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超高速ビデオカメラ Kirana

超高速度ビデオカメラ Kirana

超高速度ビデオカメラKirana(キラナ)は、924x768ピクセルの高解像度画像にて、最高500万コマ/秒で180枚の連続撮影が可能なカメラです。高い時間分解能と空間分解能を有するため、各種画像解析に適しています。航空機・ロケットなどの機体周辺の高速な空気の流れ、衝撃波の伝播の状況、インクジェットの射出、着弾状況、各種材料の引張り・圧縮変形などの高精度な定量解析を必要とする用途に適しています。また、爆発・燃焼、放電・プラズマ、燃料噴霧などの様々な最先端の研究にも、ご活用いただけます。

Specialised Imaging Ltd. (英国)

  • 特徴
  • 仕様
  • 用途

924×768ピクセルの高解像度高精度な解析を

撮影速度に関わらず、924×768ピクセルの高解像度で撮影ができます。
PIVやBOSなどは、 密度変化による背景画像の移動量から、場の情報を再構築する画像解析の手法です。画素数が多いほど、より細かい画像相関処理を行え、精度高く解析を行えます。

BOS法による水中衝撃波の密度場解析

最高撮影速度500万コマ/秒で一瞬の現象を

水中衝撃波は約1500m/s で伝播するため、その挙動を捕捉するには高い時間解像度が要求されます。下記は、レーザー集光により発生した衝撃波が、リフレクターから反射し、一点に収 束する過程をシャドウグラフ法により可視化したものです。Kirana の高い解像度により、全体的な伝播状況を観察しつつ、衝撃波や膨張波の反射、干渉や、微小なバブルの発生などが捉えることに成功しています。

シャドウグラフ法による水中衝撃波の可視化
水中衝撃波
水中衝撃波
水中衝撃波
水中衝撃波

撮影速度:500万コマ/秒
ご提供:東北大学 山本先生

  イメージセンサー
構造 ハイブリッドμCMOSセンサー
有効画素数 924(H)×768(V)
ピクセルサイズ 30μm
濃度諧調 10ビット(モノクロ)
撮影枚数 180枚(1000コマ/秒時、最長2秒)
露光時間 最短100ナノ秒(10ナノ秒ステップで可変)
撮影速度 5,000,000コマ/秒、2,000,000コマ/秒、1,000,000コマ/秒、500,000コマ/秒、200,000コマ/秒、
100,000コマ/秒、50,000コマ/秒、20,000コマ/秒、10,000コマ/秒、5,000コマ/秒、2,000コマ/秒、1,000コマ/秒
冷却 ベルチェ2段式冷却(-20℃)
  光学系
レンズマウント ニコンFマウント
  機構
取付け部 3/8インチネジ(標準的な三脚架台用ネジ)
  操作
トリガー スタート、エンド、センター
画像保存形式 TIFF,JPEG,AVIもしくはRAW
  入出力
トリガー(2 系統) 電気信号(BNC)コネクタ
最大電圧50V
トリガーレベル0.25-25V
立ち上がり、立下り、メイク/ブレイク
50Ω/1KΩターミネーション
Aux出力 フレーム同期信号もしくはユーザ設定可能なパルス信号
50ΩTTL信号
同期信号入力 複数台のカメラを同期させる信号入力
インターフェース 1Gbpsイーサネット及び
ソフトウェア カメラ・コントロール、各種画像処理、画像計測(速度、角度)、Windows7、Vista、XP対応
電源 100-240V AC 200W,50-60Hz (別ユニット)
  寸法と使用環境
寸法・重量 228W×192H×416D(mm) 10.5kg
保管気温 -10℃~+50℃
動作気温 -5℃~+40℃
湿度 10~90% 但し結露無き事
衝撃 10~40Hz 最大10G

500万コマ/秒の撮影速度で924×768ピクセルの高解像度な撮影ができます。高解像度、高速度の両立により、精度の高い画像解析が可能となります。

事例紹介

インクジェット

インクジェット

水中衝撃波

水中衝撃波
水中衝撃波
水中衝撃波
水中衝撃波

撮影速度:500万コマ/秒
水中における、衝撃波・膨張波の伝播の様子をシャドウグラフ法により撮影しました。
複雑な波の反射・干渉、および微小なバブルの発生の様子が高解像度で捉えられています。
ご提供:東北大学 山本先生

燃料噴霧

燃料噴霧
燃料噴霧
燃料噴霧
燃料噴霧

撮影速度:100万コマ/秒
雰囲気圧力が異なった場合の噴霧先端の形状の差、および過給条件では噴霧の成長に遅れが生じることが確認できます。

インクジェット

インクジェット
インクジェット
インクジェット
インクジェット

撮影速度:500万コマ/秒
インクが吐出され、飛翔中に細い液柱が引き伸ばされていく様子が観察できます。

衝撃波のマッハツェンダー

衝撃波のマッハツェンダー
衝撃波のマッハツェンダー
衝撃波のマッハツェンダー
衝撃波のマッハツェンダー

撮影速度:50万コマ/秒
マッハツェンダー干渉計による、衝撃波の可視化例です。
コーナーを過ぎた衝撃波背後の膨張波やスリップ構造の微小な干渉縞を、高い解像度で再現しています。

ガラスクラックの進展

ガラスクラックの進展
ガラスクラックの進展
ガラスクラックの進展
ガラスクラックの進展

撮影速度:500万コマ/秒
弾丸がガラスに衝突し、ガラス発生するクラックの進展の様子と弾丸の変形の様子が観察できます。

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