公開日: 最終更新日: 2021年02月
 

フレームレートとは

マイクロスコープのカタログなどのカメラ仕様欄に“FPS”あるいは“fps”という用語を目にすることがあります。
そこには5とか15とか30といった数字が記載されています。

これはフレームレートといって動画1秒あたりの静止画の枚数を表しています。
FPSまたはfpsはframes per secondの略になります。
そもそも動画は連続する静止画の集まりによって動きのある映像に出来上がっています。
5であれば1秒間あたり5枚の静止画の集まり、30であれば1秒間あたり30枚の静止画の集まりになります。
ですから、このフレームレートの数字は動画の動きの指標になると言えます。

普段、テレビやスマホで見ている動画は、静止画を連続で見せることにより、あたかも滑らかに動いているように人間に錯覚を起こさせます。
ぱらぱらマンガと同じで、少しずつ動きを変えたマンガのページをパラパラと素早くめくると、あたかも動いているように見える手法と全く同じです。

同じマンガの動きでも、ページを沢山用意して少しずつ動きを変えて書いた場合と、少なめのページで動きを変えて書いた場合とでは、ページをめくった時のマンガの動きが違って見えます。
沢山のページでは、なめらかに動き、少ないページではぎこちない動きになります。

これはマイクロスコープカメラでも同じことが言えます。フレームレートの値が大きいほど(=静止画の枚数が多いほど)、画像の動きが滑らかになってきます。
逆にフレームレートの値が小さいほど(=静止画の枚数が少ないほど)、カクカクとした不自然な動きになり、コマ送り状態などと言われることがあります。
私たちが普段見ているテレビの画像は24~30fps(1秒間に24枚~30枚の静止画)です。この枚数だと自然な動きに見えますね。
同じテレビ画像でもアニメは10~24fpsで、12fpsが主流と言われています。これでも動きとしては問題ありません。

 

当社のマイクロスコープについて

PC接続のDS-400Cが15fpsです。パソコン上で寸法計測や画像処理を行うことを主としているマイクロスコープです。解析用に使用されることが多いので、対象物を比較的ゆっくりと観察することが多いので、画像の動きとしては必要十分です。
逆にモニター接続のDS-330HDはパソコンを使用せず、フルHDモニターに直接接続し、部品検査や異物混入検査など比較的早い動きで多くの観察が必要とされる場面に対応したマイクロスコープです。30fps以上という普段、テレビで見慣れている動きになるので、観察時のストレスはありません。

フレームレートは大きければ大きいほど良いということでもありません。それだけ沢山の静止画データが流れてくるわけですから、バケツリレーでデータを運ぶ様なものです。

パソコン接続のマイクロスコープの場合は、あまり沢山の静止画データが流れてくると、画像表示が追いつかず、フリーズしてしまったり、動画として記録する場合、保管場所としてのメモリーがすぐにいっぱいになってしまうという問題もあります。モニター接続のマイクロスコープの場合は、画像・音声専用の信号、端子を使用しているのでフリーズの問題はありません。

もう一つは、静止画1枚にどのくらいのデータ量があるか、ということも重要です。
バケツリレーでも片手で持てるような小さく軽いものであれば、どんどん運べますし、大きくて重いものだと数個しか運べないのと同じで、静止画1枚のデータ容量が少なければ1秒間に沢山の枚数を送ることが出来ます。ただしデータ容量が小さい分、画像の精細さに欠けるといったデメリットが出てきます。
逆に1枚1枚が高精細な静止画はデータが大きくなる分、1秒間に沢山の枚数を送り出すことが難しくなります。ここにはカメラの“画素数”が関係してきます。

 

カメラの画素数について

マイクロスコープに搭載されているカメラ部分には、CCDとかCMOSといった小さな撮像素子が搭載されています。
撮像素子とは、光を電気信号に変換する素子のことです。撮像素子は、トンボの複眼のように小さな点が沢山並んでいます。この一つ一つの点が、観察体を光の画像としてとらえ、電気信号に変換してパソコンやモニターに伝えてくれます。電気信号は再び画像に変換され、画面上で見ることが出来ます。

下の写真はCMOS撮像素子です。沢山の目となる点が並んでいます。
DS-2000マイクロスコープを使用。約5000倍で観察)

マイクロスコープカメラ仕様に1920x1080画素とか1920x1080ピクセルと記載されているのを目にしますが、光を電気信号に変化する素子の点が横と縦にどのくらいあるかを表しています。掛け合わせた値が総画素数になります。
1920x1080の場合は2,073,600画素=約200万画素になります。

一般的なマイクロスコープに搭載されるカメラ画素数にはいろいろあります。
30万画素、48万画素、130万画素、200万画素、300万画素、500万画素など。
値が小さいほどデータの容量としては少なく、大きいほど容量は多くなります。
画素数が大きければ大きいほど良いと思われがちですが、フレームレートで説明しましたように動画は静止画の連続で構成されています。
フレームレートとは動画1秒あたりの静止画の枚数を表しています。
静止画1枚の画素数が小さければ(データ容量が少なければ)1秒間に沢山の枚数を送ることが出来ますが、画像の精細さに欠けるといったデメリットが出てきます。
逆に画素数が大きければ(データ容量が多ければ)、1枚1枚は高精細な静止画ですが、1秒間に沢山の枚数を送り出すことが難しくなり、画像の動きが極端に遅くなったり、ぎこちない状態になってしまう可能性があります。

マイクロスコープの導入をご検討される際は、使用する目的に合わせ選択し、実際に試されることをお奨めします。
高画素の精細画像が必要でも、画像の動きが極端に遅いとピント合わせも大変です。ピントを調整する手の動きと実際の画像の動きが合わないわけですから。
逆に、滑らかに画像が動いても、保存した画質に不満が出てもいけないですし。実際に試されて、目的に合う動きかどうか、画質かどうかを体感・確認されることが大切です。
また、パソコン接続の場合は、使用されるパソコンの性能によっても動きや画質が影響されます。実際に使用される機材に接続して、確認をされることをお奨めします。

当社マイクロスコープ(DS-2000,DS-400C, DS-330HD,DS-3A,MS-1000A)は全て、実用性を重視し、画質・画像の動きをバランス良くまとめたマイクロスコープに仕上がっています。
実際の観察体や機材でご評価をいただけるよう、お貸出しも行っております。
ぜひ、お試しください。

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