フラッグシップハイスピードカメラ Phantom TMX 7510 / 6410 / 5010

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Phantom TMX 7510は1,280x800ピクセル、100万画素で76,000コマ/秒の超高速度撮影を実現しました。最高撮影速度も、驚異の175万コマ/秒が可能で、最高撮影時の解像度は、1,280x32ピクセルもしくは640x64ピクセルです。画像補間を行わず、グローバルシャッター・実解像度、実撮影速度での撮影なので動体解析、PIV、DIC等の画像解析にも最適です。撮影速度を抑えたTMX 6410、TMX 5010と併せて3モデルのラインナップがございます。

製造元：Vision Research Inc.（米国）

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特徴
画素数×撮影速度
仕様
動画
FAQs

業界初裏面照射型センサーを採用

Phantom TMX は、裏面照射型センサーを採用した業界初のハイスピードカメラです。裏面照射型センサーを実装することで、Phantomの特長である超画素質を維持しつつ、今までにない超高速撮影が可能なカスタムセンサーを開発することができました。

裏面照射型センサーを実装することで、ピクセルピッチ18.5μmながら、高感度ISO 125,000T（モノクロ）を実現しました。ピクセルピッチが小さいので、拡大撮影や特殊光学系での撮影に適しています。

裏面照射型センサーはBSI (Back Side Illumination)とも呼ばれ、フォトダイオードへの入射光を妨げる従来のセンサーの回路部分をセンサーの背面に配置するため、効率的に光を集めることが出来ます。このように、回路をセンサーの背面に移動することで、さらに多くの光が各ピクセルに到達できるようになり、小画素ピッチながら、高感度とQE (Quantum Efficiency・量子効率) を向上することに成功しました。

Phantom TMXは、柔軟な設定と多機能を有しており、研究者が追及する最高の映像を取得することが出来ます。

Phantom TMX 6410モデル

ビニングモード

4つのピクセルを1つのピクセルとして扱う「ハードウェアビニングモード」が選択可能です。
それにより、撮影速度を維持しつつ、高解像度の撮影も実現できます。
スタンダードモードでは、300,000コマ/秒＠1280x192ピクセル（横長い長方形）での撮影が可能ですが、ビニングモードに切り替えると同様の速度で640x384（縦方向に長い長方形）が実現可能です。
これによって、研究者が高速実験のサイズと形状に合った解像度を自由に選択できるようになりました。

大容量メモリ、10Gbイーサネット超高速データ転送

ハイスピードカメラでは、録画時間を伸ばすためにカメラ内部のデータ容量を増やす必要があります。

Phantom TMXには、最大512GBのオンボードメモリ、及びカスタムの不揮発性データストレージであるPhantom CineMag（オプション）が掲載可能で、標準で10Gbイーサネット超高速データ転送機能も標準装備されています。

大容量のメモリとストレージによって長時間の撮影が可能であり、長時間かつ大容量のデータは10Gbイーサネットで素早く取り出すことができます。

Phantom TMX6410のCineMagオプション付き

従来のPhantomハイスピードカメラシリーズと同様に、Phantom TMXは交換可能な各種レンズマウントに対応しています。 (標準：Fマウントオプション：EOS、C、M42、PL)

モデル	TMX 7510		TMX 6410		TMX 5010
解像度	スタンダードモード	ビニングモード	スタンダードモード	ビニングモード	スタンダードモード	ビニングモード
1,280x800	76,000 (2.2)	-	65,940 (2.5)	-	50,725 (3.3)	-
1,280x640	94,590 (2.2)	-	81,980 (2.5)	-	63,060 (3.3)	-
1,280x480	126,500 (2.2)	-	109,630 (2.5)	-	84,330 (3.3)	-
1,280x448	134,610 (2.2)	-	116,660 (2.5)	-	89,740 (3.3)	-
1,280x384	156,710 (2.2)	-	135,820 (2.5)	-	104,470 (3.3)	-
1,280x320	187,500 (2.2)	-	162,500 (2.5)	-	125,000 (3.3)	-
1,280x256	233,330 (2.2)	-	202,220 (2.5)	-	155,550 (3.3)	-
1,280x192	308,820 (2.2)	-	267,640 (2.5)	-	205,880 (3.3)	-
640x384	-	308,820 (2.2)	-	267,640 (2.5)	-	205,880 (3.3)
1,280x160	375,000 (2.2)	-	325,000 (2.5)	-	250,000 (3.3)	-
640x320	-	375,000 (2.2)	-	325,000 (2.5)	-	250,000 (3.3)
1,280x128	456,520 (2.2)	-	395,650 (2.6)	-	304,340 (3.4)	-
640x256	-	456,520 (2.2)	-	395,650 (2.6)	-	304,340 (3.4)
1,280x96	617,640 (2.2)	-	535,290 (2.6)	-	411,760 (3.3)	-
640x192	-	617,640 (2.2)	-	535,290 (2.6)	-	411,760 (3.3)
1,280x64	772,050 (2.7)	-	758,330 (2.7)	-	583,330 (3.5)	-
640x128	-	772,050 (2.7)	-	758,330 (2.7)	-	583,330 (3.5)
1,280x32	1,750,000 (2.3)	-	1,516,660 (2.7)	-	1,166,660 (3.5)	-
640x64	-	1,750,000 (2.3)	-	1,516,660 (2.7)	-	1,166,660 (3.5)

※（）内の数字は、メモリ256GBモデルの各撮影速度時の記録時間（秒）です。

メモリ128GBモデルの場合は、記録時間が半分になり、メモリ512GBモデルの場合は記録時間が倍になります。

上記解像度以外も、スタンダードモード：256×32ピクセル、ビニングモード：128×64ピクセル毎に最低撮影速度は100コマ/秒から、上記最大撮影速度まで、任意に撮影速度の設定が可能です。

センサー性能（EMVA1288規格）

欧州マシンビジョン協会EMVAによるイメージセンサーの性能データ(532nm時）

スタンダード/ビニング	スタンダード	ビニング
量子効率（QE）	モノクロ：85.4%,カラー71%	82.4%
ダークノイズ	23.7 e-	62.2 e-
S/N比	39.9 dB	45.4 dB
AST(単位：P）	モノクロ28.4,カラー37.1	76.2
飽和容量（単位：Ke-）	モノクロ：9703,カラー11733	34684
ダイナミックレンジ	52.0 dB	54.8 dB

※ビニングとは、4ピクセルを1ピクセルとして扱うことで撮影速度を向上させる機能です。

EMVAの各用語の解説

EMVAには、以下のようなパラメータがあります。

パラメータ	単位	説明
量子効率	%	特定の波長で電子に変換される光子の比率です。高いQEは高感度を意味します。特定の波長で正確なQE数値を知るにはセンサーのspectral response curve（波長感度特性）を参照することをお勧めします。EMVA　QE数値はフィルファクタ数値を含みます。
ダークノイズ	e-	又は読み出しノイズ。センサー（レンズキャップ装着時など）に入射光がないときに画像にみられるノイズです。低い数値は広いダイナミックレンジ、低照撮影および解析時の画質が向上することになります。
S/N比	dB	ノイズ値に対する信号値の比率。高い数値はシグナルの高品質を意味し、照度に起きる小さな変化を検知することができます。
AST	P	ノイズに埋もれずに信号データを認識できる画素に必要な最低光子数。数値が低ければ低いほど、入射光が少ない撮影でも、画像として認識できるデータを表示することができます。
サチュレーション容量	Ke-	Full Well Capacity (FWC)ともいいます。画素が溜めることのできる電荷量のことを言います。高い数値はセンサーの高いS/N比、つまり高いダイナミックレンジを意味します。Photon-shot noiseの為、S/N比はFWCの平方根と連動します。
ダイナミックレンジ	dB	読み出しノイズに対するサチュレーションレベル信号（又はFWC）の比率。暗所の細部などの画像のグレースケールを詳細に認識できます。高いダイナミックレンジの数値は、高画像撮影ができることを意味します。12ビットの画像は最大72 dBのダイナミックレンジを持っています。

モデル	TMX 7510	TMX 6410	TMX 5010
画素数（ピクセル）	1,280x800
撮影速度（コマ/秒）フルフレーム	76,000	65,940	50,725
撮影速度（コマ/秒）セグメントフレーム	1,750,000	1,516,660	1,166,660
画素ピッチ（µm）	18.5（スタンダードモード） 37（ビニングモード）
センサーサイズ（ｍｍ）	23.7 x 14.8：対角27.94
その他センサー特性	グローバルシャッター、EDR露光機能、自動露光調整機能
濃度階調	モノクロ 12ビット　カラー36ビット
最短露光時間（ns）	95
最短フレームストラドリング（ns）	229
モノクロ感度 ISO（T）	125,000（スタンダードモード） 160,000（ビニングモード）
カラー感度 ISO（T）	16,000（スタンダードモード） 12,500（ビニングモード）
露光指数	40,000～200,000（モノクロ） 12,500～62,500（カラー）
内蔵メモリ	128GB, 256GB, 512GB
レンズマウント	標準：Fマウントレンズ（絞り環なしレンズ対応）オプション：Cマウント、EOSマウント、PLマウント、M-42マウント（シャインフルーグマウント対応）
レンコントロール	EOSレンズにおいて、フォーカス及び絞りの遠隔操作可能（オプション）
メカニカルシャッタ	標準装備
オンカメラコントロール	標準装備
冷却機構	強制空冷方式（録画中の空冷ファンを止める「静音モード」あり）
インターフェース	1G/10Gb イーサネット
超高速データ転送CineMag	CineMagⅤに対応（オプション）
信号入出力	固定 I/O：トリガ入力、タイムコード入力 3つの選択可能な I/O：同期信号、ストロボ信号、レディー信号、タイムコード出力、イベント、プリトリガ
映像出力	3G-SDI（2ポート）
耐衝撃	30G、11m秒のこぎり波、3軸、1軸に付き2方向、1方向に付き10衝撃（計60パルス）
メモリセグメント	最大511分割可能
カメラ制御ソフトウエア「PCC」	日本語対応コントロールソフトウェア。マルチウィンドウ対応で、複数台カメラを使用した際も、画像の複数表示、同期再生が可能。画像の撮影、撮影条件の設定・保存・読込み、撮影画像の再生、動画の範囲指定、各種画像処理、特徴点の自動追尾機能・速度・加速度・角度・角速度の計測、各種ファイル変換（AVI、H264/MPEG、BMP、JPEG、TIFF等）、バーストモード、画像トリガ機能
寸法・重量	寸法：17.8 x 17.8 x 29.7 cm（ハンドル除く）　重量：9.1kg
動作環境	カメラ動作環境：-10 ～ 50°C　　保管環境： -20 ～ 70°C
電源	100‐240 VAC、20‐28VDC 400W
準備付属品	カメラ本体、電源アダプタ、イーサーネットケーブル、日本語マニュアル、カメラ制御ソフトウエア「PCC」、キャリングケース

ゼラチンへの銃弾の打ち込み

ビールジョッキの破壊、クラック

スプレーノズル・噴霧

プラズマ

超音波

Phantom TMXで採用されている裏面照射型センサーは、他のセンサーとどう違うのですか？

裏面照射型センサー（BSI技術）を採用したPhantom TMXは世界初のハイスピードカメラです。他の高速度カメラでは、前面照明（FSI）センサー技術を使用しています。BSI技術を採用したセンサーでは、センサーアーキテクチャー内でフォトダイオードが光源に近く、センサーの金属回路がフォトダイオードの背後にあります。

この設計には２つの主な利点があります。１つ目は、フォトダイオードが光源に近く、金属回路によって妨げられないため、光感度と量子効率が向上することです。２つ目は、フォトダイオードの背後にある金属を設計することで効率を高めることができるため、フレームレートが増加してもスルーアウトプットが維持されます。

簡単に説明すると、フレームレートが上がるとBSI技術を用いているPhantom TMXは、FSI技術を搭載した従来のハイスピードカメラと比べると、超解像度かつ超高感度での撮影が実現できる特徴を持っています。

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