能に直接影響を与えるものではありません。

何が工業用カメラの動的性能を決定しますか？実際には、それはシャッタースピードです。シャッタースピードとは、シャッターが開いた状態で光をセンサーの感光面に投影する時間の長さを指します。工業用カメラにおいては、シャッタースピードはシャッターが開いてから閉じるまでの間隔であり、ピクセルの明るさに影響を与え、通常ミリ秒単位で測定されます。一方、フレームレートは、一定の時間内で完全に読み取ることができる画像フレームの数です。この期間中、物体はイメージング面上に像を残すことができます。シャッタースピードは必要に応じて設定され、良いとか悪いというわけではなく、必要な値だけが存在します。シャッタースピードの設定は、センサーの感度と感光面上の照明条件に依存します。

露光時間が長い場合、より多くの光が入り、暗い照明条件に適します。短い露光時間は明るい照明条件下でより適しています。露光時間が長くなるほど画像は明るくなり、逆に短くなるほど画像は暗くなります。外部の照明条件が悪い場合には、通常、露光時間を延ばす必要があります（例えば、夜景の場合）。

ライン スキャン カメラはすべて行単位での露光を使用し、固定ライン周波数や外部トリガー同期のオプションがあります。露光時間はラインサイクルと一致させたり、固定期間に設定したりできます。エリア スキャン カメラはフレーム露光、フィールド露光、ローリングライン露光などの一般的な方法を提供します。産業用カメラは通常、外部トリガーによる画像取得機能を備えています。

露出時間が短いほど、産業用カメラのシャッタースピードは速くなります。現在、ほとんどの産業用カメラは1マイクロ秒という高速な露出時間を実現できます。しかし、露出時間が短すぎると、画像が部分的にまたは完全に黒くなる可能性があるため、光源やカメラのセンサーサイズには特定の要件があります。高速なシーンでは、高輝度の光源と大ピクセルのセンサーを搭載した産業用カメラを使用して、動的なシーンを捉えます。

動的シーンにおいて、高いフレームレートはより滑らかな視覚効果をもたらします。例えば、スポーツイベントや野生動物を撮影する際、高いフレームレートは私たちが高速で動く物体を捉え、映像をより生き生きとさせることができます。さらに、高いフレームレートはスローモーション再生などの特別な視覚効果を作成するためにも使用されます。

しかし、高いフレームレートが必要なわけではありません。静止画のシーンでは、低いフレームレートの方が適している場合があります。低いフレームレートは画像ノイズやブレを減らし、写真の鮮明さを向上させることができます。さらに、低いフレームレートは小さなファイルサイズを生成するため、ストレージ容量を節約するのに役立ちます。

では、産業用カメラのフレームレートはどう選べばよいですか？

1. 目的を明確化する: まず、撮影ニーズを明確に定義してください。高速動作シーンを捉えるのか、それとも静止風景なのか？最も細かいディテールを求めているのか、スムーズな動きの効果を目指しているのか？異なるニーズには異なるフレームレートが必要です。例えば、高速動作シーンを撮影する際には、より多くのディテールを捉えるために60FPS以上の高いフレームレートを選ぶことが推奨されます。

2. デバイスの互換性を考える: カメラ、コンピュータ、モニターが選択したフレームレートに対応していることを確認してください。そうでない場合、カメラが高フレームレートで撮影できても、他のデバイスでは正しく表示されないことがあります。

3. パフォーマンスとストレージのバランス：高いフレームレートは、大きなファイルサイズと高いストレージ容量を意味します。フレームレートを選択する際には、カメラのパフォーマンス、ストレージ容量、および後処理能力のバランスを取ることが重要です。デバイスがストレージ問題に妨げられることなく高フレームレートでの撮影に対応できるか確認してください。

4. フォーマットとコーデックを理解する：異なるビデオフォーマットとコーデックは、フレームレートを異なった形でサポートします。使用しているフォーマットとコーデックが選択したフレームレートをサポートしているかどうかを事前に確認することが重要です。これにより、編集後の問題や再生時のトラブルを防ぐことができます。

5. 実際にテストする：最後に、実際にテストすることを忘れないでください。カメラを購入する前に、異なるフレームレートでいくつかの動画を撮影して、どのフレームレートがあなたのニーズに最も適しているか確認してください。これにより、フレームレートが画像に与える影響をよりよく理解し、より賢明な選択をすることができます。