Fastcam Nova hogesnelheidscamera’s

Kies een NOVA S-model wanneer temporele resolutie, lichtgevoeligheid en zeer korte belichtingstijden de hoogste prioriteit hebben, en kies een NOVA R-model wanneer ruimtelijk detail over een groter beeldoppervlak belangrijker is. De camera’s S6 tot en met S20 registreren beelden van 1024 × 1024 met tussen 6.400 en 18.750 fps, terwijl de S20 ook 20.000 fps haalt bij 1024 × 992. De R3-4K en R5-4K registreren beelden van 4096 × 2304 met respectievelijk 750 en 1.250 fps. Hun maximale snelheden bij lagere resolutie bedragen 150.000 of 200.000 fps, tegenover maximaal 1.100.000 fps voor de S-familie. De keuze moet daarom beginnen bij het kleinste detail dat zichtbaar moet blijven en het tijdsinterval dat moet kunnen worden onderscheiden.

De S-modellen bieden een minimale belichtingstijd van 0,2 µs, terwijl de R3-4K en R5-4K een minimum van 2 µs bieden. Bewegingsonscherpte in het objectvlak is ongeveer gelijk aan de objectsnelheid vermenigvuldigd met de belichtingstijd, dus een object dat met 100 m/s beweegt, legt tijdens 0,2 µs ongeveer 20 µm af en tijdens 2 µs ongeveer 200 µm. Deze afgelegde afstand moet worden vergeleken met de gekalibreerde afstand in het objectvlak die door één pixel wordt weergegeven. De S-familie biedt daarnaast een monochrome gevoeligheid van ISO 64.000, terwijl de R-familie is gespecificeerd op ISO 3.200 monochroom, waardoor de 4K-modellen normaal gesproken meer verlichting nodig hebben voor korte belichtingstijden. Belichtingstijden onder 1 µs van de S-serie kunnen in sommige regio’s ook onder exportbeperkingen vallen.

Door de region of interest te verkleinen, wordt de sensoruitlezing beperkt tot het deel van het beeld waarin de gebeurtenis plaatsvindt. Daardoor neemt de beschikbare beeldsnelheid toe en daalt het datavolume. Bij de S-camera’s wordt de regio ingesteld in stappen van 128 horizontale pixels en 16 verticale pixels, met tussen 800.000 en 1.100.000 fps bij 128 × 16 op de modelconfiguraties met de hoogste snelheid. De R3-4K en R5-4K werken met stappen van 128 horizontale pixels en 8 verticale pixels, en halen 150.000 en 200.000 fps bij 2048 × 8. Croppen verandert de pixelpitch niet, maar verkleint wel het vastgelegde gezichtsveld. Daarom moeten de positie van de gebeurtenis, de verwachte beweging en de onzekerheid van de trigger worden meegewogen voordat een smal uitleesgebied wordt gedefinieerd.

De geheugencapaciteit moet worden gekozen op basis van de vereiste resolutie, bitdiepte, beeldsnelheid, gebeurtenisduur en onzekerheid in de timing van de trigger. Configuraties van de S-familie bieden tot 128 GB, terwijl configuraties van de R3-4K en R5-4K 32, 64 of 128 GB bieden. Ter illustratie: een S20-configuratie met 128 GB slaat ongeveer 87.357 beelden op bij 1024 × 1024 in 12-bit-modus, wat neerkomt op circa 5,3 seconden bij 16.500 fps. Tot 128 geheugenpartities kunnen de beschikbare capaciteit verdelen over herhaalde gebeurtenissen en maken opname in de ene partitie mogelijk terwijl een andere wordt gedownload. Een verwijderbare SSD met een capaciteit tot 4 TB en overdrachtssnelheden tot 1 GB/s kan de offloadfase tussen tests verkorten.

Ja, deze serie biedt triggeringangen, programmeerbare in- en uitgangen, IRIG-B-tijdcode en externe synchronisatie met variabele frequentie. Programmeerbare triggervertragingen hebben een resolutie van 100 ns, zodat timingoffsets kunnen worden toegepast op geselecteerde in- en uitgangssignalen. Beschikbare opnamemodi omvatten start-, midden-, eind-, handmatige, willekeurige en record-on-command-configuraties, met extra willekeurige modi voor de R-familie. De nauwkeurigheid van de beeldsnelheid is gespecificeerd op ±50 ppm, terwijl de IRIG-B-timing kan worden gekoppeld aan het begin of einde van de framebelichting. In een test met meerdere instrumenten moeten triggerpolariteit, signaalspanning, kabelvertraging en de gekozen referentie voor de belichtingstijd allemaal worden vastgelegd voordat de acquisitie begint.

De sensorafmetingen verschillen aanzienlijk tussen de S- en R-families, daarom moeten voor het gekozen model het gezichtsveld en de dekking van de beeldcirkel worden berekend. S-camera’s gebruiken een vierkante sensor van 20.48 × 20.48 mm met pixels van 20 µm en een diagonaal van 28.96 mm, terwijl de R3-4K en R5-4K een sensor van 26.62 × 14.98 mm gebruiken met pixels van 6.5 µm en een diagonaal van 30.55 mm. Een F/G-type vatting is standaard, met opties voor C-mount, EF en M42; geselecteerde S-configuraties ondersteunen ook RF-vattingen. De vierkante S-sensor kan nuttig zijn wanneer verticale en horizontale dekking even belangrijk zijn, terwijl de R-sensor een breder 4K-formaat biedt. De beeldcirkel van de lens, werkafstand, diafragma, vergroting en vereisten voor afstandsbediening moeten in samenhang worden beoordeeld, in plaats van alleen op brandpuntsafstand te selecteren.

De behuizingen van de S6 tot en met S20 meten 120 × 120 × 217.2 mm, terwijl de R3-4K en R5-4K 223.2 mm diep zijn; het cameragewicht varieert van 3,3 tot 3,5 kg. Voor alleen de camera gelden grenzen van −10 tot 40°C voor de S20 en −10 tot 45°C voor de R3-4K en R5-4K, terwijl de vermelde ondergrens voor de S6 tot en met S16 in de beschikbare documentatie varieert tussen 0°C en −10°C. De installatie van een FASTDrive kan de toegestane maximumtemperatuur verlagen; zo is de S20 beperkt tot 25°C met de drive aan de zijkant gemonteerd of 32°C wanneer deze bovenop is gemonteerd. De S-camera’s vereisen een voeding van 22–32 VDC, 150 VA, terwijl de R3-4K en R5-4K 120 VA vereisen. Fan-stop-bedrijf moet worden beperkt tot opnameperiodes waarin minder trillingen nodig zijn, omdat het normale thermische beheer afhankelijk is van interne ventilatorkoeling.