カトウ光研

可視化計測を専門とするメーカー、カトウ光研では、裏面照射型センサーなどを先駆的に採り入れた高速、高画質モデルなど、7機種のハイスピードカメラを展開しています。

カトウ光研のハイスピードカメラ

k5

引用元：カトウ光研公式HP（https://kk-co.jp/products/k5.php）

気体・液体の流れやノズル・噴霧・燃焼の可視化、溶接工程の可視化などに適した高感度ハイスピードカメラ。
PIV（粒子画像流速測定法）にも対応しているほか、カメラリンク出力による複数台同機種同士の同期撮影に対応しています。

k6

引用元：カトウ光研公式HP（https://kk-co.jp/products/k6.php）

PIVによる気体・液体の流れの高精度解析や、DICや運動解析の高空間分解能・高周波解析を行う場合のほか、溶接時の溶融箇所やシールドガスの可視化などに適したハイスピードカメラ。
1280×1028px時に2,000fpsを実現しているため、特に気流のPIV用途に向いています。USB-HUBを使用することによって、複数台の同機種間で同期撮影を行うことが可能です。

k7-USB

引用元：カトウ光研公式HP（https://kk-co.jp/products/k7.php）

内蔵メモリとPCメモリを切り替えられるデュアルメモリシステムを持ち、ローコストながら高感度・低ノイズを実現したエントリーモデル。PIV(粒子画像計測法)の初期導入用カメラに適しています。
明視野から暗視野まで低ノイズ高感度で記録が可能なため、顕微鏡撮影にも活用できます。また、PC1台で同期のマルチカメラシステムを構築でき、複数台を同期させて運動解析を行うことができます。

k8-USB

引用元：カトウ光研公式HP（https://kk-co.jp/products/k8.php）

USBハブを経由し、PC1台でマルチカメラシステムを簡単に構築できるため、複数台の同期撮影による運動解析が可能です。
同期撮影時にはカメラ内蔵メモリを使用しますが、長時間撮影時にはPCメモリへの切り替えが可能。微弱発光や蛍光撮影などマイクロスコープでの撮影にも対応しています。非冷却ながらノイズを抑えた高感度撮影が可能なため、PIV(粒子画像計測法)の高画素撮影用にも向いています。

k9

引用元：カトウ光研公式HP（https://kk-co.jp/products/k9.php）

USB3.0による手軽な運用が可能で、フルHD時に2,000fpsを実現した高感度ハイスピードカメラです。
気体・液体の流れをPIVにより高精度解析したり、DICによる変形や歪み分布の解析を行ったり、また溶接時の溶融箇所やシールドガスの可視化といった用途に適しています。USB-HUBを介して同機種複数台による同期撮影にも対応しています。

VEO 1310／VEO 1010

引用元：カトウ光研公式HP（https://kk-co.jp/products/phantomveo.php）

黒画像と実画像の2枚の撮影を繰り返し、毎フレームごとにノイズ除去を行うCDS機能（Correlated Double Sampling）を搭載し、高画質・高ダイナミックレンジを実現したモデルです。
PIVやDIC等の画像相関法を用いた計測において、ノイズの抑えられた高品質画像で解析を行うため、信頼性の高い結果の算出が可能です。また、2GBのデータを約6秒でPCに転送可能な高速イーサネットを装備しています。

TMX 7510／TMX 6410／TMX 5010

引用元：カトウ光研公式HP（https://kk-co.jp/products/phantomtmx.php）

裏面照射型センサーを採用することによって、ISO125,000という高感度でありながら、白飛びなどの現象を捉えるハイスピードカメラ。
複数の画素を1つの画素とみなし、取り込む情報量を増やすと同時にデータ転送を高速化するビニングモードが利用でき、同モード時の撮影速度はセグメントフレームで1,516,000fps（TMX6410）を実現しています。シャッター速度は95nsとなっています。また、10GBのイーサネットを装備しており、高速データ転送が可能です。

カトウ光研は感度や高速撮影に優れた多種多様なハイスピードカメラを扱っていることが分かります。
どんな業界や用途で使用するにしても、オーバースペックなものを導入して持て余すことのないよう、自社が求める性能を把握することが大切。以下ページではどの業界・用途にどれくらいの撮影速度が必要なのかを簡単に解説し、製造現場・研究開発・特殊撮影の3つのシーンごとにオススメの会社を紹介しています。

カトウ光研のハイスピードカメラの活用事例

円管内爆発の観察

通常切削と超音波振動切削で生じるキリコの違いを観察

カトウ光研の特徴

計測用光学機器の専門メーカー

カトウ光研は可視化計測を専門とするメーカー。通常目に見えないものを見える化し評価する可視化計測用の機器開発、中でも「流体現象の可視化」に特化した製品を中心とした提案を行っています。
同社が提案する「見える化」は、シミュレーション結果から視覚的分析を行うものではなく、実際の現象そのものを光学的に可視化撮影する「実測」で、設立当初からシュリーレン装置をはじめとした計測用光学機器を手がけてきました。

その他カトウ光研が取り扱っている製品

カトウ光研では、他にも豊富なラインナップの製品を取り扱っています。それぞれの特徴や注目ポイントなどをまとめましたので、自社のニーズに合うハイスピードカメラを比較検討する際のヒントとして、ぜひ参考にしてみてください。

PIVシステム

PIVシステム2D2C

2次元断面のエリア2成分について、非接触で時系列のスピード評価をすることが可能になるシステムです。連続発振レーザーシート光源およびハイスピードカメラを併用すれば、これまでのダブルパルスレーザーによる構成よりも、かなり使い勝手が向上します。可視化された粒子画像を即撮影できるので、同期撮影をするための準備や設定をする手間を省けるというのが、その大きな理由です。連続計測に問題なく対応できるようになります。

また、今使っているシステムを書き換えられるところも、注目すべきポイントです。カトウ光研に相談すれば、光源やカメラから、実験の条件に適したシステムを提案してもらうことができます。メンテナンスをする必要はありませんし、また、年間の保守料も0円です。導入後には、プロのサポートスタッフが対応してくれるので、不安なく導入できます。

ステレオPIVシステム2D3C

2台のハイスピードカメラを用いて、ステレオ撮影で速度3成分を正確に測れるようになるシステムです。多くのユーザーから信頼を得ている流体計測手法であるステレオPIVの精度を、さらに高くした製品です。流体解析における、多岐にわたるニーズに応えられる性能があります。

ステレオPIVには、次にあげるアイテムが必要になります。

• レーザーシート光源
• ハイスピードカメラ
• ステレオPIVソフトウェア
• シャインフラグマウント
• カメラレンズ
• キャリブレーションプレート
• トレーサー粒子
• 撮影・解析用のパソコン

※トレーサー粒子については、対象の流体に応じて気流用・液相用のいずれかを選択します。

※パソコンについては、ノートPCでも問題ありません。

PIVコンポーネント

PIV Laser Gシリーズ

比視感度に優れ、かつ視認性の高い緑色のレーザーを発振できる装置です。波長は532nmです。流体計測の手法のひとつであるPIVに適したこのレーザーシート光源は、安定したシート状の光を連続波で発振できるので、流れ場の「断面」をクリアな可視化が実現します。ちなみに流れ場とは、たとえば水流や気流などのことをいいます。この製品がもつ計測精度と視認性の高さは、流体力学の可視化計測において、幅ひろいシーンで重宝される性能だといえます。

また、コンパクト設計になっているため、さまざまな環境に適応しやすい「現場対応力」を備えているところも注目ポイントです。AC100V電源で運用できますし、三脚に設置して使いやすさをより向上させることも可能です。

PIV用半導体ファイバーレーザーシート光源 FS6000シリーズ

流体力学の研究における精密な流れを可視化するための光源として、新たに設計されたシリーズです。半導体によるレーザー発振になっているため、故障やトラブルが発生するリスクがかなり低いです。長期間にわたって使用しても、しっかりと性能を発揮できる堅牢性が特長です。また、この製品は光源および電源が一体型になっているので、研究現場での準備もスムーズに行えます。

さらに、光学系の操作でシート光の厚みを調整できるところも、注目ポイントです。任意のエリアにシート厚を調整し、高い視認性で観測を実施することが可能です。

PIV Laser KLD-Ⅴ/KLD-Ⅲ

流体可視化のための新たなスタンダードとして活用できる、流体可視化用レーザーシート光源です。粉塵に強く、安定性が高く、さらにコンパクト設計になっているため、幅ひろい現場でストレスなく使える堅牢な筐体が魅力です。もちろん、高感度な撮影ができる性能をそなえています。

調光するときには、調光ツマミを回します。0～100の範囲で値を調整することができます。 また、動作温度は15℃～35℃、そして動作湿度は80％RHです。結露は禁物です。

PIV Laser KLD-G1

これまでのような固体レーザーを超える性能を備えているPIV Laser KLD-G1。高性能かつ長寿命、そしてメンテナンスフリーなど、うれしい要素が揃ったPIV用緑色半導体レーザーシート光源です。効率的なPIV計測が可能になるため、コスト削減にもつながります。

サポート体制も充実しています。設計・製造・サポートをすべて国内で完結しているので、不安なく導入することができるでしょう。PIV向けレーザーシート光源において、これからの主流になることが期待されている製品です。

可視化用ルミネッセンス光源Lumino-Yellow

「レーザーと比較しても遜色のない可視化性能」と「LEDの寿命」。これら2つの要素が融合した、次世代型の光源です。この製品には、青色レーザーダイオードと蛍光体のコンビネーションにより、特定の光が生じる技術が採用されています。

波長の短いレーザーダイオードの光が蛍光体ターゲットに照射されて励起状態になり、その結果、蛍光体から発振する非干渉性の光が生成される仕組みになっています。発散角コントロールできるので、光をシート状に取り出すことができるという点で、注目度の高い技術だといえます。

PIVソフト Flow Expert2D2C

注目の解析機能だけでなく、直観的に操作できる使いやすさも兼ね備えた、便利なFlow Expert2D2C。2次元2成分の速度ベクトルを、画像から効率よく算出できるソフトウェアです。ユーザーフレンドリーなツリー形式のインターフェースが採用されているので、ビギナーであっても、問題なく利用できるようになっています。作業プロセスのほか、進行状況や処理の履歴も簡単にチェックできます。

既知スケールキャリブレーションやグリッドキャリブレーションやなどに対応しているので、さまざまな分野での流体解析に適しています。

ステレオPIVソフト Flow Expert2D3C

これまでの2次元2成分PIVでは難しかった、Z成分の流れも算出できるステレオPIVソフト Flow Expert2D3C。カメラを2台用いてステレオ撮影を行い、Z成分を含む速度の3成分を同時に測ることが可能です。

また、算出したデータは、アニメーション動画や数値データなどの形で保存・出力可能です。そのため、データシェアやプレゼンテーションで活用したいときにも重宝するでしょう。

気流用トレーサー

多岐にわたる実験条件や環境に応じて選ぶことのできる、気流用トレーサーです。

• 【煙発生器】

持ち運びしやすいローコストモデル。室内の気流からより局所的な流れまで、しっかりと評価できます。加圧型シーディング装置で、熱上昇を抑えた高品質なスモークを発生させられます。また、オプションでは、さまざまな形状のノズルを用意しています。一流線・翼型・くし形から選択可能です。

• ミスト発生器

クリーンルーム気流を可視化するのに適しています。コンタミの影響をあまり受けないミスト発生器なので、汚染が問題になるような環境下であっても、ストレスなく使用できます。

液相用トレーサー

精度の高いPIVを実現できる液相用トレーサーです。液相のPIVに適した材質、粒径、そして比重の粒子を備えています。実験を行う際の条件に合う粒子を選択することができます。

ただ、選択とひとくちにいっても、さまざまな点に考慮しなくてはならないため、注意が必要です。かりに不適切なトレーサーを選んでしまうと、計測精度を低下させてしまったり、あるいは機材やシステム構築の費用を増やしてしまったりするなどの事態を招く可能性もあるのです。そこで、カトウ光研では、実験条件にぴったりのトレーサー粒子を選べるようにサポートしています。

PTVコンポーネント

3DPTVソフト Flow Expert3DPTV

全方位の流体計測ソフトウェアです。全方位で流れの複雑な動きをしっかりととらえて、流体を3次元で測ることができます。壁面近傍の流れやせん断の大きい複雑な流れなどであっても、細部まで計測できるのが、このソフトウェアの特長です。

また、「自動粒子抽出機能」と「ボリュームセルフキャリブレーション」のコンビネーションで計測の際に生じる誤差を抑えることが可能なので、より高精度な、そしてより効率的な計測が実現するところも、注目すべきポイントです。

シュリーレン

システムシュリーレンSSシリーズ

光軸調整を大胆に簡素化したシリーズです。簡素化によって、これまでかなりの手間がかかっていたシュリーレン撮影を、気軽に行えるになりました。コンパクト設計になっているため、設置スペースの不足に頭をかかえる必要もありません。

このように、使い勝手のよさが魅力の製品ではありますが、微細な現象の可視化を高い精度で実現できるなど、性能面においても秀逸です。航空機モデルまわりの衝撃波の撮影などに適しています。

レンズ式シュリーレン

凸レンズを用いた直線配置で、コンパクトなサイズ感や光学レイアウトの簡便さを実現したシュリーレンシステムです。細かい部分までクリアに、密度の勾配をとらえることができます。キセノン光源と、シュリーレンレンズのコンビネーションによる精密な可視化を実現しているところも、注目すべきポイントです。

また、レンズ式シュリーレンは、原理や構成がわかりやすいのが特徴的です。そのため、教育現場などでの使用にも適しています。

シュリーレン凹面鏡2面対向方式

ほんのわずかな差異であっても、それを明瞭にとらえることのできる凹面鏡式シュリーレンシリーズです。細部にまで強いこだわりをこめて設計された製品なので、シュリーレン法の観測を、ベストコンディションで実施することができるのが特長です。

基本レイアウトでは、光学系がZ型にセッティングされています。点光源から発した光が両方の凹面鏡で平行な光を作り、観測エリアになります。光が再度、点に結像するところで、ナイフエッジによりカットされ、密度勾配で屈折した光が、いわゆるシュリーレン現象として撮影される仕組みになっています。

シュリーレン用キセノン光源LSシリーズ

シュリーレン法に特化した光源です。かすかな屈折率の変化であっても、それをしっかりと視覚化できるようにするため、ハイクオリティな点光源を発生させます。また、このシリーズでは点光源からピンホールまでが一体化されているので、込み入った光軸の調整も、簡単に行うことができます。

溶接可視化

溶接中シールドガス可視化システム Shield View

これまで困難とされていた、シールドガス・スパッタ・ヒュームなどの観測を可能にするシステムです。溶接中のシールドガスの動きをリアルタイムでとらえ、その乱れの様子を明らかにすることができます。可視化によって、ブローホールやスパッタが発生するのを抑えるのに適したガス流量を維持することができます。

溶接中シールドガス可視化システムをベースにしており、簡素な操作性をそのままに、しかも強力なアーク光を遮断できるのが特長です。

カラー溶接カメラシステムCWC-VEOシリーズ

溶接の現場に、これまではなかった視覚体験をもたらしてくれる製品です。溶接中の溶融池を可視化することで細部にわたる撮影ができるこのシステムを使用すれば、モノクロカメラではとらえるのが難しかった赤熱箇所や火炎を、RGBの輝度情報でしっかりと評価できるようになります。そのため、溶接欠陥が生じるプロセスに関する理解を深めることも可能です。

業務用ハイスピードカメラを扱う会社を見る

カトウ光研の会社情報