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高速撮像用のカメラについて

 

ハイスピード撮像について

通常の産業用カメラでは、捉えきれない速度での変化、
細やかなフレームで対象を捉える、ハイスピードカメラ。
理化学用途から、現象解明まで幅広い用途で導入されています。

ハイスピード撮像の種類

◇ 細分化する撮像ニーズに応えるラインアップ

 - 産業用カメラで非圧縮保存

超高速 1000fps撮像

 

【CoaXPressカメラの非圧縮動画】
従来の産業用カメラでは、捉え切れない高速現象。
CoaXPress規格などの高速規格カメラを採用することで、
瞬時に変化する現象を可視化します。

 

キーポイント
– 常にデータが送られるストリーミング仕様
– カメラ内蔵のメモリからデータを取り出す、待ち時間が無い

 

(ROI: 688 x 646 / 2000fps / 10bit)

 


  - 産業用CXPカメラでポータブルに保存

4K/600fpsの高分解能撮像

 


 

【外部録画機を用いた非圧縮動画】
CoaXPress規格などの高速通信カメラは、
高解像に高速撮像を行う用途に適性が有ります。
その反面、高スペックなPCを要する傾向が有るため、
録画が必要な場合、録画装置などの導入が有効です。

 

キーポイント
– 高解像映像を、高FPSで撮像可能
– 外部記録装置を通じて、簡単に録画可能
– 録画カメラでは制限される、高速録画の長時間化に有効

 

DVR Express Core 2 + Flare 12M Camera @ 600fps

 


  - カメラ内部のメモリに非圧縮保存

録画用カメラで安定録画

 


 

【カメラメモリに非圧縮記録】
一般的な高速撮像用カメラとして知られる仕様。
配置スペースを抑えた、ポータブルな撮像が構築できます。

 

キーポイント
– 簡単に高速録画が実現できる仕様
– GigEなどのデータ転送速度で、記録データを取り出し

 

レーザー溶接 – 496 x 300 @3541 fps

 


 

 

ハイスピードカメラの違い

リアルタイムでの画像処理から、ハイスピード録画まで、
用途に合わせたカメラ構成をご提案可能でございます。

 

高速カメラの選定ポイント

  • 【超高速】 - 1,000 fps以上の超高速撮像が可能であること
  • 【高解像・高速】 - HD以上で 120 fps以上の撮像に対応していること
  • 【録画カメラ】 - 高速録画をカメラ搭載のメモリで実現
  • 主な対象製品

    【超高速】CoaXPress規格カメラ

    ◇ 産業用カメラの中でも、1,000 fps以上の超高速撮像が可能
    ◇ 撮像範囲を狭めた際のFPS上昇率に特化した仕様 (ROI)

    モデル名 選定ポイント 特長
    Eosens 2.0CXP2 フルHD (1920 x 1080 pix)の解像度で、2220 fpsを撮像 最大170,500 fps @1920 x 8 pix
    Eosens 1.1CXP2 100万画素 (1280 x 864 pix)の解像度で、3660 fpsを撮像 最大224,600 fps @1280 x 8 pix
    Eosens 4CXP 400万画素 (2336 x 1728 pix)の解像度で、563 fpsを撮像 最大225,000 fps @2336 x 2 pix
    Eosens 3CXP 300万画素 (1696 x 1710 pix)の解像度で、566 fpsを撮像 最大225,000 fps @992 x 2 pix
    超高速 CoaXPressカメラについて

    ◇ ストリーミング形式で1000fps以上の撮像速度を実現

      - 産業用CXPカメラを用いるメリット

    TIP1. 画像処理を伴う用途について

     

    【CoaXPressカメラのメリット】
    CoaXPress規格などの高速通信規格を採用することで、
    撮像データが常に供給される形態に貢献いたします。

     

    キーポイント
    – ストリーミング形式のため、常にホストPCにデータが送られる仕様
    – カメラ内蔵のメモリからデータを取り出す、待ち時間が無い
    – リアルタイムでの画像処理にも適した仕様

     

      - 録画データをPC処理で作成する場合

    TIP2. 録画を伴う用途について

     

    【録画用途での考え方】
    CoaXPress規格などの通信規格から出力されるデータを取り込み、
    録画データに変化することで、出力速度の速い録画形態に貢献いたします。

     

    キーポイント
    – CoaXPress通信規格は、高速データ通信用の次世代規格となります。
    – 大量のデータがPCに転送される仕様のため、部材の選定が重要になります。
    – プログラミングを簡易化する為の、Norpix社 StreamPix8のご用意がございます。

      - 録画用の外部アクセサリを導入するメリット

    TIP3. 録画用途を安定化させる機材について

     

    【外部アクセサリでの録画】
    CoaXPress規格などの高速通信規格から出力されるデータ量は、GigEと比べて格段に上がっています。
    録画データを作成する難易度も上がっているため、専用の機材を用いた安定的な録画手法もお勧めです。

     

    キーポイント
    – CXP-6までを対象とした、録画用の部材となります。
    – 録画に関する負荷を全て機材に移行できる為、安定的に長時間録画が可能となります。
    – 専用機材として、IOI社 ビデオレコーダーのご用意がございます。

     

     

      ※ 構成のメリットなどについては、上記のタブをご確認ください。


    【高解像・高速】高速GigE規格カメラ

    ◇ 産業用カメラの中でも、1,000 fps以上の超高速撮像が可能
    ◇ 撮像範囲を狭めた際のFPS上昇率に特化した仕様 (ROI)

    モデル名 選定ポイント 特長
    HB-12000-SB 4K (4128 x 3008 pix)で、最大192 fps 4K解像度でも、スロー再生に対応。
    HB-7000-S FHD (3208 x 2200 pix)で、最大207 fps フルHD解像度で、スロー再生に対応。
    HB-500-S VGA (812 x 620 pix)で、最大1594 fps 低解像度での高速撮像性に特化。
    HR-12000-S 4K (4096 x 3000 pix)で、最大80 fps 4K解像度の高速撮像に対応
    HR-2800-S FHD(1936 x 1464 pix)で、最大409.2 fps FHD解像度の高速撮像に対応
    高解像・高速GigEカメラについて

    ◇ 放送用途にも適性のある、高解像度・高速撮像の仕様

      - 高速GigEカメラを用いるメリット

    TIP1. 高速撮像とケーブル長について

     

    【高速通信規格の課題】
    高速通信規格では、高速撮像の代償として、ケーブル長に制限が発生しやすい仕様となります。
    これは、高速通信の代償として、通信上のノイズも増幅されてしまう為です。

     

    【光ファイバでの課題解決】
    高速GigEカメラの中でも、光ファイバが採用されているモデルでは、データ転送時の
    通信ノイズが最大限に抑えられます。高速通信の課題であるケーブル長の制限が
    取り払えるため、幅広い用途に適合した自由度の高いシステム構築に有効です。

     

    キーポイント
    – ストリーミング形式のため、常にホストPCにデータが送られる仕様
    – カメラ内蔵のメモリからデータを取り出す、待ち時間が無い
    – リアルタイムでの画像処理に適した仕様

      - CXP規格のカメラとの違いについて

    TIP2. 高速GigE規格について

     

    【将来性に優れた、次世代GigE規格】
    高速GigE規格は、従来のGigE規格の後継規格に該当し、
    産業用途に限らず幅広く利用されている魅力がありますす。

     

    キーポイント
    – サーバー業界との共通規格を使用 (発展性 〇)
    – 高速GigE規格は、産業用途で汎用的に用いられているGigE規格の後継規格に該当します
    – サーバー業界のニーズにより独自の高帯域化を遂げた、通信速度が備わっています (~100GigE)

      - 録画データをPC処理で作成する場合

    TIP3. 録画を伴う用途について

     

    【録画用途での考え方】
    産業用カメラには、通常動画での録画機能などが備わっておりません。
    25GigE規格を録画用途で用いる場合、ホストPC側でストリーミング形式のデータを取り込み、
    録画データに変化することで、録画データの出力が可能となります。
    録画データの出力までにかかる時間を低減することや、GigEならではの同期機能が魅力です。

     

    キーポイント
    – 25GigE通信規格は、高速データ通信用の次世代規格となります。
    – 大量のデータがPCに転送される仕様のため、部材の選定が重要になります。
    – プログラミングを簡易化する為の、Norpix社 StreamPix8のご用意がございます。

      ※ 構成のメリットなどについては、上記のタブをご確認ください。


    【録画カメラ】メモリ搭載型カメラ

    ◇ 産業用カメラの中でも、1,000 fps以上の超高速撮像が可能
    ◇ 撮像範囲を狭めた際のFPS上昇率に特化した仕様 (ROI)

    モデル名 選定ポイント 標準録画時間 特長
    Eosens Quad1.1S 110万画素 (1280 x 864 pix) / 2500 fps 3.22秒録画 高感度・録画時間の延長に適性
    EoSens mini2 290万画素 (1696 x 1710 pix) / 525 fps 1.42秒録画 コンパクト筐体 (63 x 63 x 65mm)
    BLITZ Cube4 130万画素 (1280 x 1024 pix) / 1000 fps 3.24秒録画 バッテリー駆動に対応
    ハイスピード録画カメラについて

    ◇ 短時間の超高速録画に最適

      - 録画カメラを用いるメリット

    TIP1. 録画カメラの特徴について

     

    【録画用途での考え方】
    ハイスピード録画カメラは、ユーザーフレンドリー性が特徴の録画カメラ群です。
    専用メモリが搭載されており、カメラ内で録画データへの変換までが完了する仕様です。
    一度の録画時間に上限がある反面、1000FPS前後の現象を短時間で捉える用途には適性が有ります。

     

    キーポイント
    – カメラメモリで録画データを作成し、録画が完了した段階でホストPCにデータが送られる仕様
    – リアルタイムでデータが送られず、ケーブル長の柔軟性が比較的存在する仕様
    – ハイスピード録画を簡易的に始められる仕様

     

      - 録画カメラのポイント

    TIP2. 録画カメラの注意点

     

    【メモリ搭載型カメラのポイント】
    ハイスピード録画カメラは、ユーザーフレンドリー性が高い反面、
    産業用カメラでの録画環境と比べて、制限が発生するケースが存在します。
    モデルを選ぶ際には、『録画データの取込み速度』、『録画時間の上限』などの違いにご注目ください。

     

    1. 録画データの取込み速度
    – 高速録画カメラは、CXP-6カメラと同程度の撮像速度で録画が実行できます
    – リアルタイムでデータが送られず、ケーブル長の柔軟性が比較的存在する仕様
    – 再度録画を開始するまでのシークエンスに制限がある場合はご注意ください
    ※CXP-6 x 4ch 通信とGigE通信には、約27倍程度の通信速度の違い(帯域幅の差)が存在します。

     

    2. 録画時間の上限について
    – 高速録画カメラには、例えばSDカードの用なメモリが搭載されております
    – 高速録画カメラの最大録画時間は、メーカーオプションとして用意されているメモリ容量に依存します
    – PCに録画する場合、PC環境として採用したメモリ容量に依存し録画時間が変化します

     

    録画カメラが適している用途について
    – PCを含めた設置スペースや、PCの処理能力に制限がある場合
    – 高速録画が数秒程度で問題の無い、理化学実験用途などのケース
    – 簡易的な録画を想定しており、各録画の実施に時間の感覚が有る用途

     

      ※ 構成のメリットなどについては、上記のタブをご確認ください。

  • 通信規格の該当製品
    モデル名 メーカー 区分け 選定ポイント
    CXP-12カメラ Mikrotron社 【超高速】 CoaXPress通信規格の後継規格を採用。
    CXP-6を超える、更なる高速撮像に適性があります。
    25GigEカメラ EVT社 【高解像・高速】 高速GigE規格を採用。設置環境面での制限が少ない仕様です。
    GigE由来の同期性能など、放送用途にも高い適性がある。
    CXP-6カメラ Mikrotron社 【超高速】 CoaXPress通信規格を採用しており、
    ストリーミング形式ながら高速撮像に適性があります。