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ハイスピードカメラの歴史

登場した当初と比べると身近になってきたハイスピードカメラではありますが、これまでにどのような歴史があるのでしょうか。カメラの始まりから現在のように発展するまでについて紹介します。

カメラの始まり

カメラが誕生したことにより、大切な時間を思い出としてだけではなく、写真として残せるようになりました。

カメラの原点として知られているのが、ピンホール現象です。ピンホール現象とは、暗い部屋の壁に小さな穴を開け、そこから入り込んだ光が反対側の壁に届いた際、外の景色が逆さになって映る現象をいいます。

この現象を用いて16世紀に「カメラ・オブスクーラ」と呼ばれる写真鏡が発明されました。その後、1826年のフランスで初めて写真撮影に成功します。

なお、日本に写真が伝わったのは江戸時代になってからです。

参照元:関西写真部SHARE(https://share-photography.com/camera-history/#i

世界初の高速度写真撮影

世界初の高速度写真撮影に成功したのは、1851年のことです。火花放電の技術を使い、高速度写真撮影が行われました。撮影を行ったのは、英国の写真発明家であるWilliam Henry Fox Talbotです。

ライデン瓶に電荷を蓄え、それを空中で放電させる仕組みによって発光を作り、回転版に取り付けたLondon Times紙の文字を静止画として写真に収めました。

その後も火花写真の研究は続けられ、質の高い火花写真撮影手法が完成されていくことになります。

参照元:高速度カメラの歴史背景とトピック(http://www.anfoworld.com/TopicHistries.html

ハイスピードカメラの歴史と発展

高速度カメラの提案

1867年になると、50枚の連続写真ができる高速度カメラが提案されました。円形にした感光材を回転させることにより、連続して写真撮影が行えるといった内容の提案です。

現在の連続写真撮影と同じように、このカメラが開発されることにより、さまざまな人や動物の動きを連続してカメラに収められるとの提案でした。ただ、この技術については提案に終わっています。

その後、複数台のカメラを用いて次々と写真を撮影する形で、連続写真の撮影に挑む取り組みも行われました。

写真銃の開発

1882年になるとフランス大学の教授であるマーレー博士によって写真銃が開発されます。この写真銃は、銃に取り付けられた1台のカメラを使い、高速度での複数写真撮影ができるものです。

フォトソニックス社による高速度カメラの製造

その後、高精度な高速度カメラの開発に成功したのは、米国の精密機械製造会社であるフォトソニックス社です。Acme機械を作ったフィルム送り機構技術を活かす形で傑出した高速度カメラの製造に成功しています。

開発と研究が続けられ、高速で撮影できる固体撮像素子が開発されたこともあり、ハイスピードカメラは目覚しく成長していきました。

近年のハイスピードカメラ

2008年にもなると、非常にコンパクトなタイプの高速度カメラが開発され、話題となります。2018年はさらに小型の高速度カメラも開発されました。

サイズだけではなく、性能面も進化しており、現在では数千~数十万fpsの高速撮影に対応するようなハイスピードカメラも登場しています。同時にハイスピードビデオも発展してきました。

このように、フィルム撮影時代から行われてきたハイスピード撮影は、非常に長い歴史を持ちます。

参照元:高速度カメラの歴史背景とトピック(http://www.anfoworld.com/TopicHistries.html

THREE SELECTION
       
【業務用】
利用用途別に選ぶ
おすすめのハイスピードカメラ3選を比較

溶接・レーザー接合
・金属積層など
材料接合分野

ナックイメージテクノロジー

おすすめの製品一例

強発光を伴う材料接合プロセスも
鮮明に記録する
MEMRECAM GO

ナックイメージテクノロジー
引用元:ナックイメージテクノロジー公式HP
(https://www.nacinc.jp/analysis/high-speed-camera/memrecam-go/)
撮影速度 220,000fps
感度 モノクロISO 100,000
カラーISO 20,000
筐体サイズ 128×128×135mm、約2.9kg
  • アーク・レーザーなど強発光を伴う材料接合現象でも白飛びや黒つぶれを抑制。アーク光の明暗境界、溶滴移行、溶融池の流動・凝固過程など、接合品質に直結する現象を鮮明に捉える
  • ケーブルレス仕様により狭小な接合装置内や生産ラインにも柔軟に設置可能。さらにワイヤレスリモート機能で安全距離を保ったまま撮影・制御でき、材料接合の検証・条件出しを効率化

電子部品・精密機器・医療機器など
実装・組立分野

ディテクト

おすすめの製品一例

組立工程の微細な動作を
正確に捉える
HAS-D71

ディテクト
引用元:ディテクト公式HP
(https://www.ditect.co.jp/products/camera/has_d71.html)
撮影速度 最大120,000fps
解像度 最短3μs
シャッタースピード 640×480(VGA)
  • 最大120,000fpsと3μsの撮影で、部品の吸着や締結時のズレやタイミング誤差を正確に検出し、組立精度と装置調整の再現性を高める
  • 高感度設計により照明が限られた装置内部でも安定撮影が可能。実装や組立の検証を効率化し、調整時間と試行回数を削減する

航空宇宙・高速飛行・爆発など
研究分野

ノビテック

おすすめの製品一例

ナノ秒スケールの現象も記録可能
Phantom TMX 7510

ノビテック
引用元:ノビテック公式HP
(https://www.nobby-tech.co.jp/measure/highspeed/TMX7510_6410.html)
撮影速度 1,750,000fps
センサー 裏面照射型
(BSI CMOS)
解像度 1,280,×800ピクセル
  • 米国を拠点に航空宇宙分野をリードするメーカー「Phantom」の正規代理店。堅牢かつ耐衝撃性設計で過酷な現場環境でも撮影可能
  • 最大1,750,000コマ/秒の超高速撮影で、μs(マイクロ)〜ns(ナノ)秒単位の衝突・爆発・粒子の瞬間挙動を捉え、従来困難だった可視化を可能