更新日時:2008年 5月 26日 月曜日 - 4:43 PM
アンフィ 有限会社 へようこそ  (2001.12.01開設) (2008.05.26追記)              

 
 
写真提供: ロチェスター工科大学 Andrew Davidhazy教授 撮影の瞬間撮影(水のクラウン現象)
(Water splash by courtesy of Prof. Andrew Davidhazy, Rochester Institute of Technology)
  
  アンフィは、平成13年12月(2001.12)に設立されました。
高速度カメラを中心とする映像計測のシステムプランナーとしてみなさまと供に歩む技術志向の会社です。
世話人 安藤幸司 は映像計測分野で26年の経験を経て、今なおチャレンジ精神旺盛です。
CCD/CMOSカメラ(ハイスピードカメラ、計測カメラ)、顕微鏡撮影、レーザ光学系、
電子計測機器、画像処理ソフトに取り組まれている方のご訪問を歓迎します。
お問い合わせは下記まで。  世話人 安藤幸司のメールアドレス:
        andokosh@blue.ocn.ne.jp
 安藤幸司の AnfoWorld もご訪問下さい。 
 
 

 
 
 
■ 会社概要
 
● 会社名 : アンフィ 有限会社   (Anfi Inc.)
● 所在地 : (〒 114-0002)東京都北区王子1丁目22番15-609号
● 設立 : 平成13年(2001年) 12月17日
● 目的:
   ・ 画像計測システムの設計・製作、及びその販売
   ・ 電気計測システムの設計・製作、及びその販売
   ・ 光学計測システムの設計・製作、及びその販売
● 代表者: 安藤 幸司 (あんどう こうし)
● 資本金: 300万円
● 取引銀行: 三井住友銀行 王子支店
● 決算期: 6月
 
 
■ 主な活動
 
● 執筆活動 : 『光と光の記録』 - 掲載誌 産業開発機構(株) 月刊誌「映像情報
         単行本出版 2003年12月初版 『光と光の記録 - 光編』
         単行本出版 2007年6月初版 『光と光の記録 - 光編(その2)』
 
● ホームページ運営 : AnfoWorld
           ◆ 光(ルクスなどの単位、偏光、干渉、回折) - についての考察
           ◆ 光源(白熱電球、HID、キセノンランプ、水銀灯、蛍光灯、レーザ) - についての考察
           ◆ レンズ - についての考察
           ◆ 記録媒体(CCD、CMOS、銀塩フィルム) - についての考察
           ◆ 高速度カメラの歴史 - についての考察
           ◆ 画像を計測手段とする際のシステムの考え方、及びその実際
           ◆ 画像計測 Q & A
 
● 講習会 : 映像計測の実際
 
 
● 技術ノート : 画像計測に関係する技術参考資料(PDF形式にて配信) (2007.06.23開設)(2007.06.24追記)
Anfi-TechNo.001  高速度カメラを使ったPIV撮影手順
Anfi-TechNo.002  発光ダイオードによるカメラのタイミングチェック
 
 
● 取り扱い製品 (2007.04.10追加)
 
 
レンズ関連製品
電子機器関連製品
光学関連製品
精密機器関連製品
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
1) マウント回転式 FCマウントアダプタ (モデルFC-RS) (2005.05.15)(2007.11.21追記) - レンズ関連製品
 本製品は完売しました。
本製品に代わり、新しくモデルFC-RSbを開発、販売を開始しました。
 
 高速度カメラをはじめとした計測用カメラには多くの場合、カメラレンズにCマウントが採用されています。
 Cマウントレンズは、しかしながら、計測用レンズとして使う場合時として十分にカメラの性能を引き出してくれないものがあります。CCDカメラの普及に伴って高品質で高価なレンズが生き残れなくなって来たからです。メーカーは、高価なCマウントレンズを作るよりも安価なレンズを作ることに方向を転じているようです。それだけ画質にこだわらないマーケットがあるからだという事にもつながります。
 画質の良い撮影をするために、我々画像計測従事者は、35mm一眼レフカメラ用のニコン製ニッコールレンズを使ってきました。このレンズを使うためには、Cマウントに変換するマウントアダプタが必要です。従来は、ニコンがF-Cマウントアダプタを供給してくれましたが、2005年になって製造を中止するという情報が流れました。我々にとってはこの情報はショッキングでした。キレがよくて安価なニッコールレンズがCマウントカメラに使えなくなってしまうのです。アンフィはこの対策として、右に示すようなF-Cマウントアダプタを設計製造しました。
 F-Cマウントアダプタは、他に市販のものがあります。これらのものは安価に製造する設計思想からか、FマウントプレートやCマウント部がアルミでできていて華奢で、使っているうちにすぐガタがきてしまいます。Anfiでは、こうした体験をもとに堅牢で使い勝手の良いFCマウントアダプタを開発し販売することにしました。
 このレンズマウントによって望遠レンズなどの重いレンズの装着やイメージインテンシファイアとのカプリング、特殊光学系の装着などを強固なものにすることができるようになります。
 このF-Cマウントアダプタのもう一つの大きな特徴は、レンズを装着した後にレンズ鏡筒を回して、レンズの絞り・フォーカスメモリを好きな位置に回転して固定できることです。従来のF-Cマウントアダプタは、Cマウントネジの山数によってレンズを装着したときメモリの位置がどこにくるのか不確かでした。これは使われたことがある人なら経験をされていることだと思います。新しく設計したF-Cマウントアダプタは、この不具合を解消しました。
 
 価格、¥68,000.-
  詳細(PDFファイル)は右の写真かこちらをクリックして下さい。
 
 
 
 
  
10) マウント回転式 FCマウントアダプタ (モデルFC-RSb) (2007.11.21) - レンズ関連製品
 上の初号機(モデルFC-RS)の完売に伴い、Fマウント部を若干変更したFCマウントアダプタを製作しました。
初号機の使い勝手をそのまま保持して、一回り小さめにして軽量化しました。
 市販のFCマウントアダプタは、安価ではあるものの華奢で、使っているうちにすぐガタがきてしまいます。Anfiでは、こうした体験をもとに堅牢で使い勝手の良いFCマウントアダプタを開発しました。
 このレンズマウントによって望遠レンズなどの重いレンズの装着やイメージインテンシファイアとのカプリング、特殊光学系の装着などを強固なものにすることができるようになります。
 AnfiのF-Cマウントアダプタのもう一つの大きな特徴は、レンズを装着した後にレンズ鏡筒を回して、レンズの絞り・フォーカスメモリを好きな位置に回転して固定できることです。従来のF-Cマウントアダプタは、Cマウントネジの山数によってレンズを装着したときメモリの位置がどこにくるのか不確かでした。これは使われたことがある人なら経験をされていることだと思います。新しく設計したF-Cマウントアダプタは、この不具合を解消しました。
 
 価格、¥68,000.-
  詳細(PDFファイル)は右の写真かこちらをクリックして下さい。
 
 
 
 
11) レーザガイド FCマウントアダプタ (モデルFC-LG1) (2008.03.18) - レンズ関連製品
 回転型FCマウントアダプタにレーザポインタ(半導体レーザ、波長650nm、出力1mW)を取り付けて、フォーカス位置を簡単に割り出せるようにした装置です。
 高速度撮影で拡大レンズによるフォーカス合わせを行う場合、狭い視野を見ているためどの位置を見ているわからなくなることがあります。また、どの位置にフォーカスが合っているのか判断に迷うことがあります。
 本装置は、光軸上にレーザポインタを配置し、フォーカス位置にレーザポインタのビームが集光するようになっているので、簡単にフォーカスポイントの割り出しを行うことができます。
 このFCマウントアダプタを使うことにより、カメラがどの撮影部位を視野に入れているか、どの位置にフォーカスが合っているのかを迅速に確認することができます。望遠レンズを使った拡大撮影光学系での撮影調整に威力を発揮します。
 レーザガイドFCマウントアダプタは、以下の3点から構成されています。
 
  1. FCマウントアダプタ
  2. レーザポインタ光学鏡筒
  3. レーザポインタ
 
 本装置の特徴・仕様を以下に示します。
 
■ FCマウントアダプタ部
  ・Cマウント部: ステンレス製(堅牢)
  ・鏡筒: 回転式(360°)(任意の位置でレンズをセット可能)
  ・光学長: 35.3mm
        (標準長より6.326mm長い)
        →無限遠でのフォーカスは合わない。
本FCマウントアダプタは、遠くの物体を撮影することはできません。レーザポインタの光学系が入る関係上、マウント鏡筒が長くなり、ニッコールレンズを無限遠(∞)にセットしたとき遠くの物体を撮像素子に結像できないのです。6.3mmの接写リングが既に装備されたマウントアダプタであると理解下さい。

 本FCマウントアダプタとニッコールレンズを使った時の最大撮影距離は左に示す通りです。これをおよその目安としてご検討下さい。

  ・寸法: 全高143mm〜206mm x 鏡筒長35.3mm
      (全高は、レーザポインタ挿入と鏡筒抜き挿しによる)
■ レーザポインタ光学鏡筒部
  ・レーザポインタの集光光学系及び反射ミラー
  ・レーザポインタの電源ON/OFF
  ・レーザ発振の表示灯窓
■ レーザポインタ部
  ・発光素子: 可視光半導体レーザー
  ・レーザ出力: 1mW未満
  ・波長: 650nm〜655nm
  ・ビーム径: 5m先で約φ8mm〜10mm
  ・到達距離: 100m〜150m
  ・電源: 単5アルカリ乾電池x2本
  ・電池寿命: 連続使用で約25時間
  ・使用温度: 25℃±5℃
  ・本体材質: アルミニウム
  ・本体サイズ: 110mmx13mmφ
  ・本体重量: 44g(電池含)
     
 
 価格、¥166,000.-
  詳細(PDFファイル)は上の写真かこちらをクリックして下さい。
 
 
 
 

 
 
 
2) タイミングLED (モデルTL-R09) (2005.08.12) - 電子機器関連製品
 計測作業をしていますと、電気信号のチェックをしなければならないことが多く、オシロスコープを出すには面倒で、デジタルマルチメータ(テスター)では信号が確認できないことが多々あります。
 本製品は、デジタル信号が発生している出力部に直接接続することにより、LEDの発光で出力信号の確認を目で行うことができます。本製品には保護抵抗が入っていますから乾電池に直接つないでも、12Vのバッテリに接続してもLEDに電流が流れ過ぎて焼損することはありません。TTL信号、CMOS信号のような出力電流が低いものでも発光を目で確認することができ、1us程度のパルス発光でも十分に視認することができます。ただし10Hz以上の周波数の高い信号をLEDに通しますと連続光源として視認されてしまいます。
 また、1us程度のTTL信号にこのタイミングLEDを接続して、高速度カメラで撮影しても発光をとらえることができます。高輝度LEDを採用しているので少ない電流でも高輝度発光ができるのです。このことは、カメラで撮影するエリアのすみにこのLEDを配置して、外部からの信号で発光させればタイミングマーカとしての働きをすることができます。
 この他、周期的に発生する現象に発信器からの信号でLED発光を照射させて現象を静止させて見ることができます。照射エリアは多く取れませんが簡単なストロボスコープとして使用できます。
 簡単なものですが、効果的なツールです。
 
  【仕様】
   ・発光ダイオード: 赤色 3000 mCdタイプ
   ・体裁: BNCケーブル 0.9m長
   ・保護抵抗:330Ω
   ・許容電圧:2V〜12V
   ・視認発光時間: 約1us〜
   ・応用例: タイミング信号のチェック(トリガ信号、カメラ同期信号)。
         カメラタイミング撮影用マーカ。
         発信器と組み合わせて微小部位へのタイミング発光装置(インクジェット液滴の観察)。
 
    価格: ¥8,500.-
    タイミングLEDの使い方(PDFファイル)
 
  
 
 
3) 望遠拡大ズーム装置(2005.08.15)(2007.04.10追記) - 光学関連製品
 市販のレンズを用いて、明るい拡大光学系を作ってみました。下図のレイアウトは、Nikkorズームレンズ(80-200mmF2.8)をマスターレンズにして、その前方に、f20mm、f100mm、f200mmのアクロマートレンズを装着して拡大撮影光学系としたものです。
 右のサンプル写真が、1504x1128画素を持つ高速度カメラで透明物差しの目盛りを撮影したものです。撮影された一目盛りが1mmで、カメラのイメージサイズが1504画素あり、1画素当たり12umですから、撮像素子18.054mmに右の大きさのスケール(物差し)画像が撮影されたことになります。これは撮影倍率が10倍に相当します。
 この光学系の大きな特徴は、以下の通りです。
 
  1. 顕微鏡光学系に比べ明るい。
  2. 撮影倍率が可変で高倍率撮影が可能(x1/3〜x10)。
  3. 作動距離が長い(f20mmの拡大レンズ着用時46.5mm、
     f100mm着用時100mm)。
 
 高速度撮影では、フォーカス調整が難しく、被写体に近づけた拡大撮影ができないので、ズームレンズを用いた拡大装置は非常に使い勝手がよく重宝されます。また、高倍率撮影では高輝度照明が必要なため、明るい光学系は大切な要素です。
 
 【仕様】
 ・マスターレンズ: Nikkor f80-200mmF2.8ズームレンズ
          (オプションにてリアコンバータ装着可能)
 ・拡大レンズ(高倍率時): Nikkor f20mmF2.8
 ・拡大レンズ(低倍率時): アクロマートレンズf100mmF2(オプション)
                        f200mmF4(オプション)
                        f300mmF6(オプション)
 ・撮影倍率: x4〜x10(標準)
       (リアコンバータ装着の場合はX8〜X20、この場合は口径比がF4となる)
 ・作動距離: レンズ先端から46.5mm
 ・レンズマウント: Fマウント(FCマウントアダプタによりCマウント装着可能)
 ・レンズサポート: X軸微動ステージ付き。カメラ三脚ネジ(1/4UNC、3/8UNC、ヘリサートネジ)付き。
 
 
 
  概略価格: 約¥420,000.-(ズームレンズ、拡大レンズ、FCマウント、微動ステージ含む)
        約¥580,000.-(ズームレンズ、拡大レンズ、FCマウント、以下に示す光学レール、カメラプレート含む)
 
  
 光学レールとカメラプレートに取り付けた光学系。
フォーカス合わせが容易。大型計測カメラへの取り付けが容易。
 
 
 
 
  
 

 
 
 
4) 顕微鏡撮影装置(2005.08.15) - 光学関連製品
 顕微鏡を対物レンズに使った拡大装置です。x20以上の撮影に威力を発揮します。対物レンズはNikonのCF Planレンズシリーズが使えるので目的に応じてレンズが選べます。顕微鏡レンズの中でも作動距離が長いレンズを推奨しています。作動距離は、x5で22.5mm、x20で20.5mmです。
 本装置には、同軸照明用の光学系が標準で装備されていますので、光ファイバー光源、高輝度LED光源、半導体レーザなどを入射口に挿入して使うことができます。
 本装置には、X、Y、Z微動ステージが装備されていますので目的に応じて撮影位置を調整することができます。また、このステージはストロークが大きく、剛性も高いので調整範囲を広く取ることができます。
 
【仕様】
 ▲ 対物レンズ部
 ・タイプ: Nikon CF IC EPI Plan 対物レンズ、長焦点距離タイプ
 ・倍率: x5、x10、x20、x50
 ・作動距離: 22.5mm(x5)
        20.3mm(x10)
        20.5mm(x20)
        13.8mm(x50)
 ・開口数: 0.13(x5)
       0.21(x10)
       0.35(x20)
       0.45(x50)
 ▲ 鏡筒部
 ・レンズマウント: Cマウント
 ・リレーレンズ(= 結像レンズ): x1 (対物レンズの倍率がカメラの撮影倍率と等しい)
 ・同軸照明: 可能
 ・光軸高さ: 使用するカメラによる。
 ▲ 微動ステージ
 ・Z軸ステージ高さ調整: 60mm - 138mm(ストローク78mm)
 ・Z軸ステージ取付プレートネジ穴: 1/4"-20UNC(カメラネジ) x1、3/8"-16UNC(カメラネジ大)x1、
                   M4キャップボルト用座グリ穴4カ所(50x50ピッチ)
 ・Z軸ステージプレート面寸法: 160mmx100mm
 ・X、Y微動ステージストローク: 各軸50mm(粗動)、3mm(微動)
 ・X、Y微動ステージ移動量: 0.5mm(粗動1回転)、0.5mm(微動1回転)
 ・X、Y微動ステージ面寸法: 各軸100mmx200mmx25mm(t)
 
  概略価格: 約¥1,500,000.-(価格は対物レンズの選定により変わります)(高速度カメラ、照明装置は含みません。)
 
 
 
 

  
 
5) 微小液滴(マイクロドロップ)発生装置(2006.01.14)(2006.09.11追記) - 精密機械関連製品
 本装置は、弊社の製品ではありませんが、知り合いの会社((株)ハンテック http://www.hantec.jp/)の扱い商品で、とても興味深く私の扱う製品に組み込んで使えそうなので紹介します。
 この装置は、φ30umからφ100umの微小液滴を任意に吐出することができます。微小液滴の発生精度が極めて高く、下右に見られるストロボ撮影から、液滴のサイズ、形、吐出タイミングが正確に出ていることがわかります。この写真は、エチレングリコールの液体を1秒間に100発程度(製品は2,000発/秒まで対応可能)吐出をさせ、φ100umの液滴を作っています。吐出タイミングに合わせて発光ダイオード(LED)が繰り返し短い発光(〜10us)をして、これを小型CCDカメラで拡大撮影しています。吐出タイミングより少しづつ遅延をかけ、時にはその遅延を戻したりしながら液滴の吐出挙動をストロボモーションにしました。液滴の吐出挙動がよくわかります。
 本装置の応用としては、520ピコリットル/ドロップという微小液滴の極めて精度のよい吐出が必要な応用分野に使われます。一例としては、化学薬品の調合、液滴による微小部位の精密な塗布、XYステージと組み合わせた線画の作成、微小物体の精密冷却、スプラッシュを伴わない液溜への落滴、などが考えられます。
 使用する液体は、ツナギなどの粒子が入っていない液体、油、水、アルコール、インクなどを扱うことができます。
【仕様】
▲ヘッド部
 ・ノズル内径: φ30um〜φ100um(発注時に指定)
 ・許容液体粘度: 0.4mPas〜20mPas(ミリパスカル・秒)
 ・ノズル温度: 室温〜120℃
 ・液滴サイズ: 30ピコリットル〜500ピコリットル
 ・最大液体吐出量: 1マイクロリットル/秒
 ・吐出数: max2,000Hz(使用液体による)
 ・吐出速度: 2.5m/s以下
 ・吐出距離: 〜20mm(使用液体による)
 ・ヘッド寸法: ガラスキャピラリ、ヒータ、ピエゾアクチュエータの
         一体構造。φ10mmx38mmL
▲コントローラ部
 ・ヘッド部への吐出パワー供給
 ・吐出数設定: 1〜999ドロップ
 ・連続吐出設定: 〜2,000ドロップ/秒
 ・撮影用ストロボパルス出力(遅延出力可能)
 ・電源: AC115/230V、15W、50/60Hz
 ・寸法、重量:165mm(W) x 95mm(H) x 260mm(D)、1.5kg
 
   
 
 
 

 
 13) 赤外レーザ光源装置(IR Laser Light Source)モデルAN-IR810-30W   (2008.03.20)
 波長810nmの赤外出力を持つ、最高連続発振出力30Wのファイバーレーザです。
本装置は、赤外域の光源ですが、非常に高密度の光を発するので高輝度の光源が必要な撮影応用に最適です。
レーザ光は、N.A.0.22の光ファイバーから出力し、光学レンズで希望する部位に照射することができます。
この光源は、アークを伴う溶接、プラズマ発光現象などで現象の発光を打ち消して発光内部の挙動を可視化するのに使われます。光源部をシート光源にすれば、レーザライトシート光として使うことも可能です。
 この光源を使う計測カメラは、従って、赤外域に感度を持つことが必要であり(白黒カメラが最適)、カメラレンズ前面部に赤外光源を透過するバンドパスフィルタを装着する必要があります。
 レーザ光は強く、収束光は強力な熱源ともなる(樹脂などは簡単に溶ける)ので注意が必要です。必要に応じて保護メガネが必要です。レーザ光は0W〜30Wまで電源部で調整できます。
 ファイバーは、1.5m長と3m長が標準で装備されています。必要に応じてオプションで長いファイバを使用することができます。ファイバは、SMAコネクタになっていますので、着脱が簡単に行えます。
 
 
【仕様】
■ 半導体レーザ部
  ・出力: 連続照射30W(最大)
  ・発振波長: 808nm(近赤外)
  ・寸法: 約85mm x 54mm x 35mm
  ・重量: 約400g
■ レーザ電源装置
  ・入力電圧: 95VAC〜265VAC、50/60Hz
  ・供給電力: 600W
  ・半導体レーザへの出力電流調整:
         0〜50A
  ・出力電流最小単位: 100mA
  ・寸法: 140W mm x 140H mm x 500D mm
  ・重量: 8kg
■ 冷却(ペルチェ)装置電源
  ・入力電源: AC100V+/-10%、50/60Hz
  ・出力: DC+/-12V、8A
  ・温度制御: 0.0〜99.9℃(0.1℃単位)
  ・寸法: 120W mmx 89H mm x 350E mm
  ・重量: 2.6kg
■ファイバー
  ・ファイバー径: 400um
  ・開口数: N.A.0.22
  ・ファイバーコネクタ: SMA905
  ・長さ: 1.5m、及び3m
  ・外被体裁: ステンレス蛇腹管
■ レーザ光投光器
  ・集光: 100mm先にφ0.8mmで集光。
       φ30mmで平行光照射
       φ30mm以上の発散照射
       いずれかの方法を投光器の調整リング
       で可能。
  ・取付: マグネットアームに取付
■ その他
  ・計測カメラ用IRバンドパスフィルタ:
        50mmx50mmxt2
        中心透過波長810nm
        透過半値巾 10nm
  ・付属品: 保護メガネ、フィルタホルダ
 
概略価格: ¥2,500,000(計測カメラ含まず)
 
 
 
 
6) 長作動拡大ズーム光学装置(Long Work Distance Enlarge Zoom Optics)モデルAN-LWDEZ(2005.05.09) - 光学関連製品
 拡大撮影を離れた位置から行いたい、そういう要求がかなりあります。拡大撮影は、基本的には被写体に近づかなくてはなりません。しかしながら拡大したくても対象物の近くによることができない状況があります。
 遠くの距離から拡大撮影したいという要求に応えて、ワークディスタンス(作動距離 = レンズ先端から被写体までの距離)を500mm程度確保して、撮影倍率x10倍まで拡大できる光学系を作りました。
 通常のレンズを使って拡大撮影を行おうとすると、せいぜいx1〜x2までが限界です。その上、ワークディスタンスが46mm程度と極めて短いものになります。今回製作した光学系は、ワークディスタンスを10倍の500mm程度までとることができます。もちろん撮影倍率が低い場合は、もっと長くとることができます。ワークディスタンスを長くとることができて、しかも撮影倍率が大きくとることができる光学系が本装置です。
 
 この光学系の特徴は、以下の通りです。
 
   1. 作動距離(レンズ先端から被写体までの距離)を500mm程度離して、拡大撮影が可能。
   2. ズームレンズと広角レンズの採用により、長作動でありながら拡大率をx1〜x10程度まで確保することが可能。
   3. レンズの明るさがF2.8のものを採用しているので明るい。フォーカス合わせが楽。
   4. レンズにニッコールレンズを採用しているので、撮像サイズの大きいカメラ(ライカサイズ =
     24mmx36mm)の使用が可能。
   5. ズームレンズの採用により撮影倍率を簡単に変えられるので、被写体のフォーカス位置を探り当てることが楽。
   6. 二つのレンズを組み合わせた、第一結像面にはフィールドストップを内蔵、コントラストの良い光学系を実現。
     また、フォーカス合わせ時には10mm格子(0.5mmピッチ)のレティクルを用意。倍率の換算が簡単に行えます。
 
 この光学装置は、以下の目的に効果を発揮します。
 
   7. 高圧噴霧装置の微細な噴霧挙動を離れた位置から拡大して撮影する。
   8. 溶射観察で溶滴の飛翔観察。
   9. マイクロドロップ(インクジェットプリンタ)の液滴の観察。
   10. マイクロキャビテーションの観察。
 
【仕様】
 ▲ レンズ部
 ・対物レンズ: Nikkor Zoom レンズ: f80 - f200mm F2.8
 ・拡大レンズ: Nikkor f20mm F2.8
 ・第一結像面: フィールドストップ採用。フォーカス調整のため目盛ガラス(レティクル)挿入可能。
 ・適合カメラ: Fマウント式35mmライカサイズカメラ(デジタルカメラ)、
         F-C マウント着用によりCマウントの計測カメラ、及び高速度カメラ。
 
  
上記写真の光学系に、光学レールが装備されます。
光学レール上でフォーカス調整、拡大率の設定を行います。
拡大撮影を行うため、上記の写真ではベローズアタッチメントがついていますが、
製品版では操作性を考慮して重ね合わせ式のイクステンションチューブとしました。
 
 
 
 上図は、光学装置のレイアウトを示しています。
レンズは、ズームレンズと広角レンズの2種類と集光光学系、拡大用チューブ(イクステンションチューブ)、
光学レールなどで構成されています。
  概略価格: ¥1,300,000
 
 
 

 

 

 12) ベローズ拡大光学装置(Bellows Optics)モデルAN-BLOP1 (2008.03.19)
 標準的なベローズアタッチメントを計測カメラに取り付けて、操作性、堅牢性を保つようにカメラプレートを装備させた装置です。
ベローズアタッチメントを装着した拡大撮影では、カメラとレンズをしっかりと固定させ、任意にスライドさせて拡大撮影する必要があります。
 本システムでは、ベローズアタッチメントに加え以下のパーツを用意しています。
1. メインレンズ  --- Nikkorレンズ(焦点距離の長いレンズの方が作動距離が長い。拡大率は焦点距離の短いレンズの方が有利)
2. ベローズアタッチメント  --- 蛇腹式光学系伸張装置、及び計測カメラへの取付ステー
        (接写リングよりもレンズを長く繰り出せるので拡大率が上がる。)
3. カメラプレート  --- 計測カメラと望遠レンズをサポートするプレート。
4. 接写リングセット  --- ベローズの伸張に加えてレンズをより繰り出すことが可能。
5. ラボジャッキ  --- カメラと光学系を高さ方向に微動調整するもの。
6. 光学レール  --- カメラと光学系を被写体に近づけるもの。
7. レールキャリア  --- カメラと光学系を載せて光学レール上をスライドさせるもの。
8. 三脚取付プレート --- 装置を大型三脚に取り付けるプレート(1/4-20UNC、3/8-16UNCのカメラネジ装備)
 
 概略価格: ¥720,000(上図システム。但し、計測カメラは含まず。)
 

 
 
7) マイクロシュリーレン光学装置(Micro Schlieren Lens Optics)モデルAN-MS0524 (2007.04.109) - 光学関連製品 
 本装置は、シュリーレン光学系を使って微小物体を拡大してシュリーレン撮影するための光学装置です。
本装置を用いると、4mm程度の被写体をカメラの撮像素子上いっぱいに拡大してシュリーレン撮影を行うことができます。
本装置の応用としては、キャビテーションの微細構造の解明、火炎核の生成過程、細流管の流れの可視化、乱流のミクロ構造の解明などがあります。
本装置は、別途シュリーレン装置が必要です。シュリーレン撮影には以下の構成品が必要です。
 
  1. 点光源(シュリーレン光源)(精度のよい点光源が望ましい。)
  2. 第1コリメータレンズ(口径100mm以上のもの。凸型、凹型問わず。)
  3. 被写体(φ4〜φ8mm程度)
  4. 架台(シュリーレン光学装置の光軸を合わせるもの)
  5. 計測カメラ(電子シャッタカメラ、デジタルカメラ、高速度カメラ、など)
 
本装置は、右の写真に示すように以下の構成品で成り立っています。
 
  6. 第2コリメータレンズ(有効口径φ28mm)
  7. ナイフエッジ(4種類のナイフエッジ、微調整機構付)
  8. マスターレンズ(中遠レンズ)
  9. 微調整架台(Z、X、Y、回転、傾斜機構)
  10. カメラ取り付けプレート(カメラネジ付)
  11. レンズフィルタ(NDフィルタ、PLフィルタ)(オプション)
 
従って、お手持ちにシュリーレン光学装置があれば、それと組み合わせてお使いいただけます。
 
 
【仕様】
  ・レンズ先端から被写体までの距離: 50mm
  ・撮影倍率: 2倍〜4倍 (オプションで8倍まで可能)
  ・被写体サイズ: 4mm x 4mm 〜 8mm x 8mm
           (16mm x 16mmCCD撮像素子カメラ使用時)
           2.2mm x 1.65mm 〜 4.4mm x 3.3mm
           (2/3型CCD撮像素子カメラ使用時)
  ・想定分解能: 10um 〜 20um
  ・光軸高さ: 200mm 〜 280mm
  ・X軸・Y軸微調整機構:粗ストローク +/-50mm、微動ストローク +/-3mm
  ・回転(水平方向)機構:粗調整360°、微調整 +/-5°
  ・傾斜機構: α角、β角 +/-2°
  ・ナイフエッジ:3軸微動機構付 ピンホールφ1、φ2、φ3、開口5x8
  ・レンズマウント: ニコンFマウント、及びCマウント
  ・架台取り付け: カメラネジ(1/4"-20UNC、3/8"-16UNC)、及び 4-M4キャップボルト用ザグリ穴(50x50)
 
   概略価格: ¥980,000
 
 
 
 
 
  
 
 

 
 
8) 8ch信号アッティネータ (2007.04.10) - 電子機器関連製品 
 アナログ信号を1/4に減ずる信号処理ボックスです。
アナログ信号をDAQ(データ集録装置)に入れる時、多くのDAQは±10Vまでの信号しか受け付けません。シーケンシャル装置(組立ロボットなどの制御信号)などは+24V信号を使っていることがあり、こうした信号をそのままDAQに入れると装置を壊してしまうおそれがあります。12Vバッテリーや、24Vバッテリを使った電気機器の電圧モニタリングをDAQで行う際にも、電圧を減ずる装置が必要です。
本装置は、10V以上の出力を持つ電気信号を約1/4.34に減じてDAQに出力するためのものです。入力及び出力が8チャンネルありますので、多くのDAQに接続することができます。
 
 
 
 
 
【仕様】
  ・入力チャンネル: 8チャンネル
  ・入力コネクタ: BNC
  ・許容入力電圧: 43V(これは、DAQの許容入力電圧が10Vにより規定)
  ・入力インピーダンス: 4.3kΩ
              外部からの信号は、例えば24Vの時、24V/4.3kΩ = 5.6mA の電流を消費します。
  ・出力チャンネル: 8チャンネル
  ・出力コネクタ: BNC
  ・出力インピーダンス: 1kΩ
  ・寸法: 100W x 40H x (170+24)D (mm)
  ・電源: 必要なし
  ・ケーブル: BNCケーブル(オプション)
 
   金額: ¥90,000.-
 
 
 
 
 
 
 

 
 
9)X線CCDカメラ (2007.04.10) - 精密機器関連製品 
 X線画像を撮影する高感度カメラです。
高感度カメラの前面にX線シンチレータを配置し、これをリレー光学系によってCCD撮像素子に導きます。
 
 
 
 
 
 X線CCDカメラシステムのシステム図を上に示します。これは以下のコンポーネントで構成されています。
 
  1. 高感度CCDカメラ - X線画像が微弱なので高感度カメラを使います。電子冷却による電子シャッタ式CCDカメラ
              であるため、100usの短時間露光から10分程度の長時間露光が可能です。
  2. X線シンチレータ - X線を可視光に変換するプレートです。ヨウ化セシウム(CsI)で作られファイバープレート処理されています。
  3. 縮小光学系 - 50mmx50mmのシンチレータ上にできたX線可視像をCCD撮像面に投影させる光学系(レンズ)です。
            離れた位置からフォーカス調整できるリモートフォーカス機能がついています。
            X線が強くてシンチレータで変換できなかった光線がCCD面を直撃する危険がある場合は、
            可視光をプリズムで90°曲げるオプションもあります。           
  4. キャピラリプレート - 入射するX線光束を整えたいときに、シンチレータの前部に密着設置します。
  5. 可視光ピントグラス - カメラと3の縮小光学系レンズを可視光でフォーカス調整を行うときに用いるピントグラスです。
                シンチレータとキャピラリプレートは、ホルダで一体化になっていて、可視光ピントグラスを
                使う場合は、ホルダ毎交換して使います。
  6. カメラ位置調整機構 - X線光束にカメラが合うように微調整する機構です。
  7. 制御パソコン - カメラを操作しX線画像を取り込むものです。
  8. 画像処理ソフト - 得られたX線画像の濃淡を画像処理するためのものです。
 
 
【仕様】
■ 高感度CCDカメラ
 ・モデル: カナダQ-Imaging社 Rolera-XR
       高感度冷却型CCD カメラ。画素が大きくて電子冷却をしているために
       感度が高くて画質が良い。
 ・ CCD 画素サイズ: 13.7um x 13.7um
 ・ 画素数: 696画素x520画素
 ・ 撮像素子サイズ: 9.5mm x 7.1mm
 ・ ゲイン: 感度アップ機能(x1〜x45)、画質は若干悪くなるが感度が45倍までアップ。
 ・ 出力階調: 12ビット(4096階調)
 ・ 冷却方式: 電子冷却
 ・ 操作: 制御パソコン上でリアルタイム画像がモニタされ、それを見ながら
      マウスにより画像キャプチャ。
      キャプチャした画像は、12ビットもしくは8ビットTIFF にてパソコンに保存。
 
      カメラは、上記のカメラより2桁以上感度の良いRolera-MGi
      があります。
      このカメラは、素子にEMCCD素子を使っているため、高画質を維持して
      イメージインテンシファイアに迫る高感度を実現しています。
 ・画素数: 512画素 x512画素
 ・ピクセルサイズ: 16um x 16um
 ・飽和電荷容量: 240,000 e-
 ・ダークカレント: 0.5 e-/pixel/s
 ・冷却: ペルチェによる3段冷却 -25℃
 ・出力階調: 14ビット(16,384階調)
 
■ X線シンチレータ
 ・モデル: 浜松FOS(ファイバーオプティクスシンチレータ)J6677
       蛍光X線を可視光に変換するプレート。ホルダー付き
 ・蛍光材料: CsI(沃化セシウム)
 ・エネルギー感度: 15keV〜65keV
          (7keV〜30keVについては、アモルファスカーボンプレートのCsIをお奨めします)
 ・ サイズ: 50mmx50mm
 ・ 厚さ: 3mm
 ・ 出力面: ファイバーオプティクス処理(X線吸収層付)
 
■  縮小光学系
  X線シンチレータで得られる変換可視光像をCCD素子面に結像するための光学レンズ。
  シンチレータ50mmx50mmを、カメラの撮像素子9.5mmx7.1mmに適応するように、
  縮小倍率 M=1/7.2、M=1/4.8を満足できる光学系。
  また、この光学系は、リモート制御でピント調整が可能。
  簡便を計るために、およそのフォーカス調整を可視光で行うことも可能。
 
■ キャピラリープレート
 ・モデル: 浜松J5022-19
       シンチレータに入射する蛍光X線を誘導し平行放射光のみをシンチレータに入れるもの。
       X線シンチレータに密着して使用。必要に応じて取り外し可能。
       低いX線エネルギー応用に有効。
 ・ 外形: 60x60
 ・ 厚さ: 1.0mm
 ・ キャピラリー穴径: φ20um
 
■ 可視光ピントグラス
  カメラと縮小光学系が、所定の倍率とフォーカスが満足しているかを
  可視光で事前に確認するためのもの。
  X 線シンチレータの出力面と同一面にレティクルを持つピントグラスを配して調整を行う。
  調整後、X線シンチレータに交換して実際の蛍光X線撮影を行う。
 
■ 制御パソコン
  CCDカメラを遠隔にて操作し画像を取得するためのもの。
  得られた画像を解析しレポートを作成するのにも使用。
 ・ モデル: Dell Inspiron ノートパソコン
 ・ OS: Windows XP Professional
 ・ ディスプレーサイズ: 14.1型、1280画素x800画素
 ・ CPU: Intel CoreDuo 1.6GHz
 ・ ハードディスク容量: 80GB
 ・ RAM: 1024MB
 
■ 画像解析ソフト  Roper Scientific社 Image Pro Plus
  科学分野の画像処理で一番よく使われている汎用画像処理ソフトウェア。
  12ビットTIFFを呼び出すことができ、4096階調の画像処理が可能。
  エッジエンハンス、微分処理を始め、位置計測、角度計測などが可能。
               
  価格: ¥5,500,000〜(カメラ Rolera-XR 使用時)
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
● システム設計及び製作 : 映像計測システムの設計、製作
       土質模型の経年荷重による変位量を画像より計測
        --- 300mm x 400mm の土質モデルにφ1mmのターゲット球を埋め込み、遠心載荷装置により
          50G程度の重力加速度を加え土質モデルの相似変型を促す。得られた画像よりターゲットマ
          ークの移動量を計測し、変位を求める。
         【構成】高精細CCDカメラ、ストロボ光源、フレームグラバー、ターゲット自動読み取りソフトウェア
       ストロボフラッシュを用いた現象衝突時点の発光装置
        --- 現象のインパクトの瞬間を、市販のストロボを使い、ストロボ発光によって高速度カメラ画像
          に写し込む装置。タイム『0』の記録として利用。
         【構成】ストロボフラッシュ。BNCトリガ変換ケーブル、ストロボ取り付けステー。
       シュリーレン光学系の設計・製作 → 参考: シュリーレン撮影法
        --- 流れの可視化用のシュリーレンシステムの構築。
         【構成】凹面鏡型、凸レンズ型シュリーレン光学系。微動架台。レーザ光源。
       火炎温度の画像計測システム
        --- ディーゼルエンジン燃焼などの、すすの輻射光を黒体輻射に見立て、高速で遷移する燃焼発光
          を高速度カラーカメラを用いて撮影し、その画像から火炎温度分布を求める装置。
         【構成】ハロゲン型標準光源。放射温度計。高速度カラーデジタルカメラ、二色法ソフトウェア。
       CWレーザのパルス発光装置
        --- ヘリウムネオンレーザ、アルゴンイオンレーザ、固体グリーンレーザを高速度カメラのシャッタ
          と同期してストロボ発光する装置。
          【構成】連続発光レーザ、AOM素子、微動ステージ、光ファイバ出力装置。
       光ファイバによる分光装置
     --- 分光装置の入射部に光ファイバを取り付け、被写体からの放射光を光ファイバで導き分光分析を行う装置。
       【構成】分光器、光ファイバ、光ファイバー先端光学系。
       動画像ファイルからの現象変位量、速度、角度、角速度測定処理
  --- 高速度カメラなどで撮影された一連の画像は、時間情報を持っている。
    動画像のターゲットマークをカーソルで抽出し、マークの移動量から変位量、
    速度、角度を求めるソフトウェア。
    【構成】動画像ファイル(AVIファイル、TIFFファイル)、動画像解析ソフトウェア。
       顕微鏡を用いた高速度撮影装置
        --- 血流、Caイオンの伝達、液晶の挙動、インクジェットプリンタ、マイクロマシンの挙動などの観察に
 高速度カメラが使われることがある。この撮影法では顕微鏡に高速度カメラを装着して高速撮影を行う。
 【構成】顕微鏡、高速度カメラ、光増幅光学装置(I.I.)、レーザ光源。
 X線撮影システム
  --- X線カメラの設計。
  
● 映像計測システム設計及び請け負い業務 : 
       構造物落下試験における高速度カメラを用いた撮影、及び計測
        --- 構造物の落下試験では、構造物の安全性、変形の検証、被衝撃物の変型の検証が行われる。
          高速度カメラは現象の視認が主目的であるが、必要に応じて画像から変位、速度、角度、
          角速度、軌跡などが求められる。変形がテーマの中心であるため、対象物に歪ゲージな
          どのセンサーが取り付けられてセンサーデータが同時に収録される。
          【構成】高速度カメラ、計測用レンズ、カメラ設置架台、照明装置、
           カメラ操作・画像計測用パソコン、画像解析ソフトウェア、センサーデータ収録装置。
       飛翔体計測における高速度カメラを用いた撮影、及び計測
        --- 飛翔体計測では、飛翔体の飛翔姿勢と飛翔経路、飛翔中の作動部の動作検証が行われる。
          高速度カメラは現象の視認が主目的であるが、必要に応じて画像から飛翔体の空間位置、
          速度、ヨーイング、ローリング、ピッチングなどの角度、角速度が求められる。対象物
          は遠方にあるのでカメラレンズは望遠レンズが用いられる。飛翔体は高速で移動するの
          でカメラでスムーズに追いかけられるようにカメラ設置架台は剛性がありスムーズに動
          くものが使われる。必要に応じて、カメラの3軸架台にエンコーダを取り付けてカメラ
          の撮影方向を記録する手法も取られる。
          【構成】高速度カメラ、計測用レンズ(望遠レンズ)、飛翔体追跡架台、レーザレンジ測定装置、
           カメラ操作・画像計測用パソコン、画像解析ソフトウェア、センサーデータ収録装置。
       顕微鏡を用いた高倍率高速度撮影、及び計測 
       高温加工現象における高速度カメラを用いた撮影、及び計測
       自動車安全試験における高速度カメラを用いた撮影、及び計測
       内燃機関燃焼実験における高速度カメラを用いた撮影、及び計測
       流れの可視化における高速度カメラを用いた撮影、及び計測
 
 
 
 
 
 
 
■ 関連リンク
 
● AnfoWorld - 私の主ホームページです。
● 高速度カメラ 撮影の実際 - 実際の高速度カメラを使って撮影を行うやり方を紹介しています。
● 関連会社 - 高速度カメラに関する関連する会社、および画像計測を使った研究をされている研究機関の一覧です。 
 
 
 
 

 

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