ハイスピードカメラとは？研究・開発で使う高速度カメラの種類（高性能型・小型軽量型・超高速型）と⁠、撮影速度・解像度・記録時間・価格の選び方

ハイスピードカメラとは

ハイスピードカメラは、衝突・破壊・燃焼・噴霧・溶接のような一瞬の動きを、1秒に何千コマ以上で撮るカメラです。fpsは1秒に撮る画像の数で、「コマ/秒」⁠と⁠も書きます。撮った映像はスローで見るほか、DICでひずみを測ったり、PIVで流れの速さを測ったりするのに使います。

比較ページには、メーカーが自社で作るハイスピードカメラを、各社の代表の機種の単位で載せています。工場の検査用の産業用カメラ、赤外線のカメラ、民生用のカメラ、海外ブランドを輸入して売る会社の製品は載せていません。

3つの種類

• 据え置きの高性能型は、本体にメモリを積み、100万画素クラスで1万fps以上を撮ります。例はフォトロンのFASTCAM Nova S20、ナックのMEMRECAM ACS-3 M16、SinceVisionのSH6-504です
• 小型・軽量型は、狭い所や試験機のすき間に付けやすい型です。例はディテクトのHAS-U2とHAS-DX、フォトロンのFASTCAM Mini AX200、SinceVisionのSH3-108です
• 超高速型は、100万コマ/秒を超える速さで決まった枚数だけを撮ります。例は島津製作所のHyperVision HPV-X3と、ナックのULTRANAC Neoです

撮影速度と解像度

速さと解像度は引き換えです。画面を絞るほど速く撮れます。

• FASTCAM Nova S20は、1024×992で20,000fps、最高1,100,000fpsです
• FASTCAM Mini AX200は、1024×1024で6,400fps、640×480で20,000fpsです
• MEMRECAM ACS-3 M16は、1,280×896で14,000fps、最高400,000fpsです
• HAS-DXは、Full HDで2,000コマ/秒、最高100,000コマ/秒です
• SH6-504は、2560×2016で3,600fps、最高50,000fpsです

記録時間と枚数

ふつうのハイスピードカメラは、メモリの量で記録時間が決まります。

• MEMRECAM ACS-3 M16は、64GBのとき14,000fps・8bitで約4.0秒を残せます
• FASTCAM Nova S20のメモリは、32GB・64GB・128GBから選びます
• SH6-504のメモリは、40GBから320GBまで選べます

超高速型は、時間ではなく枚数で決まります。

• HPV-X3は、2,000万コマ/秒で256枚を撮ります
• ULTRANAC Neoは、2億コマ/秒で24フレームを撮ります

島津製作所の解説では、ふつうの順次読み出し方式では100万コマ/秒以上の撮影は難しく、HPV-X3は画素とメモリをじかにつなぐバースト方式で2,000万コマ/秒を出しています。

大きさとPCへのつなぎ方

• HAS-U2は、44×44×81.5mm・約230gで、USB3のケーブル1本で動きます
• HAS-DXは、USB3でノートPCから動かせます
• FASTCAM Mini AX200は、1.5kgで、ギガビットイーサネットでつなぎます
• SH3-108とSH6-504は、10GigEでデータを送ります
• FASTCAM Nova S20は、10GBASE-Tと専用SSDのFAST Driveが使えます

感度と照明

速く撮るほど1コマに入る光が減るので、暗い現象には感度の高い機種と強い照明を使います。

• FASTCAM Nova S20の感度は、ISOモノクロ64,000です
• FASTCAM Mini AX200の感度は、ISOモノクロ50,000です

フォトロンは、照明・レンズ・三脚を一式にしたスターターキットも用意しています。

価格

このページの製品は、どれも公式に値段を出していません。フォトロンの解説では、業務向けのハイスピードカメラは約30万円からで、高性能なモデルは100万円以上、上は数千万円まであります。使う回数が少ないなら、レンタルや受託撮影で足ります。

選び方のまとめ

• 先に、見たい動きの速さから何fpsで撮るかを決める
• そのfpsで、画面がどこまで撮れるかを仕様で確かめる
• 何秒（何枚）残したいかで、メモリと種類を決める
• 付ける場所が狭いなら、小型・軽量型にする
• 100万コマ/秒を超えるなら、超高速型にする