HIGH SPEED SHUTTER CAMERAハイスピードシャッターカメラ
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pco.dicam C1
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高解像度一体型モノクロ
pco.dicam C1は、MCPを内蔵した径25mm近接型イメージインテンシファイア（I.I.）を採用し、短時間露光、高感度、解像度2,048×2,048ピクセルの16bit sCMOSシャッターカメラです。このカメラは露光時間を4ナノ秒から最長1秒まで任意に与えることができ、ダブルシャッター機能により、フレーム間インターバルを最短500ナノ秒で2フレームの撮影が可能です。フォトン検出ができる感度も備えているため、紫外発光（ストリーマ放電、プラズマ等）、蛍光発光計測（燃焼LIF計測、PSP、TSP計測、蛍光寿命計測等）、高速現象の撮影において、短時間露光で、超高解像度、高ダイナミックレンジの計測が可能になりました。カメラには外部トリガ入力回路、内部遅延回路を備えており、カメラの制御はすべて専用ソフトウェアから行なうことができるため、現象との同期含め容易に撮影が行えます。
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最短4nsの超高速シャッター
pco.dicam C1はI.I内蔵のシャッターカメラで、最短4ナノ秒の短時間シャッターを切ることが可能です。放電、プラズマ、噴霧粒子、高速飛翔体、燃焼、爆発現象といったあらゆる高速現象を鮮明に捉えることができます。
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高解像度、高ダイナミックレンジsCMOSセンサー採用
撮像素子として、記録画素数2,048×2,048pixel、濃度階調16bitのsCMOSセンサーを採用し、最大104fpsの撮影が可能です。イメージインテンシファイアとはリレーレンズカプリングを行っており、非常に高い空間分解能、濃度分解能で計測が行えます。
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最短500nsインターバルでのダブルイメージ機能搭載
ダブルイメージ機能を備え、最短500ns〜10msの範囲で任意のインターバルで連続した2枚の画像が撮影可能です。連続発振レーザーを光源としたPIV計測、BOS計測、粒子速度計測、LIF、PSP計測など幅広い用途で、極短時間インターバルで2フレーム間の相関解析を行うことが可能です。
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光電面タイプにより幅広い波長感度の撮影が可能
UV（紫外）からNIR（近赤外）までの波長領域での撮影が可能です。計測対象の波長帯に最適な光電面の選択を行うことで、撮影対象に対してより効果的な計測を行うことができます。
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pco.dicam C1は大きく5つのパーツで構成されています。主な仕様は以下のとおりです。
1）イメージインテンシファイア
2）オプティカルカップリングレンズシステム
3）sCOMSイメージセンサー
4）カメラシステム
5）カメラインターフェース
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sCMOSイメージセンサー
| センサータイプ |
sCMOS センサー |
| 記録画素数 |
（H）2,048×（V）2,048 pixel |
| 画素サイズ |
6.5×6.5µm |
| センサーサイズ |
13.3mm×13.3mm / 18.8mm |
| シャッターモード |
シングル、ダブル |
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カメラシステム
| ダイナミックレンジ |
16bit |
| 撮影速度 |
104fps @2,048×2,048pixel
830fps @2,048×256pixel |
| 露光時間 |
最短：4ns 最長：1s |
| 露光開始遅延時間 |
0～1s（0～250ns間1nsステップ / 250ns～1s間10nsステップで設定可能） |
| ビニング画素数（水平） |
1 / 2 / 4 |
| ビニング画素数（垂直） |
1 / 2 / 4 |
| レンズマウント |
Fマウント / Cマウント |
| 入力信号 |
TTL、BNCコネクター |
| 出力信号 |
TTL、BNCコネクター |
| インターフェース |
Camera Link HS |
| ダブルイメージモード |
露光時間20ns～1s（10nsステップ）
インターフレーム時間 500ns～10ms |
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イメージインテンシファイア
| 光電面 |
S20 / GaAs / GaAsp から選択 |
| 蛍光面 |
P43 / P46 から選択
830fps @2,048×256pixel |
| サイズ |
25mm（18mmオプションあり） |
| システム分解能 |
50lp/mm @5%MTF typical |
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光電面波長感度特性
蛍光面残光特性
| phosphor |
phosphor decay (typ.) to.. |
peak emission |
typical efficiency |
| ..10% |
..1% |
| P43 |
1ms |
4ms |
545nm |
100% |
| P46 |
0.2-0.4μs |
0.2μs |
530nm |
30% |
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オプティカルカップリングレンズシステム
| リレー結像倍率 |
1：0.53倍 |
| レンズ分解能 |
60lp/mm以上 |
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I.I.とイメージセンサーはオプティカルレンズカップリングを採用し、φ25mmイメージインテンシファイアの分解能をフルに生かせるよう2,048×2,048ピクセルに内接する形で結像されます。
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カメラインターフェース
カメラインターフェースは、Camera Link HSを採用しています。
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| 一般仕様 |
| 制御ソフト |
CamWare |
| 外形寸法 |
約（W）374.40×（H）222.50×（D）108 mm |
| 質量 |
約7kg |
| 動作温度 |
10℃～40℃ |
| 電源 |
18～280V DC |
| 消費電力 |
35～40W |
| 光学系 |
Fマウント、Cマウント |
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燃焼
燃焼火炎壁面衝突時の消炎挙動計測：実験チャンバー内でメタンを燃焼させ、320nmのバンドパスフィルターを使用し、火炎の紫外域自発光挙動を撮影。
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福島再生可能エネルギー研究所 再生可能エネルギー研究センター 水素キャリアチーム
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撮影結果：火炎はチャンバー上方から下方に進行。撮影タイミングを変更して火炎面挙動を撮影。
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PSP（感圧塗料を用いた物体表面圧力計測）
衝撃波管を用いた衝撃波挙動のPSP撮影。
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東海大学工学部航空宇宙学科 沼田大樹 講師
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紫外照明を使用した衝撃波のPSP撮影（異なる撮影タイミング）。
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