1秒間に20億フレームを記録できるカメラが開発された

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2025-10-22 08:42:00

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YouTube アルファフェニックス 彼のチャンネルで知られるブライアン・ハイデットというコンテンツプロデューサーは、自宅のガレージで働いています。 1秒あたり20億フレーム 彼は高速で記録できるカメラを開発しました。この信じられないほど高速なカメラを使用して、彼は空気中の光の進行をスローモーションで記録することができました。

システムはどのように機能するのでしょうか?

ハイデット社が開発したシステムは、 高出力レーザー 鏡からの反射によってビームを方向付けます。レーザーはまず反対側の壁に向かって移動し、次に平行なミラーの間を往復します。 環境内の霧の粒子が光を散乱させて見えるようにするため、センサーは光の動きを検出できます。 毎秒20億コマのスピードで記録される映像では、光線の動きが魅惑的な光景に変わります。

昨年、ハイデット氏は毎秒 10 億フレームの速度に達するカメラを開発しました。しかし、この新記録を破るためには、システムを完全に再設計する必要がありました。彼は、より高感度のエンジン、強化された光学系、およびリアルタイム データを処理できるソフトウェアを開発しました。これらの改良により、光の動きをこれまでよりも鮮明に記録できるようになったという。

カメラの位置も光の見え方に影響します。 レーザーの後ろに置くと、出射光はゆっくり動いているように見えますが、反射光はほぼ瞬時に跳ね返って戻ってくるように見えます。これは、カメラに近い粒子から反射された光の方が、遠く離れた粒子から反射された光よりも早くセンサーに到達するためです。カメラの位置が変更されると、この効果は逆転します。遠方の光が最初に現れ、近くの光が後に現れます。

現在、従来の方法を使用して 1 秒あたり 20 億フレームの速度でフルフレーム画像を記録することはできません。ハイデットは、単一の高感度センサーにレーザー光を送信するデバイスを使用して、この問題を解決しました。 ジンバルに取り付けられた小さなミラー を使用して解決します。

スキャンごとに 1 つのピクセルが記録される

各スキャンでは 1 つのピクセルのみのデータが記録されます。その後、ピクセルが結合されて完全な画像が作成されます。 この方法は遅いですが、非常に敏感です。それは、何千ものセンサーを備えた100万ドルのカメラをほぼ模倣しています。

このレベルの精度を達成するために、Haidet は通常のサーボ モーターを使用しています。 高解像度エンコーダ ve タイミングベルト付き それを変えた。これらのコンポーネントは度差の 1,000 分の 1 の精度でミラーの動きを制御するため、わずかなずれでも画像が歪む可能性があります。

システムの電子インフラストラクチャは、少なくともその光学系と同じくらい複雑です。 光電子増倍管 (PMT)入ってくる光子を電気信号に変換します。これらの信号は、1 秒あたり 20 億回サンプリングするシステムによって収集されます。 オシロスコープ 同軸ケーブルを介して伝送されます。

ハイデットは、騒音を低減するための賢いソリューションを開発しました。 PMT 信号と同期パルスを同じワイヤを介して渡しますが、2 つの信号のタイミングを慎重に調整して、相互に干渉することなく送信します。

この光学、電子、ソフトウェアの組み合わせシステムでは、実際には「フルフレーム」を記録することはできませんが、 まるで本物の 20 億 fps カメラであるかのように シームレスな画像を作成できます。

https://interestingengineering.com/innovation/youtuber-builds-camera-capturing-light

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