ハイスピードカメラとは?種類・主な用途・選び方などを解説
この記事では、ハイスピードカメラについて、種類や主な使用用途、選ぶ際のポイントなどをご紹介します。
目次
ハイスピードカメラとは
ハイスピードカメラとは、高速現象をスローモーションの動画として記録できるデジタルカメラです。
一般的なビデオカメラだと1秒に30fps〜60fps程度撮影できるのに対して、ハイスピードカメラでは1秒間に数百〜数十万fpsのフレーム(静止画)を撮影することが可能です。人の目では見えない一瞬の動きもハイスピードカメラを利用すれば可視化できます。
1秒間で撮影できるコマ数が多くなるほど、より細やかな動きを記録でき、撮影した動画もよりなめらかになります。
スマホでもスーパースロー撮影に対応している機種もありますが、ハイスピードカメラの方がより鮮明で長時間の撮影が可能です。
ハイスピードカメラの種類
ハイスピードカメラには、用途別に個人向け、製造現場向け、研究開発向け、映像制作・メディア向けがあります。それぞれの特徴を見ていきましょう。
個人向けハイスピードカメラ
個人向けのハイスピードカメラは、個人が趣味や思い出の記憶などで使うもので、60fpsまで対応しているものが多いです。
ハイスピードカメラ単体というよりは、一眼レフカメラやミラーレス一眼レフカメラなどに搭載された機能のひとつです。
製造現場ハイスピードカメラ
製造現場向けのハイスピードカメラでは、数千fps程度の高速撮影に対応した機種が多いです。主な使用方法は、製造ラインなどの不具合や不良品が発生していないかの確認のために使用します。
ハイスピードカメラを使うことで、肉眼では確認できない瞬間を解析することが可能です。
製造ラインでは、スペースの問題やカメラポジショニングの位置の関係から、軽量で小型なハイスピードカメラが求められます。低照度でも撮影できるように、モノクロ撮影に対応しているかも重要です。
研究開発ハイスピードカメラ
研究開発向けには、10万fps以上にも対応したハイスピードカメラもあります。衝突実験では、耐衝撃性や小型軽量性が求められ、振動分析や燃焼研究では高解像度であることが必要です。
さらに研究開発の現場では過酷な環境にも対応していなければいけないため、内蔵メモリ録画があるモデルを選ぶと良いでしょう。
映像制作・メディアハイスピードカメラ
映像制作・メディア向けのハイスピードカメラは、数百〜1,000fpsのものが多く展開されています。フルHD解像度での4倍速のスローモーション再生や、スポーツなどの中継現場で使用されます。
映像制作・メディア向けのハイスピードカメラには、アリーナやスタジアムなどでのスポーツ中継撮影にも対応できるように、高速のデータ転送システムが内蔵されているのが特徴です。
業務用・研究用と個人用では何が違う?
一般的に市販されているビデオカメラでも、スローモーション動画に対応したものもあります。しかし、個人用のビデオカメラと業務用・研究用のハイスピードカメラでは、性能が大きく異なります。
ここでは、業務用と個人用のハイスピードカメラの違いをご紹介します。
撮影速度
個人用のカメラに内蔵されているスローモーション撮影機能では、1秒間に数百コマ程度の撮影が限界です。それに対して、業務用・研究用のハイスピードカメラでは、1秒間に数千〜数万コマの撮影ができます。
個人用に比べて、業務用・研究用のハイスピードカメラは、何倍ものコマ数が撮影できるため、より高速で一瞬の現象を捉えることが可能です。
解像度
スローモーション動画は大量のフレームをつないで構成されるため、データ容量が膨大になります。個人用のビデオカメラでは、容量を小さくする目的でデータを圧縮しますが、それにより動画の解像度が低下します。
一方業務用・研究用では計測と解析を行うのに使用するため、より鮮明な動画が必要になるため、データを圧縮せずに扱える専用のカメラが使われます。
ハイスピードカメラの主な使用用途
ここでは、分野別にハイスピードカメラの主な使用用途をご紹介します。
流体
ハイスピードカメラは気体や液体の流れを観察、または計測する際に使用可能です。
例えば、PIVと呼ばれる画像計測法を用いれば、流れの速度や方向などを計測でき、分布化が円滑になります。
流体の状態を把握できれば、さまざまな現象が発生する原因が把握しやすくなります。
エレクトロニクス分野
スマートフォンやパソコンの開発現場にも、ハイスピードカメラは導入されています。
例えば、モバイル端末が落下したときに起こる挙動や変形などをハイスピードカメラでチェックし、耐久性と安全性の観察に活用できます。
またインクジェットプリンターのインクの出方を撮影して、品質向上に活かすことが可能です。
このようにさまざまな製品の品質や耐久性、安全性などの改善の研究にハイスピードカメラが活躍しています。
生産分野
生産現場でも、品質管理や効率向上にハイスピードカメラは欠かせません。製造プロセスを詳しく観察して、不具合の原因となっている部品を特定することで、不良品や生産ラインが増えるのを防ぎます。
また製造プロセスの改善点を検出して効率性をアップさせれば、業務の効率化やコスト削減につながります。
自動車分野
自動車の開発や製造のさまざまな製造プロセスで、ハイスピードカメラが活用されます。瞬間的な動作を映像で捉えて詳細に分析することで、パフォーマンスと安全性の向上に役立てられます。
例えば、走行テストや衝突テスト、エアバッグの展開テスト、サスペンションテスト、タイヤテスト、振動テスト、材料テスト、可充電テストなどで活用することが可能です。
スポーツ分野
スポーツ分野では、野球の投球フォームやサッカーのキック、ゴルフのスイングフォームなどの瞬間をハイスピードカメラで撮影することで、フォームの改善などに活用できます。
スローモーション映像で、フォームや力の入れ方などが観察しやすくなります。
ハイスピードカメラを選ぶ際に注目すべきポイント
ハイスピードカメラで求める結果を得るためには、目的に合わせたものを選ぶ必要があります。ハイスピードカメラのスペックで注目すべきポイントをご紹介します。
撮影速度
撮影速度は、1秒間に撮影できる静止画の数を表す数値で、コマ/秒またはfpsと表記されます。撮影速度が高い方が、より鮮明な現象をスローモーションに捉えられるため、非常に重要な要素です。
ただし、撮影速度が多くなるほど導入コストがかかるので、使用する目的に合わせた機種を選びましょう。
解像度
解像度は、ハイスピードカメラでは横×縦 pixelで表記されるもので、1コマの画像を構成する画素数を表しています。
解像度が高い方が、被写体を繊細に撮影することが可能です。
ただし解像度が大きくなると、データ量や画像処理にかかる負荷が大きくなります。
モノクロ・カラー
ハイスピードカメラには、モノクロとカラーがあります。色情報が必要のない産業分野や研究開発分野では、モノクロカメラが採用されることが多いです。
一方、色情報が重要になる可視化計測ではカラーカメラが向いています。
ただしカラーカメラは、取り込む光量が減少するため、モノクロカメラに比べてカメラ感度が低くなるので注意が必要です。
ISO感度(カメラ感度)
ISO感度は、動画を撮影する際の明るさを表す値です。値が高いほど、少ない光量でより明るく撮影できます。
撮影速度が数千〜数万fpsで撮影するハイスピードカメラでは、短い時間で細かく撮影するため、鮮明な画像を撮影するためには、ISO感度が高いものを選ぶことが求められます。
シャッタースピード
シャッタースピードは、1コマを撮影する際に電子シャッターを開いてイメージセンサに光(露光)を取り込むまでにかかった時間のことです。シャッター速度が高いとシャッタースピードが短くなるため、ブレが抑えられ鮮明な画像を撮影できます。
シャッタースピードは短くなるほど撮影画像が暗くなるので、シャッター速度を高めたら輝度を高める必要がある点には注意が必要です。
最適なシャッタースピードに調節することで、鮮明な動画が撮影できるようになるので、計測の誤差や分析エラーを軽減できます。
データ転送方式
ハイスピードカメラは、カメラ本体に内蔵されたフラッシュメモリに一時的に保存されますが、カメラの電源を落とすと消去されます。そのため、残しておきたい撮影データはパソコンなどに転送する必要があります。
ハイスピードカメラのデータ量が膨大になることが多いため、転送にかかる通信速度の速さに注意が必要です。
メモリ容量
ハイスピードカメラで撮影したデータは、カメラ内部に内蔵されたメモリに一時的に残ります。撮影速度や解像度によって撮影時間は決まるので、メモリの容量が大きいほど長い時間の撮影ができるようになります。
撮影したい時間に合わせて、最適なメモリ容量を選ぶことが重要です。
レンズ
ハイスピードカメラは、一眼レフなど一般的なカメラのようにレンズを交換することができる製品が多いです。
F値やズーム倍率、撮影範囲、最短撮影距離、焦点距離などが変わるので、使用する環境や用途に応じて選びましょう。
本体のサイズ・重量
ハイスピードカメラを選ぶ際はスペックや性能も重要ですが、カメラ本体のサイズや重量も忘れないようにしましょう。撮影する環境によっては、設置場所が狭かったり、頻繁に場所を変えたり、持ち運びをする必要がある場合は、軽くて小さい方が便利です。
ハイスピードカメラについてのまとめ
ハイスピードカメラは、さまざまな種類、スペックのものがあるので、使用目的に合った適切なものを選ぶことが大切です。
業務用・研究用のハイスピードカメラは、製品の性能やスペックを重視して選ぶ必要があるので、検討前に基本的なことを知っておくことが重要です。
今回紹介したハイスピードカメラの種類や個人向けとの違い、選ぶ際のポイントなどを参考にして、用途に合ったものを選びましょう。
関連記事
分光器とは?仕組みや種類、選び方を解説
研究開発の現場から製造ラインの品質管理、さらには最先端の科学技術まで、幅広い分野で「光」を利用した分析が行われています。光には、物質の成分や状態に関する豊富な情報が含まれており、その情報を解き明かす鍵となるのが「分光器」です。分光器は、目には見えない光の世界を可視化し、高精度なデータへと変換する役割を担っています。 本記事では、分光器の基礎から、その応用、そして最適な分光器を選ぶためのポイントまで、幅広くご紹介します。
2025年10月16日
X線検査装置とは?食品製造業の品質管理における応用例や選定ポイント
食品製造業において、異物混入は企業の信頼と存続を脅かす深刻なリスクです。その対策のひとつとして注目されているのが、X線検査装置です。X線検査装置は、製品を壊さずに内部を検査できる技術であり、目視や他の検査方法では見つけにくい異物も高精度で検出可能です。金属、ガラス、石、骨片など、さまざまな異物に対応し、食品の「安全」と「安心」を守るうえで欠かせない存在となっています。本記事では、食品製造業におけるX線検査装置の基礎知識から応用例、装置選定の際のポイントをご紹介します。
2025年09月09日
ハーネスチェッカーとは?選び方やメリット・デメリットについて解説
ハーネスチェッカーは、電気製品の電線の切れや端子の抜けがないか検査をするための機械です。 どのぐらいの電圧に耐えられるかを測定したり、異常のある回路がないかを検査したりします。不良品がないか確認するためには欠かせない検査装置です。 今回は、ハーネスチェッカーの特徴や検査の種類、メリット・デメリットについて解説します。
2025年10月13日
データロガーとは?記録から分析までの完全ガイド
データロガーは、温度や電圧などを精密に記録し、重要な情報を提供する装置です。 この記事では、データロガーの基本的な使い方から、温度や電圧測定、グラフテックやキーエンスなどの主要メーカー、さらには車や熱電対への応用までを幅広く解説。 データロガーの価格や選び方についても触れていきます。
2025年10月11日
膜厚計とは? 測定原理や種類、選び方のポイントを解説します
外壁塗装の厚み測定や自動車の生産ライン、橋梁点検、プラントなどの修理・点検など、多岐にわたる用途で利用されている膜厚計。さまざまなタイプの膜厚計が存在しますが、各種類によって測定原理が異なるため、用途に適した膜厚計を選択することが重要です。 そこで今回は、膜厚計の種類やそれぞれの測定原理・特徴についてご紹介します。膜厚計に関連するおすすめ製品もご紹介していますので、ぜひ参考にしてみてください。 このような方におすすめです ・膜厚計の概要や測定原理について知りたい方 ・代表的な膜厚計の種類と各特徴について詳しく知りたい方 ・膜厚計に関連するおすすめ製品を知りたい方
2025年09月25日
エアリークテスターとは?選び方から導入の流れまで解説
現代の製造業では、製品の気密性や液密性が品質と安全性の確保に欠かせません。容器や配管、自動車部品、医療機器など、液体や気体を封じ込める製品では、微小な漏れが性能低下や機能不全、さらにはリコールや事故につながるリスクがあります。こうしたリスクを防ぎ、製品の信頼性を高めるために、リークテストは製造ラインの重要な工程となっています。 エアリークテスター(Air Leak Tester)は、加圧・減圧による圧力変化を数値化して漏れ量を定量的に測定できるため、単なる合否判定を超えた精密な品質管理が可能です。不良率の解析やトレーサビリティの確保も容易になり、製品の信頼性向上に大きく貢献します。
2025年09月08日
寸法検査|自動化が求められている背景や検査の方法・手順を解説
寸法検査とは、製品や部品の寸法が仕様書や図面の要求通りに製造されているかを確認する重要な工程です。 この記事では、寸法検査の重要性や方法、手順に加えて、自動化がもたらす製造業界への影響について詳しく解説します。
2025年09月25日
超音波膜厚計とは?原理や種類、選び方から導入の流れまで解説
製造現場における品質管理や、インフラ設備のメンテナンスにおいて、製品や部材の厚さを正確に測定することは極めて重要です。超音波膜厚計は、対象物を破壊することなく、迅速かつ高精度に厚さを測定できる非破壊検査機器として、幅広い産業で活用されています。 本記事では、超音波膜厚計の導入を検討されている製造業のご担当者様に向けて、その基本的な原理から主な用途、選定のポイント、導入後の運用フローまで、網羅的にご紹介します
2025年10月17日
レーザ変位センサ 用途に応じた種類や選び方
レーザ変位センサは、用途や測定環境に応じた製品選びが重要です。本記事では、レーザ変位センサの仕組みや種類、また、「精度」についての考え方、分解能・直線性・繰り返し精度の違いなどを解説、センサを選ぶ際に考慮すべきポイントについてご紹介します。
2025年09月11日
3Dセンサーとは? 仕組みや測定の種類、活用事例について解説します
3Dセンサー技術は製造業をはじめとして、様々な分野でその価値を発揮しています。今回の記事では、3Dセンサーの基本原理からその多様な応用例までを詳しく解説し、この先端技術がもたらす可能性に焦点を当てます。 3Dセンサーの種類や特徴、利点と課題、そして未来の展望について理解を深めることで、この技術が秘めた将来性について把握できるようになるでしょう。 このような方におすすめです ・3Dセンサーの概要やメリットについて知りたい方 ・3Dセンサーにおける測定別の種類について知りたい方 ・3Dセンサーの具体的な活用事例について知りたい方
2025年09月05日
近赤外分光法(NIR)とは? 応用分野や赤外分光法(IR)との比較を解説
近赤外分光法(NIR)は、物質に近赤外光を照射し、その相互作用から物質の組成や構造を分析する非破壊的な手法です。従来の分析手法と比較して、前処理が不要で迅速な測定が可能という特長を持ち、品質管理や成分分析など幅広い分野で活用されています。 本記事では、近赤外分光法の基本原理から応用分野まで、その特徴や赤外分光法(IR)との違いについて詳しく解説します。
2025年09月16日
スプレードライとは? 特徴・工程プロセス・応用例を解説
スプレードライ(噴霧乾燥)は、液体原料を熱風中で瞬間的に乾燥させて粉末を製造する産業技術です。工程の簡略化、優れた粉体特性、高い処理能力などの特長を持ち、食品、医薬品、化学製品など幅広い分野で活用されています。 本記事では、スプレードライの特徴やメリット、工程プロセス、さらに具体的な応用例について解説します。
2025年09月12日
ロータリーエバポレーター 蒸留の原理や使用時の注意点について解説
ロータリーエバポレーターは、成分の濃縮や溶媒の除去などの目的で使用される装置です。化学、製薬、食品分野などで広く利用されています。しかし、適切に使用しないと突沸が生じるリスクがあります。本記事では、ロータリーエバポレーターの蒸留の原理や具体的な用途例、基本構成、使用時の注意点について詳しく解説します。
2025年09月12日
高精度圧力計・圧力測定器の種類・メーカーの選び方
高精度デジタル圧力計・測定器は、産業界や研究分野で不可欠な計測機器です。従来のアナログ式と比べ、高い精度と使いやすさを兼ね備え、多様な用途に対応します。 本記事では、圧力計の基本から高精度デジタル圧力計の特徴、用途、選び方まで詳しく解説します。
2025年09月09日
微差圧とは?測定方法や計測器、有用性を解説
昨今、多くの業界で、製品の小形化・高精度化・高効率化が求められており、様々な新しい計測ニーズが生まれています。「微差圧」もその例外ではありません。微差圧の正確な把握は、製品の付加価値を高め、競争力を強化する為にも重要な要素となります。
2025年09月09日
断面観察とは?製造業における目的や手法、非破壊での観察装置の選び方を解説
現代の製造業において、製品の品質を保証するためには表面的な検査だけでは不十分です。目に見えない内部の状態を正確に把握することが、製品の信頼性や競争力に直結します。断面観察は、こうした製品や材料の内部を可視化するための重要な技術です。 断面観察には、試料を加工して観察する手法から、製品を壊さずに内部を見る非破壊の手法まで、様々なアプローチが存在します。本記事では、製造業における断面観察の重要性から、具体的な手法、そして非破壊で観察するための装置の選び方まで、詳しく解説します。
2025年08月29日
OCT(光干渉断層撮影)の種類と選び方 | 導入のポイントや医療研究での活用について解説
OCT(Optical Coherence Tomography:光干渉断層撮影)は、近年、医療研究分野において不可欠なイメージングツールとして注目を集めています。非侵襲的かつ高解像度で生体組織の断面画像をリアルタイムに取得できるという特性から、眼科領域でのゴールドスタンダードとしての地位を確立するだけでなく、さまざまな分野の医療研究目的や基礎生物学研究など、その応用範囲は広がり続けています。 本記事では、OCTの基本原理から測定方式別の種類、そして最適なOCTシステムの選び方まで詳しく解説します。
2025年09月01日
水分計とは?種類や測定対象別の選び方を解説
物質の中の水分量を測定するために使われる水分計。さまざまな種類があり、どのように選べば良いのか悩んでいる方も多いのではないでしょうか。 今回は水分計の種類と、測定対象別の選び方を解説します。用途に合わせた選び方の参考にしてみてください。
2025年09月08日
ガスクロマトグラフとは?原理や特徴を分かりやすく解説
ガスクロマトグラフは、気体や液体に含まれる成分の濃度を測定できる装置です。その高度な分析能力と汎用性の高さから、環境・化学工業・食品・製薬など幅広い分野で活用されており、今日の科学技術の発展を支えています。 この記事では、ガスクロマトグラフの原理や装置の仕組みなどを分かりやすくご紹介します。
2025年09月09日
画像解析ソフトとは?目的や使用用途・仕組み・AI技術まで徹底解説
多種多様な産業で用いられている画像解析ソフトは、工程を効率化するうえで必要不可欠です。現在、画像解析のためのAI技術が発展しており、注目が集まっている分野となっています。 今回は、画像解析ソフトについて、仕組みや用いられる技術といった基礎知識から実際の用途、フリーの画像解析ソフトのメリットとデメリットまで詳しく紹介いたします。
2025年09月08日