[技術ブログ] ラインスキャンカメラの解像度とラインスキャン周波数の計算

はじめに

ラインスキャンカメラを選定する際、適切な解像度とラインスキャン周波数を決定することは、目的に合ったカメラを選ぶ上で非常に重要です。本記事では、具体的な例を用いて、これらの計算方法を解説します。

例題：ラインスキャンカメラの計算

幅550mmのコンベア（カメラの視野のX方向）を使用し、コンベアの速度が毎秒4メートルの場合、ピクセルあたり0.3mmの精度を達成したいとします。

横方向の解像度の計算

• コンベア幅 W = 550 mm
• 希望する解像度 R_X = 0.3 mm/pixel
• 必要なピクセル数 N = W / (R_X) = 550 mm / (0.3 mm/pixel) ≈ 1833 pixels

したがって、最低でも1833ピクセルが必要です。一般的なラインスキャンカメラの解像度は、1024、2048、4096、8192、12288ピクセルなどがあります。この場合、2048ピクセル（2k）のラインスキャンカメラを使用すると、実際の解像度は約0.27mm/ピクセルとなり、要求をわずかに上回ります。

• 実際の解像度

R_actual = W / N_camera = 550 mm / (2048 pixels) ≈ 0.2686 mm/pixel

ラインスキャン周波数の計算

画像に歪みが生じないようにするためには、X方向とY方向の解像度を一致させる必要があります。

• 歪みのない画像の条件 R_X = R_Y
• 解像度 R = 0.27 mm/pixel
• コンベア速度 V = 4000 mm/sec
• サンプリングレート（ラインスキャン周波数）
  F = V / R = 4000 mm/sec / (0.27 mm/pixel) ≈ 14,814.81 Hz

この計算から、約14.8kHzのラインスキャン周波数が必要であることがわかります。

ラインスキャンカメラの仕様：計算結果

項目	数値
ラインスキャンカメラの解像度	2048
ラインスキャン周波数	14.8 kHz以上

重要なポイント

コンベアにはインクリメンタルエンコーダを使用することを強く推奨します。これにより、コンベア速度の変動（始動、停止、速度の低下）にもかかわらず、搬送方向の解像度が一定に保たれ、歪みのない画像を取得できます。

おわりに

適切な解像度とラインスキャン周波数の計算は、ラインスキャンカメラを効果的に使用するための基本です。これらの計算を正確に行うことで、検査や計測の精度を向上させることができます。