ハイスピードカメラの使い方・活用テクニック

高速で動作する物体

現象の速度÷1フレームの移動量＝最適なフレームレートとなります。
例えば、10,000mm/secで動く物体を100mm視野で撮影する、そのとき100枚映っていてほしい場合は、1フレームあたりの移動量は1mmとなります。

上記計算式にあてはめると、10,000（mm/sec）÷1（mm/f）＝10,000fps　となります。

高速で回転する物体

回転体の現象を撮影する場合には、何度刻みで見たいか、から逆算できます。

600rpmで動く物体を1度ごとに見たい場合： 600rpm = 10rps（1秒間に10回転）

1回転あたり360等分で見たいので3,600fpsが必要です。

一定周期で動作する物体

振動物や周期性のある現象を撮影したい場合には、1周期を何等分でみたいか、から逆算できます。

1,000Hzのものを1周期あたり10等分で見たい場合、1,000Hz × 10で10,000fps必要です。

露光時間は1フレーム中に受光する時間のことで、映像の「ブレ」と「明るさ」を決めるパラメータです。

露光中の移動量が大きいと、画像がブレます。ブレない露光時間として、移動量が1ピクセル以下が理想です。

現象の速度÷被写体の移動量（1ピクセル）から、最適な露光時間が割り出せます。

例えば、100mm視野で1,000x1,000の解像度で撮影すると1ピクセルは0.1mmとなります。この視野で10,000mm/secで動く物体をブレずに撮影するには、

10,000（mm/sec）÷0.1（mm）＝100,000となりますので、1／100,000＝10μsがブレない露光時間となります。

ただ実際は数ピクセルの移動でもブレずに見えることもありますので、実際の画像を見ながら最適な露光時間を決めていきます。

必要以上に露光時間を短くすると、画像が暗くなるので、最適な値を導く必要があります。

ハイスピードカメラを用いた様々な撮影手法を解説しています。
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ハイスピードカメラPhantonは世界中の論文で使用されています。

どのような論文で使用されているかは、下記ページにまとめています。