世界最小クラスの高速度カメラ(MotionXtra N シリーズ)
  -  操作の実際  (2008.10.3)(2009.04.14更新) 

 

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企画・制作: アンフィ(有)
機材協力: IDTジャパン(株) モーションイメージング部
〒135-0066  東京都江東区深川2-8-19 サクライビル1F
電話:03-5639-2773 
http://www.idt-japan.co.jp/ 
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目次
■ 概要  - 世界最小クラスの高速度カメラ
MotionXtra N3の特徴
■ 世界最小、最高速カメラ MotionXtra N4
 
■ カメラの接続手順
■ カメラの入/出力信号の説明
 
■ カメラの大きな特徴と仕様
● カメラ撮像素子
● 撮影速度
● 露出時間
● カメラの操作
● 画像保存
● カメラ大きさ
● 電源
● 電気信号ユーティリティ
 
■ カメラ操作 - カメラを実際に操作する
● 操作コンピュータ
● 起動 - 操作ソフトウェアの起動
● メインメニュー
● カメラを開く - カメラを認識する
● ライブ画像を見る - フォーカス、アングル設定
● カメラの諸設定をする
・ 「カメラ」タブ
・ 「録画」タブ
・ 「カラー」タブ
・ 「ROI」の編集
・ メモリ管理
・ 画像の再生

 
■ 世界最小クラスの高速度カメラ
カメラ本体。小さい本体部に、撮像素子、素子駆動回路部、
メモリ部、電気ケーブル接続部が配置される。
きわめてコンパクトなカメラ。
大きさは、約80x66x76mm。
重さは、約590g。
 2008年10月、IDTジャパン(株)から世界最小の高速度カメラ(ハイスピードカメラ)が発売されました。
このカメラは手のひらにすっぽり入る高速度カメラです。
この超小型高速度カメラは、MotionXtra N シリーズと呼ばれるもので、右写真に示すものは、MotionXtra N3 というタイプです。
このカメラは、多くの高速度カメラにありがちなカメラヘッド分離タイプではなく、小さなカメラにメモリ部などすべての機能が搭載されています。
 このカメラは、
 
標準で1.25GBのメモリが搭載され、
1280x1024画素で1,000コマ/秒、
Plusモードで2,000コマ/秒(画素数は同じ)
 
の撮影を可能にしています。
 
 これまで、小さな高速度カメラはありましたが、
今回のように本格的な高速度カメラ(メガピクセルクラス、2,000コマ/秒)での超小型サイズは初めてでしょう。
 
カメラが小さくなったことにより、どのようなメリットが出るのでしょうか。
以下に、小型カメラのメリットを紹介します。
 
 その1. 設置スペースをとらない。
カメラが小さくなったことにより、撮影現場での設置スペースをとらなくなりました。
顕微鏡に取りつけて撮影したり、撮影対象物の中に組み込むこと(自動機械に組み込むことや自動車に搭載すること)も可能になりました。
カメラが小さくなると、航空機にも搭載できますし、ヘルメットにくくりつけて人の目線からの高速度撮影もできます。
マラソンランナーの動きをオートバイから撮影できる可能性も出てきました。
 このカメラを、サンドバギーに搭載して撮影した動画像がYouTubeに登録されていますので、ご覧ください(http://jp.youtube.com//idtvision)。
 その2. 煩わしいケーブル配線がなくなった。
ケーブル配線は、イーサネットケーブル1本です。これだけでカメラ操作ができるのでカメラ接続が極めて簡単です。
このケーブルで、カメラからのライブ画像を見たり、フォーカスを合わせたり、カメラ撮影条件をセットしたり、撮影された画像をパソコンに保存します。
イーサネット通信のメリットは、以下のものが考えられます。
 ・ケーブルの長さを自由に選ぶことができる。
  単純結線で50m程度までの距離が可能です。
  ハブを利用すれば数100m離れて使用することが可能です。
  無線LANを使えば、煩わしいケーブル配線の手間も省けます。
 ・ネットワーク仕様のためデータ通信はきわめて安定しています。
 その3. 少ない電源ですむ。
 カメラの消費電力は、12VDCで最大1A(12W)です。
ENG用バッテリ(放送局用ビデオカメラ用バッテリ)を使用すれば8時間から10時間の連続使用が可能です。
 
このカメラの接続は、極めてシンプルです。
カメラとパソコンをイーサネットケーブルで接続するだけで、カメラの操作が行えます。
カメラの操作は、IDT社が開発を続けているカメラ専用の操作ソフトウェア「Motion Studio」(モーションスタジオ)(ver.2.07)で行います。
操作ソフトウェア「Motion Studio」は、このシリーズの定番操作ソフトウェアで、非常に使いやすいものです。
IDT社の開発する高速度カメラは、すべてこの操作ソフトウェアで操作することができます。もちろん複数のカメラを同時に操作することも可能です。
Motion Studioは、ライセンスフリーなのでお客様のパソコンに自由にインストールして、カメラと接続して使うことができます。また、カメラを接続していなくても、撮影された画像(AVIファイルなど)を再生して見ることができます。このソフトの再生機能は、とても洗練されていますのでパソコンに付属している動画ビュア(MediaPlayerなど)よりはるかに使いやすくなっています。
最新のソフトウェア(Motion Studio)は、IDTジャパン(株)のWebサイトからダウンロードすることができます
このソフトウェアが使いやすい理由を以下に示します。
 
・1コマ毎の再生(コマ送り)が可能。 - 動画像をゆっくりと再生できる。
・再生しているコマのフレーム数が表示されるのでコマ管理ができる。
  1,000コマ/秒で撮影された現象で、それが6コマの現象とわかると6/1000秒の時間と理解できて便利。
・再生速度を自由に選べる(コマ飛び = スキップ)機能がある。
・トリム機能がある(再生したいコマ範囲を設定できる)。
・画面の拡大が任意にできる。
・複数の動画像を開いて、コマ同期による再生が可能。
・開いた動画像を、別ファイルフォーマット(TIFF、JPEG、PNG、AVI、MPEGなど)に保存できる。
・2つの動画ファイルを一つにして保存できる。
・カーソルが発生するので、興味あるポイントの座標値を読み取ることができる。 - 簡単な変位解析、速度解析ができる。
 
 
 カメラ構成は、いたってシンプル。
 イーサネット付のパソコン(Windows、もしく 
 はMacintosh)とカメラ本体、これをイーサ
 ネットケーブルで接続して撮影を行います。
 必要に応じて、レンズの選択、カメラの固定、
 照明のセットします。
 左の写真を見ると、ノートパソコンと比較して、
 カメラの小ささが理解できます。

 

 

■ 世界最軽量、最高速カメラ - MotionXtra N4  (2009.04.14記)
 MotionXtra Nシリーズは、N3とN4、N5の3種類あります。この中で、N4は、メガピクセルで3,000コマ/秒(プラスモードで6,000コマ/秒)という高速撮影性能を持っています。外観形状、及びケーブル結線、取り扱いは、すべてここで述べているカメラ(MotionXtra Nシリーズ)と同じです。
 MotionXtra Nシリーズの3種類の主な特徴を、以下の表にまとめました。
 
 
項   目
N3
N4
N5
撮像素子
CMOS 固体撮像素子
カラー30ビット/白黒10ビット
画素数
1280 x 1024 画素
1024 x 1024 画素
2352x 1728 画素
ピクセルサイズ
12 um
14um
7um
最高撮影速度
(フル解像力)
1,000コマ/秒
(プラスモード:2,000コマ/秒)#1
3,000コマ/秒
(プラスモード:6,000コマ/秒)#1
500コマ/秒
(プラスモード:1,000コマ/秒)#1
分割撮影による撮影速度
(縦の画素数1/64、プラスモード)
65,000コマ/秒
384,000コマ/秒
39,000コマ/秒
最小露出時間
1 us ( = 1/1,000,000秒)
1us単位で、1/撮影速度 - 3us
までの設定可能)
標準録画メモリ
1.25GB
データ通信
イーサネット
(ギガイーサネット)
耐G性能
全方向 100G
カメラサイズ
66mm x 76mm x 80mm
カメラ重量
約 590 g
特  徴
3タイプの中で、中庸。
3,000コマ/秒の最高速度。
14um画素により超高感度
最高解像力。
7umの小さい画素 =
顕微鏡撮影、PIV応用に威力。
#1プラスモードとは、IDTが独自に開発した、撮影時における
画像圧縮によって、画素数を保ったまま撮影速度を倍にする
技術です。
  
MotionXtra Nシリーズ比較表 
 
MotionXtra Nシリーズ 外観図
 
 
 
 
■ カメラ接続手順
 カメラ背面パネル。
  中央部下に、イーサネット、
  右3段に電気信号コネクタ(トリガ、Sync.IN、Sync.OUT)、
  左上分に電源(12V、1A)コネクタ、
 がつけられている。
 また、電源、トリガ入力、Sync.IN、Sync. Outは、
 それぞれ表示ランプがついていて入出力の確認が可能。
 カメラ本体部下部の薄紫の台座は、
  カメラ取付プレート部と冷却ファン部。
 
 カメラ接続の手順は、以下の通りです。
 
  1.  カメラにレンズを取りつける
カメラに装備されているレンズマウントは、Cマウントです。
撮像素子は、1画素12um x 12um 素子で、1,280 x 1,024画素です。撮像素子の大きさは、15.4mm x 12.3mm(対角線φ19.7mm)となります。
この撮像素子の大きさは、1形(1インチ)のCマウントレンズを必要とします。
2/3形(2/3インチ)Cマウントレンズでは、フル画面撮影で周辺部にケラレ(のぞき穴現象)が生じます。
フル画面で周辺部まで画質の良い撮影を行いたい場合は、一眼レフカメラ用レンズ(例えば、ニッコールレンズ)を使います。
この時、ニッコールレンズがカメラに取りつけられるようにマウント変換アダプタ(例えば、F-Cマウントアダプタ)を使います。
  2. パソコンとカメラを接続する
カメラとパソコンを接続するケーブルは、ギガイーサネット用ケーブル(ストレート)1本です。
  3. カメラに電源を接続する
カメラ用電源は標準で付属しているACアダプター(商用100VACから12VDCを作る電源)を用いて、カメラPowerコネクタに差し込みます。
カメラ側には電源スイッチは特に設けられていませんので、電源を切るときは、ACコードをコンセントから抜くか、パワーコネクタを取り外します。
  4. カメラを固定する
カメラ底部には、カメラ用ネジ(1/4-20UNC)が3ヶ所設けられていますので、このネジ穴を使ってカメラを固定します。
カメラ自体がとても小さいので、顕微鏡や大きなレンズを組み合わせる場合は、カメラよりも光学系を固定する方が安定します。カメラは光学系にマウント(CマウントもしくはF-Cマウント)で取りつけます。
 
 
■ カメラの入/出力信号の説明
 カメラに接続する入力・出力信号の説明をします。
右図がカメラの背面パネルです。
このパネルに電気信号コネクタが配列されています。
 
1. カメラ電源コネクタ - パネル左上部
 カメラに電源を供給するコネクタです。
カメラに必要な電源容量は、12VDC、1A max. です。
カメラには専用のACアダプタがついていて、商用電源AC100Vから電源を供給します。
バッテリによる電源供給も可能です(オプション)。
2. イーサネットコネクタ - パネル中央下部
ギガベースのイーサネットコネクタです。
市販のイーサネットケーブルを使います。
このイーサネットケーブルを通じてカメラ操作をパソコンから行います。
3. Trigコネクタ - パネル右部
トリガコネクタは、カメラ撮影の記録タイミングを決める電気信号を扱うコネクタです。
高速度カメラは、撮影速度が速いためにビデオテープやDVDなどに直接録画することが困難です。
従って、このカメラを含め多くの高速度カメラでは、記録用にRAMメモリを使って高速録画を行います。
当然、有限枚数での記録となるので、限られた枚数のどのタイミングで撮影を終了するのかが重要な要素になります。
トリガ信号は、撮影の開始、もしくは終了を知らせる信号となります。
例えば、100枚の画像を記録できるRAM領域を確保したとして、100枚をどのタイミングで撮影し終わるかをこのトリガ信号で決定します。
例えば、トリガ信号入力時点の前50枚と後50枚を録画するという設定(すなわち、真ん中の録画タイミング設定)は、操作ソフトウェアで行います。
トリガ位置は任意に(最初、真ん中、最後、10%の時点などと)選択することができます。
SMA - BNC変換コネクタ
 トリガ信号は、
 
   * TTL(トランジスタ - トランジスタ ロジック)信号、
   * CMOSのロジック信号、
 
のいずれかで受け付けます。
もしくは、リレー接点(無電圧)や手動のペンダントスイッチなどの接点で行うことができます。
ロジック信号は、立ち上がり信号(または、立ち下がり信号)のいずれかで送られてくるので、入力される信号に従って操作ソフトウェアで選択することができます。
トリガ信号以外に、パソコンの操作ソフトウェア上の「Trig」というボタンを押しても、同様の動作をさせることができます。
パソコンを使った「Trig」ボタンと電気信号によるトリガ信号の違いは、タイミングの精度です。
パソコンからのトリガは、操作者がマウスをクリックして行うためにトリガタイミングが0.2秒〜0.4秒程度遅れます。電気信号によるトリガ信号は数マイクロ秒以下なので、10,000コマ/秒(100us単位の撮影)で撮影したとしてもフレーム間隔以内に入るため、「タイムゼロ」でのタイミング遅れがほとんどありません。
撮影対象によっては、現象が起きる時間タイミングを正確に知りたい場合があります。
例えば、クルマの衝突実験などでは、クルマの衝突する瞬間をテープスイッチや歪みセンサー、光センサーなどで電気信号として取り出し、試験に使っている計測装置(加速度センサーなど)にタイム「0」信号を送っています。この信号を高速度カメラにも送り、タイム「0」を特定しておけば、センサーデータと画像の突き合わせや、時間経緯の解析に有効になります。
 このカメラのトリガ信号には、SMAという小さなコネクタが標準で装備されています。
このコネクタはあまり一般的ではないので、左写真のようなSMAコネクタをBNCコネクタに変換するアダプタを使って、標準のBNCケーブルを使うことができます。
カメラが小型なので、電気入出力コネクタにはSMAを使わねばならなかったという事情がありました。
この変換コネクタは、簡単に入手できます。SMAケーブルも市販されています。
4. Sync.IN コネクタ - パネル右部
 Sync.IN コネクタは、カメラに同期信号を入れる所です。
複数のカメラを使って同期撮影したい場合に使います。同期撮影を行う他のカメラ、もしくは同期信号を発生するタイミングパルスジェネレータ(IDT社製ではTiming Hub)の同期信号を使ってここに入れます。
Sync. IN が接続されているカメラが「外部同期」モードになっていれば、このカメラは絶えず Sync.IN からの信号をモニタし、信号が入る毎に撮影を行います。
 同期信号は、TTL(トランジスタ - トランジスタ ロジック)信号か、CMOSのロジック信号を使います。
Sync. IN に入るロジック信号は、立ち上がり信号か立ち下がり信号の両方とも受け付けますので、操作ソフトウェアで指定します。
5. Sync.Out コネクタ - パネル右部
 Sync.Outは、カメラの撮影タイミング(正確には露出が開くシャッタタイミング)に合わせて電気出力が出るものです。
複数のカメラと同期させる場合に、別のカメラのカメラに同期のための出力を出したり、パルスレーザと同期発振をおこなう信号として使います。
Sync. OUT信号は、CMOSのロジック信号(3.3V)が出力されています。
ロジック信号は、立ち上がり信号か立ち下がり信号のいずれも出力可能ですので、操作ソフトウェアで指定します。
 
 
  
■ カメラの大きな特徴と仕様 (MotionXtra N3)
 
 
● カメラ撮像素子
・ 撮像素子のタイプ: CMOS固体撮像素子、グローバルシャッタ方式。
            (購入時、白黒素子、カラー素子いずれか指定、白黒のほうが画質、階調、感度とも良い)
・ 画素数: 1280画素 x 1024画素。
(1.31Mピクセル)
・ 1画素の大きさ: 12um x 12um。
      (他の高速度カメラに比べ、1画素が小さいので拡大撮影では優位。レンズもコンパクトなものが使用できる。)
・ 撮像素子の大きさ: 15.36mm x 12.29mm (対角線19.67mm)。
 
● 撮影速度
・ フルフレーム(1,280 x 1,024画素にて): 1,000コマ/秒。
・ プラスモード(フルフレーム、1,280 x 1,024画素にて): 2,000コマ/秒。
  
  プラスモードとは、、IDTが独自に開発した高速で
  画像を圧縮転送する技術です。
  本技術の採用によって、
  画像の劣化なく従来の2倍の高速度撮影を可能にしました。
・ 最高撮影速度(1,280 x 16画素にて): 65,000コマ/秒
・ プラスモード最高撮影速度(1,280 x 16画素にて): 130,000コマ/秒
 
● 露出時間
・ 最小露出時間(電子シャッタ): 1us( = 1/1,000,000秒)
・ 最大露出時間: 1/撮影速度 - 3us
(例: 1,000コマ/秒の時、 997us)
・ 設定露出時間: 1us単位で上記範囲で任意に設定可能。
・ ダブル露出機能(PIV撮影): 可能(インターフレームは100ns = 0.1us)
   (流れの可視化撮影、Particle Image Velocimetry = PIV 撮影に便利。
 
● カメラ操作
・ 汎用PC(パーソナルコンピュータ = デスクトップパソコン、ノートパソコン)を使用。
・ 操作ソフトウェア: Motion Studio(モーションスタジオ)
IDT社Webサイトから最新のソフトウェアをダウンロード可能。
・ 対象パソコン: WindowsXP sp2、Windows Vista、 Mac OSX 10.4以上
・ 要求仕様
- CPU: インテル Core2以上
- 通信: ギガベースイーサネット
- RAMメモリ: 512MB以上
- HDD: 40GB以上 
- モニタ表示: 1208x1024画素以上
- 記録媒体: DVD装備
 
● カメラフォーカス調整
 操作ソフトウェア Motion Studioのライブ画像にてフォーカス調整。
 
● 画像保存
・連番TIFF
・連番BMP
・連番JPEG
・AVI 動画ファイル
・MPEG 動画ファイル
 
● カメラ大きさ
カメラ本体、80mm x 64mm x 76mm、重さは約590g。
 
● 電源
電源は直流12V、1A容量を必要とします。
電源は、標準でACアダプタがついていますが、オプションでバッテリ駆動が可能です。
 
● 電気信号ユーティリティ
・ データ通信  - ギガイーサネット通信
・ トリガ信号  - SMAコネクタ。TTLもしくはCMOSデジタル信号(立ち上がり、立ち下がり)
・ Sync.IN信号  - 同上。
・ Sync.Out信号  - CMOSデジタル信号(立ち上がり、立ち下がり)。
 
 
 
 
 
■ カメラ操作  -  カメラを実際に操作する
 
 カメラの操作は、カメラ操作ソフトウェア「Motion Studio」(モーションスタジオ)で行います。
このソフトウェアは、WindowsXPパソコン、もしくはMacintoshで動作します。
モーションスタジオは、IDT社及びRedlakeの高速度カメラのすべてに対応し、カメラ操作をすることができます。
 
● 操作コンピュータ
 「Motion Studio」が動く操作コンピュータは、以下のOSを持つパーソナルコンピュータです。一般のパソコンで十分に操作することができます。
 
Windows XP  -  安定したOS
Windows Vista  - 新しいOS
Macintosh OSX 10.4以上 - マッキントッシュでもカメラの操作を行うことができます。
 
さらに、これらコンピュータには、以下の環境が整っていることが望まれます。
 
・ ギガイーサネット - データの通信、ライブ画像表示、画像データのダウンロードを行います。
・ 512MB以上のRAM - RAMが多いほど、操作は快適に動きます。
・ 40GB以上のHDD - 動画像を保存する場合に、ハードディスクの保存容量は大きい方が便利です。
・ 1280x1024画素以上のモニタ画面 - 1280x1024画素の高速画像を表示するためには大きい画面の方が便利です。
・  IntelCore2以上のCPU - CPU性能が良いほど、画像表示がスムーズに行えます。
・ CD/DVD - 得られた動画ファイルを、バックアップする場合に使います。
 
イーサネットの性能やCPUの性能が劣ると、
 
・LIVE画像(ピント合わせなどにコンピュータに表示させる画面)が飛び飛びの画像になる。
・画像データのダウンロードが遅い。
・ダウンロードした画像の再生が遅い。
・複数画像を同時に読み出して同期再生する場合、再生が遅い。
 
などの問題が起きます。
 
 
 
● 起動 
 操作ソフトウェアをCD、もしくはインターネット経由でダウンロードしたインストールファイルを使って
操作パソコンにインストールすると、上に示したMotion Studioのショートカットキーがパソコン画面に表れます。
 このショートカットキーをダブルクリックすると、操作ソフトウェアが立ち上がります。
 
● メインメニュー
 本ソフトは、右に示したメインメニューで示されるごとく、4つのメイン
プログラムから成り立っています。
「画像」
  コンピュータ(もしくは外部記憶装置)に保存された
  動画データを再生することができます。
  再生できる動画像フィアルは、AVI、MPEG、連番TIFF
  連番JPEG、連番BMPです。
  動画像の再生は、「再生」メニューを参照下さい。
「カメラ」
  カメラ操作をするメニューです。
  このボタンをクリックすると、「カメラを開く」
  メニューに移ります。
「データベース」
  MotionXtraシリーズのカメラで撮影した動画像を
  管理するメニューです。
  MotionXtraシリーズのカメラで撮影した動画像は、
  管理ファイルも同時に添付されるので、カメラの
  撮影条件や日時などのデータをこのメニューで読み
  出すことができます。
「オプション」
  カメラの基本設定を行います。基本設定とは、以下のようなものです。
    ・動画像の保存先の初期設定、
     操作ソフトウェアの確保メモリ設定
    ・PIV(Particle Image Velocimetry)撮影設定
    ・イーサネット通信設定
    ・タイムスタンプ(画像内に時間、フレーム情報を写し込む機能)設定
 
● カメラを開く - カメラを認識する
 「カメラ」を選択すると以下のメニューが表れます。
「Motion Studio」は、IDT社の高速度カメラすべてに対応して同じ操作環境でカメラの操作をすることができます。
このメニューでは、本ソフトウェアで扱う高速度カメラのタイプを選択することができます。
IDT社の高速度カメラは、タイプによってデータ通信を以下の方法で行っています。
MotionXtra Nシリーズは、イーサネットを使っています。
 
・ USB2.0 - 一番簡単な接続。
・ イーサネット - 長距離通信、複数カメラの使用の場合便利。
・ CameraLink - 高速通信可能。
 
従って、使用するカメラにチェックマークをして、「OK」ボタンを押します。
こうすることにより、コンピュータがカメラをサーチするのを短縮することができます。
 
 
 使用するカメラのタイプにチェックマークを入れて「OK」ボタンをクリックすると、上図左部のカメラリストブラウザが開きます。
このメニューでは、認識したカメラのリストを表示したり、再度カメラ認識を行ったり、認識されたカメラの名前をつけたり、イーサネット通信でのIPアドレス管理を行います。
カメラが2台以上パソコンに接続されているときは、認識できるカメラがすべてリストアップされます。
認識されたカメラから使いたいカメラにチェックマークを入れ、「開く」ボタンをクリックします。
 
クリックすると、以下の操作メインメニューが表れます。
 
 
 
上図が、カメラ操作のメインメニューです。
画面構成は、大きく分けて以下の3つに分かれます。
 
  ・中央部の画像エリア  - カメラからのライブ画像、撮影画像の再生を見るエリア。
  ・右部の操作タブとメニュー  - カメラの撮影条件を設定するエリア。
  ・画面上部の操作管理アイコン  - ファイル管理や画像の拡大縮小、カメラの認識、オプション設定、
                    付属品のタイミングハブ、A/D変換装置などを行うエリア。
 
最も頻繁に使うのは、メニュー右側にある「カメラ操作タブ」です。
ここでカメラのライブ画像を選択したり、撮影速度を決めたり、画像を再生します。
 
カメラ操作タブには、以下に示す三つのタブがあります。
【カメラ操作タブ】
「ライブ」   -  カメラ操作、ピント合わせ、撮影速度設定。
「プレイバック」 - 撮影した画像の再生。
「トラッキング」 - 撮影した画像の興味あるポイントを
            ピックアップして変位を測定する。
   
● ライブ
「ライブ」タブは、カメラを操作するためのもっとも重要なメニューです。
「ライブ」タブでは、左に示すようなカメラ操作ボタンが表示されます。
「録画」ボタン - このボタンを押すと、カメラは録画を開始します。
録画終了は、基本的には「トリガー」ボタンで行います。ただし、録画モードが「ノーマル」である時は、録画ボタンで録画が開始され、メモリが一杯になると録画が終了します。
「停止・スナップ」ボタン - ライブ画像を停止したり、録画を途中で
ストップさせるとき使います。ライブ画像の時は、最後に取り込んだ画像がそのまま表示され続けます。これがスナップ画像です。カラーバランスを取るときに使います。
「ライブ」ボタン - ピント合わせや画角チェック、光量チェックをする
ときに使います。
「トリガー」ボタン - このボタンを押すと録画を終了します。
トリガーは、このボタンの他にカメラの「Trig」信号入力によっても動作します。
「認識」ボタン - カメラを新たに増設した時や、イーサネット通信がと
ぎれたときに再度認識させる場合に使います。「ライブ」タブには、さらに以下の3つのサブタブメニューがあります。
「カメラ」  - カメラ撮影速度や露出時間の設定を行います。
「録画」  - 録画モード、トリガー設定を行います。
「カラー」 - カラーバランスなどを設定します。
 
 
● 「カメラ」タブ
・センサーゲイン: カメラの感度設定です。 0dBが標準感度で、
          3dB、6dBなどの感度設定ができます。
          光量が足りないときにゲインを上げますが
          ゲインを上げるとノイズが多くなります。
・レート[Hz]: 撮影速度(コマ/秒)です。
         このメニューでは、画像サンプリングの意味でHz( = ヘルツ)
         を採用していますが、撮影速度と同意語です。
          アイコンは、上のレートで規定される露光時間とは別に、長い露光
         時間を設定できるボタンです。高照度の照明装置を点灯せずに、ピント合
わせ
         や視野の確認をする場合に便利です。
         このアイコンをクリックした時には、下の「露光時間」で長い露光時間に設定します。
・露光時間[us]: 画像一枚を撮影するのに要する露光時間です。
          露出時間、Exposure Time とも言います。
          単位は、マイクロ秒(us) = 1/1,000,000、百万分の1秒
          で設定します。直接キー入力できます。
           のボタンは、露光時間の数値を√2(=1.4)倍ずつ設定する
          スキップボタンです。
          ボタンをクリックする毎に1.4倍露光時間が短くなったり、長くなったりします。
          ラフな露出条件を決めるときに便利です。
          ちなみに+1/2f のfとは、レンズの絞りのfから流用したもので、レンズ絞り
          の1/2絞りに相当する光量を露出時間で補うという意味が込められています。
・ガンマ: 画像の階調を設定します。γ = 1が標準で、必要に応じて変更できます。
      このカメラでは、γ値が低いと階調が狭く固い階調となり、大きいと軟調の画像
      となります。
・露光モード: [Single]- 通常の撮影モードです。
        [Double] - PIV(Particle Image Velocimetory)撮影に使うモードです。
        [XDR] - XDRは、Extended Dynamic Range の略です。
              階調の大きな現象を圧縮して暗い画像と明るい画像を階調の範囲内に
              おさめます。XDRを設定したときには、以下の[XDRコントラスト]で
              階調の設定を行えます。
・XDRコントラスト: 上の[露光モード]で[XDR]を設定したときに有効になります。
           階調の設定は、スライドバーで調整します。
・ビニング: 複数の画素を1画素と見なす機能です。1x1(1画素)、2x2(4画素)、3x3(9画素)
       の設定ができます。
       ビニングを行うと、画素数経る分感度が上がります(明るくなります)。
・階調: 画像の階調を設定します。この階調の設定で暗部の階調を上げることができるので、相対的に
     感度を上げることができます。
・ROI: Region Of Interestの略です。画像領域を指定できます。
     画像領域の指定は、画素数での設定ができます。
     ROIの設定は、右のROI設定ボタン を押して詳細設定を行います。
     詳細は、ROIの設定を参照下さい。
・ライブタイムアウト[s]: カメラとのデータ通信障害が起きたときの猶予時間です。
               設定時間(右の場合は5秒)経ってもカメラから反応がない場合、
               タイムアウトエラーが表示されます。
               この猶予時間は、秒単位で設定できます。
・圧縮: カメラ内部のRAMメモリに画像を録画していく場合に、圧縮を行いながら録画をすると
     録画枚数を増やすことができ、録画時間も多くなります。その設定をスライドバーで行います。
・メモリ管理: 機械ギア のアイコンをクリックするとカメラ内蔵のRAMメモリの管理を行うことが
        できます。メモリは、セッションで小分けに撮影を行うことができます。
        このアイコンをクリックすると、メモリ管理の詳細メニューが表れます。
        詳細はメモリ管理の項目を参照下さい。
● 「録画」タブ
・「録画モード」: 録画モードは、3種類あります。
     「Normal」: 通常の撮影モードで、トリガー信号を使わないモードです。
             このモードでは、「録画」ボタンを押すと直ぐに録画を開始します。
             「フレーム」で設定した枚数を録画すると録画を停止します。
     「Circular」: トリガー信号を必要とする録画モードです。
               このモードで、「録画ボタン」を押すと録画を開始しますが、
               「トリガー」信号が入るまで録画を終了しません。
               「トリガー」信号が入力されると、以下の「トリガー調整」
               で設定されたフレーム(撮影枚数)配分で録画が終了します。
     「BROC」: Burst Rec On Command というモードです。
           このモードでは、トリガー信号が入ると、予め「BROC録画フレーム数」
           で決められた枚数分だけ録画し、「フレーム」枚数に達するまで録画を
           連続的に撮影していくモードです。
           1秒間に10回程度現象が起きてその都度1,000コマ/秒で50枚の撮影を
           行いたいとするときに便利なモードです。
           このときは、
              「フレーム」 = 500
              「BROC録画フレーム数」=50、
              「レート」 = 1000 Hz
           とセットします。
・「フレーム」: 録画する撮影枚数です。この項目の右に示された数値(秒数Sの単位表示)は、
         指定した録画枚数が時間換算にしてどのくらいの時間(秒)録画できるかを
         示したものです。
         この時間は、フレーム/レート で算出した値となります。
・「BROC録画フレーム数」: BROCモードで有効になる値で、トリガー信号を受け付けた時
               撮影を行う枚数です。
               この枚数を、例えば10枚と設定し、上の「フレーム」を100枚と
               設定すると、トリガー信号は10回まで(←100/10)受け付ける
               ことになります。
・「フレーム同期」: 内部同期と外部同期の2つが選択できます。
           内部同期は、カメラ内部の発信器で撮影を行うもので、外部同期は、カメラ
           背面パネルの「Sync. IN」からの同期信号で撮影を行います。
・「同期設定」: カメラ背面パネルの「Sync. IN」に入力される電気信号の選択ボタンです。
         Edge-High(立ち上がり)とEdge-Low(立ち下がり)の二種類があります。
・「トリガー設定」: カメラ背面パネルの「Sync. IN」に入力される電気信号の選択ボタンです。
           Edge-High(立ち上がり)とEdge-Low(立ち下がり)とSwitch Closure
           の三種類があります。
・「トリガー調整」: トリガ信号を撮影フレーム数のどの位置でかけるかの設定です。
・「アドバンス」:
・メモリ管理: 機械ギア のアイコンをクリックするとカメラ内蔵のRAMメモリの管理を
        行うことができます。メモリは、セッションで小分けに撮影を行うことができます。
        このアイコンをクリックすると、メモリ管理の詳細メニューが表れます。
        詳細はメモリ管理の項目を参照下さい。
 
● 「カラー」タブ
 画像のカラーバランスを調整するタブです。
・光源: 光源を選択すると光源の色合いに応じて最適なホワイトバランスを設定します。
     多くの場合、対象物からホワイトバランスを取ることが多いので、「User」が
     設定されます。
・Rゲイン、Gゲイン、Bゲイン: ホワイトバランスを選択したときの三原色の値です。
                スライドバーでの設定もできます。
・カーソル発生ボタン : ホワイトバランスを取るときにカーソルを発生させる
              ボタンです。カーソル発生を終了するときもこのボタンを押します。
・「適用」: 対象物の白色部分(灰色が望ましい)にカーソルを当て「適用」ボタンを
        押すと最適なホワイトバランスを選定してくれます。
・「リセット」: ホワイトバランスをリセットする場合に押します。
・ターゲットRGB値: カーソルを当てた画素のRGBの値です。
・ガンマ: 画像のガンマ調整を行います。スライドバーもしくは数値をキーインします。
      ガンマは階調補正なので、画像が硬調になったり軟調になったりします。
・ヒュー: 色相調整を行います。色合いの調整ができます。
・サチュレーション: 色の濃さを調整できます。
・ブライトネス: 明るさを調整します。
・コントラスト: コントラストを調整します。
・デフォルト: 画像のカラーバランスを初期設定に戻します。
 
 
 
 
 
■ ROIの編集
ボタンを押すと、以下に示すメニューが表れます。
このメニューでは、撮影画像の大きさや位置を自由に決めることができます。
また、希望する画素の大きさで撮影可能な最大撮影速度も表示されます。
 
 
● メモリ管理
ボタンを押すと、右のメニューが表れます。 
このメニューは、録画メモリの管理や画像の保存の設定を行います。
・画像フォルダー:
 この設定では、録画された画像をどのフォルダーに保存するかの指定を行います。
 
・オートダウンロード:
 この設定では、2種類のオプションが設定できます。一つは、録画が終了したら、以下のフォルダー設定(フォルダ、フレーム、ファイル形式)で示される条件で自動的に画像を保存しする設定です。もう一つは、自動保存した後、自動的に録画モードになりトリガ待ちで録画を行い、録画が終わると再び自動的にダウンロードを行うという連続録画ができる設定です。
 
・フォルダー設定:
 画像の保存するフォルダ名とファイル名(画像プリフィックス)、コメント、保存する枚数、ファイル形式を指定します。
右の縦位置に配置されるボタン[新規、削除、全て削除、最適化]は、カメラメモリ管理ボタンで、カメラに内蔵されているメモリのセッション区切りを設定するためのものです。カメラメモリは複数のセッションに割り当てることができ、割り当てられる設定は、下のカメラメモリマップに図として表示されます。
右の図では、1.25GBのカメラメモリの中の95枚分が1セッションとして割り当てられていることを示しています。
・「新規」 - 新しいセッションを作るときにこのボタンを押します。
       このボタンを押すと新しいセッションの定義メニューが表れます。
・「削除」 - 作成したセッションを削除したいときにこのボタンを押します。
・「すべて削除」 - このボタンを押すと小分けに分けられたすべてのセッションが削除され一つのセッションになります。
・「最適化」 - 小分けされたセッションが削除によって間引きされるとメモリが虫食いのようなマップになってしまいます。
       このとき「最適化」ボタンを押すと、間引きされたセッションが整理されて新しく整理されたメモリ空間ができあがります。
 
 
画像のファイル形式について:   Motion Studioでは、扱える動画像ファイルが、右図に示すように多様です。
TIFFファイルやBMPファイルはもちろん、AVIファイルやMPEGファイル、最近主流になりつつあるMP4(圧縮H.264によるMPEGファイル)にまで対応しています。
 
 
 
● プレイバック (画像の再生)
 録画された画像や、保存された画像を再生するときに使うメニューです。
操作アイコンは、多くの動画再生ソフトと同じ形状なので容易に操作ができると思います。
最上段にあるアイコンは、左から、
頭出し、一コマ逆転、逆転再生、停止、正転再生、一コマ再生、末尾出し、
   
という配列になっています。
再生は、メニュー中程にあるスライドバーをドラッグしても動画を再生することができます。これは動画を素早く見たいときに使います。
再生時、表示されている画像が何枚目に当たっているのかを知るには、2段目の数値で確認できます。右図では、24(45/100)と表示されています。これの意味することろは、現在表示されている画像が「24」フレーム目であり、また、現在開いている画像が100枚で構成される動画像で45番目が表示されていることを示しています。従って、100枚の画像のうち、最初の画像は「-20」というフレーム番号が割り振られ、「0」フレームを含め、最後が「79」フレームの合計100フレームとなります。
スライドバーの下にある「」は、タイム「ゼロ」を示すものです。これは、 ゼロフレームボタンで設定できます。
表示フレームの下の数字(この場合は、0.024000s)は、時間情報を示していて撮影速度とトリガポイントから算出されているものです。
スライドバーの左にあるうす青色の右矢印ボタン は、エンドレス再生か一回だけの再生かを選択するボタンです。
その下の太文字の「O」と書かれたボタン は、ゼロフレーム設定ボタンです。希望するフレーム、たとえば20フレーム目を「0」フレームとしたいとき、表示フレームを「20」に合わせて、このボタン をクリックします。
「開始」、「停止」、「スキップフレーム」は、再生画像のトリミング指定を行うものです。
100枚の動画像があって、その中の-12番目から57番目をトリミングして撮影したい場合、
   開始 → -12
   停止 → 57
   スキップ → 0
とセットします。 指定したフレームは、右図のようなスライドバーとなります。
トリミングは、スライドバーの両端のトリムバーをドラッグして指定することもできます。
スキップは、再生する画像のスキップ数で、これを5とすると -10番目から 60番までを5枚ずつ飛ばして再生します。
従って、見かけ上の再生速度が速くなります。
「Goto」ボタンは、希望するフレーム番号に飛び越すボタンです。
「実際のプレイバックレート[fps]」は、再生時、画像がどの程度の再生速度(フレーム/秒 = frames per second = fps)で行われているかを表示します。再生速度は、コンピュータの性能と画像の大きさによって左右されます。
また、再生スピード設定スライドバーで設定したスピードとスキップフレーム設定にも依存します。
 
ビューを同期」というボタンは、動画像が複数開かれている場合、複数の動画像を時間的に同期を取って再生する機能です。
機械ギア のアイコンをクリックするとカメラ内蔵のRAMメモリの管理を行うことができます。
詳細はメモリ管理の項目を参照下さい。
 
注釈は、動画ファイルにコメントを入れるためのもので、「Motion Studio」で動画像を再生する場合にはこの注釈欄で書かれたコメントが表示されます。
注釈は、画像ファイルのフレーム毎にコメントを残すことができます。
右図が注釈のコメント欄で、「一般注釈」、「画像注釈」、「データ注釈」に分けてコメントを保存することができます。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
■ 高速度カメラ撮影の実際 - 関連サイト
高速度カメラの構成要素(Cマウント、カメラネジ、トリガ、などの説明)は、
このカメラの兄貴分のMotionXtraXシリーズのコンテンツの中、
「高速度カメラを使ってみよう」 - http://www.anfoworld.com/MotionProX.html
で触れていますので参考にしてください。
 

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