AnfoWorld へ訪問された人々の声　2008年10月より

☆訪問者からの声　（2008.10.03～）

　
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　　もしくは、安藤幸司宛　直接メールを下さい（andokosh@blue.ocn.ne.jp)

●訪問者の声

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	No.568【家庭でレーザの作り方をご質問の中学3年生M.Hさん（2010.08.21）】　お忙しいところ申し訳ございません。大阪の中学生の、M.H.と申します。ことし、自由研究で光、レーザーについて調べているのですが、レーザーを作れないかと思い、試行錯誤しているところです。文献やインターネットにより、基礎の知識は学んだつもりです。もちろん、市販のもののような便利なものを作ろうとは思っておらず、単に「光が出る」だけのものでよいのです。文献調査の結果、アルゴンイオンレーザーをつくろうかと思ったのですが、どのようにして励起状態にすればよいのかが分かりません。あとは、フラッシュランプ、反射鏡などを使って、作れたらよいかと考えています。アルゴンイオンレーザーが難しいのなら、他のものでも構いませんが。実際に中学生の僕でも、複雑な装置を使わず、レーザーを作ることは可能なのでしょうか？また、可能ならば、具体的にどのように作っていけばよいのでしょうか？
		→【安藤回答2010.08.21】　安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　レーザをお作りになりたい旨よくわかりました。結論としては、限りなく難しい、ということです。複雑な装置を使わずに、という条件ですと、全く不可能です。なぜ難しいかを順を追って説明します。　その前に、レーザの発明の歴史を少し勉強されましたでしょうか。レーザの発振の理論はとても難しく、当時のノーベル物理学賞を取った偉い物理学者でさえも、レーザの発振など不可能だと断言した人が多かったのです。ここのところは私のホームページ　光と光の記録レーザ編　■　レーザの着想 <http://www.anfoworld.com/lasers.html#IdeaofLaser> を参照下さい。　レーザは光の誘導放出と共振原理と増幅の三つで説明されます。光の誘導放出は難しい理論（アインシュタインが予言した理論）なので、ここが理解できないとレーザの認識は困難です。アインシュタインは有名は物理学者でしたが、この理論を発表したとき、これを評価する人はまったくいませんでした。それが50年経ってアメリカの物理学者が目にとめ日の目を見たのです。ようするに、レーザの発明は紆余曲折していて、一般人が理解するのが極めて難しかったことを理解してもらいたいのです。誘導放出によって発生し続ける光が両面を反射鏡で被った空間で多数反射を繰り返すことによって光が増幅され、一部が外部で出てくるというのがレーザです。　 ■　アルゴンレーザ発振のための装置誘導放出は、原子レベルの量子力学で説明がつくものです。従って、アルゴン原子で誘導放出させるには、アルゴン原子の結合を緩めるためにプラズマ状態にしなければなりません。耐熱製の石英ガラスに純度の高いアルゴンを封入させ、放電を起こさせることによりアルゴンがプラズマになり励起を起こしやすくします。これを理解していただければ、簡単にアルゴンレーザが作れないことがおわかりになると思います。石英チューブは高温になりますから、これを長時間使うための冷却装置が必要になります。冷却をしないと石英チューブが自らの熱で壊れてしまいます。　次ぎに、プラズマ光を封じ込めて光の共振を起こさせるための2枚の精度のよい反射鏡（ミラー）が必要です。 1枚は100％反射のもので精度は1/10λ、もう一つは99％反射のもの。これを精度よく保持して対面させます。ちょっとでも位置がずれると発振しません。この調整はとても難しく、家庭で簡単にはできません。ミクロンオーダの保持器が必要です。また、平面鏡は位置合わせが難しいので多くの場合球面鏡を使っています。この鏡がまた高価です。この説明は、　光と光の記録レーザ編　■　キャビティの種類 <http://www.anfoworld.com/lasers.html#CavityLayout> で説明しています。　半導体レーザがなぜ簡単にレーザ発振するかと言えば、半導体製造工程が高度に発展して、半導体レーザの素子を原子レベルで配列させて『劈開（へきかい）』と呼ばれる処理で原子が作る鏡を半導体素子の中に作れるからです。レーザの発振は、家庭では絶望的と言って良いくらい不可能です。　以上ご参考までに。


	No.567【光束の計算法について質問のJ.N.さん（2010.05.05）】　はじめまして、光学関係の勉強をしているJ.N.と申します。 WEB検索にて「光と光の記録」を拝見し、大変参考にさせていただいています。　突然のメールで失礼しますが、光束(lm)の計算方法について教えていただけますでしょうか。 Lambert分布や完全拡散ではない面光源の照明を角度ごとに輝度(cd/m2)を色々測定しましたが、そこから全光束(lm)への計算方法が分かりません。調べても、ステラジアン？など意味不明の積分計算式が書いているだけなので、簡単に計算できるエクセルなどがあれば最高なのですが。　自分でも計算できるように分かりやすく、計算方法を教えていただければ助かります。　宜しくお願いします。
		→【安藤回答2010.05.06】　安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　光束を求めるのは、結構やっかいな側面があります。測定したい光源が白熱電球のような四方八方に拡がっているものなのか、 LEDのように指向性があるものなのかがまず、問題となります。つぎに、光源の質が白色光源であるのか、特定の色を持ったものなのかで光束の値が変わります。　一般的には、角度調整機能のついた測定台に光源を取り付けて、一定の距離を置いたところで光度計を設置して、光度を測定し、光度から光束を求めます。旧来は、積分球に測定する光源をおいて光束を求める方法でしたが、昨今の指向性のある光源ですと計算に乗らないので、角度を変えながら法線方向の光だけをフォトダイオードで受けて光度（もしくは照度）から光束を求めているようです。　光束を求める測定装置は高価なので、それを購入されるだけの意気込みと設備投資金があるかどうかはわかりません。　簡単にやりたいのなら、 φ1mm程度で1m程度の筒を作って、一方に角度調整のきく台座に光源を設置し、他方に光度計を設置して角度を変えながら光度を測れたらいかがでしょうか。 Imの距離の光度（cd）は、1ルクス（1ルーメン/ｍ2）に相当するので、計算に乗りやすいと思います。　輝度計は、完全拡散面からの光の明るさを求めるので光度換算がやっかいです。発光する指向性があるのでそれを考慮しなければなりません。私自身も簡単に説明できません。光源が小さいものでしたら、距離を光源の大きさの50倍（5mm程度のLEDなら250mm）の距離で、照度計を使って光源の明るさを求めます。照度計に長い黒筒を取り付けると精度があがります。照度から光束は簡単に計算できますので、これでかんたんな光束は求まります。指向性があるものについては、角度を変えながら測定して全光束を求める必要があると思います。　以上、ご参考までに。


	No.566【超解像度の画像復元について質問のH.K.さん（2009.12.02）】　いつもお世話になっております。 H.K.です。　突然のメール　失礼します。いつも質問ばかりで大変申し訳ございません。光学、撮像、画像処理についての疑問に答えて頂ける方は、なかなかいらっしゃらないので、ついつい甘えて質問させて頂いております。 ”また出来の悪い生徒からの質問か！！”と思われるかも知れませんが、ご教示頂けると幸いです。　質問です。今気になっているキーワードとして、”超解像””画像復元”があります。聞かれてピーンと来ているのではないかと思います。　この技術は、一言で言えば　”１枚の劣化（ボケ、ぶれ等）画像から、真の画像を得る” 　（真の画像とは、ボケ・ぶれ等の無い画像とします。）というもので、真の画像と劣化画像との関係は　　”真の画像　ｘ　光学伝達関数　＝　劣化画像” 　と表され、光学伝達関数を導出することが出来れば真の画像を得ることが出来る事から、　”何とかして光学伝達関数を求める” というのがこの技術の要のようです。　これで私は、　”低分解能画像から高分解能画像を得ることが出来る技術” と理解しました。　この技術の詳細にも興味はあるのですが、これが画像計測に応用出来ればこれまでとは全く世界が変わってしまう気がしています。実現の可能性があるとしても、いろいろ課題はありそうですが、まずはこの技術が画像計測に利用出来るかどうかの可能性について、どうお考えになるのかご見解を頂けると幸いです。　長文で申し訳ございませんが、ご確認よろしくお願いいたします。
		→【安藤回答2009.12.7】　安藤@AnfoWorldです。　ご連絡ありがとうございます。少ない情報からたくさんの情報を得る技術は画像情報に限らず、音声情報やセンサーデータなどにも応用されていることだと理解しています。　画像情報においては、元の画像情報からどれだけ細かい情報が得られるかというと、情報にヒントがあるとき、例えば、円形の画像であることが予めわかっているとき、少ない画素情報から円形の形状を抽出して数式に当てはめて外挿することができます。しかし、対象物がまったくわからない場合には、高精細に画像を組み上げるのは困難だと思います。いろんな画像パターンが画像処理装置に記憶されていて、それぞれのパターンを読み出して低い画像に当てはめながら最適化処理を行うことはされていると思います。天体観測分野や惑星の研究ではこの手法が良く使われます。また、流体工学や気象学などでもシミュレーションが発達しているので、シミュレーションの結果を低い画像に当てはめて、両者を手がかりに確からしい高画質の画像を得ていくこともされています。　 4画素の白い情報があったとして、これを1024ｘ1024画素の高画像に変換する場合に、対象物が円であるのか三角形であるのか、楕円であるのか、アメーバーのようなものであるのかは想像ができません。この場合には1024x1024画素の画像は、単に画素があるだけの粗い情報となります。また、形状は外挿できても情報が膨らんだ内部の情報を入れ込むことは困難です。　低画質の画像から高画質の画像へ変換処理をするのは、各画素の濃度情報Dxを変数とした方程式を解くのと一緒になろうかと思います。 Dx（画素）が多ければ多いほど、解をを求めるための方程式を増やさなければなりません。方程式を増やすということは条件を入れてやるということです。画素分の連立方程式を立てなければならなくなります｡　以上ご連絡申し上げます。


	No.565【シャドウグラフ撮影について質問のK.K.さん（2009.11.28）】　安藤様　はじめまして。ディーゼルエンジンのような燃料噴射弁から噴射された高密度噴霧の粒径をシャドウグラフで撮影する場合、粒子の輪郭がボケてしまい、粒径を正確に計測ができなくなります。　この原因は、多重散乱が原因と考えています。この多重散乱を防止し、鮮明に粒子の形状を撮影するにはどうすればいいか教えて頂けないでしょうか。 1.　光源の波長を長くすることで多重散乱は低減することが考えられます。 2. パルス幅を短縮することで多重散乱を防止することはかのうでしょうか？
		→【安藤回答2009.11.28】　安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　シャドウグラフでの撮影の場合、理論的には粒子の輪郭はボケないように思います。粒子の大きさにもよりますが、2倍波のYAGレーザ（532nm）を使う場合、 10um程度までの粒径はCCDカメラで撮影できます。この場合、撮像素子で解像度が決められてしまいますので、 CCDの1画素の大きさと撮影光学系（撮影倍率）を十分に考慮します。　コリメータレンズの口径がF/10以上の暗いものですと、回折によるぼけで10um以下の撮影は困難になります。私の経験では、10um以下の粒径の直接観察は困難でした。（10um以下1umまでは顕微鏡撮影となります。）光学観察では、レーリーの回折限界（エアリーディスク）が解像力の一つの目安となります。　また、ご指摘のように、波長の長いものの方が散乱強度が低くなるのは事実です。しかし、レーリー散乱は1um以下の粒子によって顕著に表れるものであり、 10um程度の計測をする場合にはミー散乱を適用するので、この場合、あまり波長にはこだわらなくても良いように思います。　レーザは干渉性が強いので、干渉によって粒子の多重散乱から干渉縞が幾重にも起きて、これが原因で「ぼける」ことはあります。干渉性を低減する光学装置（スペックルキラー）を使えば、干渉によるボケはなくなると思います。こうしたレーザ光の干渉を嫌うために、キセノンフラッシュを光源に使う研究者もいます。キセノンフラッシュは、サブマイクロ秒での発光が難しいので、干渉縞と闘いながらナノ秒発光のYAGレーザが使われます。　また、アルゴンレーザのように、マルチチャンネルの発振をするレーザの方が、シングルライン（ヘリウムネオンレーザ）よりもはるかに干渉性が低いので（コヒーレント性が低いので）、 10um程度の粒子計測が可能です。　光源の波長は、短い方が原理的に解像度は高くなりますし回折によるぼけも少なくなります。 ICを作るパターン露光をする光源はエキシマーレーザのような紫外光源を使います。　光源のパルス巾と多重散乱には関係はないよう思います。光源をパルス光にするのは、噴霧の噴射速度が速いために、像流れを低減するためにマイクロ秒～サブマイクロ秒のパルス光源を使うのだと解釈しています。　噴霧の微小粒子を計測される場合は、シャドウグラフの透過撮影では、幾重にも粒子が重なった部位は、光が透過してこないため撮影ができないので、レーザシート光にして噴霧の断面を拡大撮影されている研究者が多いように見受けられます。ただ、噴霧の濃い中心部は、粒子になっているのか液滴のままなのか、画像からではわからない場合もあります。シャドウグラフの透過型撮影では、透過減衰法によるザウタ平均粒径を求める解析が一般的だと思います。　噴霧観察のような微小物体の撮影には、　 1.　点光源のピンホールの大きさ 2.　使用する光源のインコヒーレント性 3.　光源の発光波長、及び出力 3.　コリメータレンズの口径比と精度 4.　カメラの撮像素子の大きさ 5.　目的とする対象物の解像度 6.　対象物が速い場合は、撮影のための露光時間　などが考察項目となろうかと思います。　そちらの状況がよくわからないので、勝手に想像して述べさせていただきました。　以上ご参考までに。


	No.564【コーヒーについてお便りいただいたT.Iさん（2009.10.30）】　はじめまして、初めて、メールを送らせていただきます。私は京都で暮らしをしている1歳年下の男です。いつも、困った時に資料として拝見させていただいております。　安藤さんはかなりの珈琲好きと拝見しております。ストロング珈琲がお好きかどうかは分かりませんがお好きでしたら是非とも一度試していただきたい事が有ります。　それは、珈琲を点てる時に、ネルを使用して大人数（最低５人分以上）の珈琲を点てる事です。（最低１人分１２g以上１５gまで）ネル袋を初めて使用する時には珈琲で長時間煮込んで臭み・のりを排除し,よく水洗いしてから使用して下さい。２０人分以上を点てる時にはグツグツと１００°に沸騰したお湯を４、５秒冷ましてからポットから５０cm以上の距離から素早く細く小さく螺旋状になる様に、お湯の全体量の４０％程度落とし、珈琲豆全体が完全に膨張しきるまで待って、収縮し始める瞬間（約２５秒から２８秒後）にお湯の全体量の１０％程度をネル袋の内側２? 位の位置に大きく円を描いて一周程度回しこみます。そして、間髪いれず、にお湯の全体量の４５％程度を中心から螺旋状に落とし、最後に残りのお湯を回しいれます。上記作業中はガスは強火のままです。この時に、ネル上から珈琲の極小の泡が無くなってはだめです。また、どうしても砂糖を使用したいのであれば、四国の三温唐を固めた砂糖菓子を口に含み濃い珈琲をお楽しみ下さい。　私は、以前飲食店を営んでおりましたが、現在はＬＥＤ関係の仕事へ転身しております。 20年以上前にはM社の評定人(の私書）によってヨーロッパの６ヶ国以上で紹介されました。また、オーストリア人から絶賛された珈琲です。また、ストロング珈琲には砂糖は使用せずに動物性の生クリームをホイップし、ホイップの上に粉糖をふったモノを別添えし、珈琲を飲みながらホイップを食してください、飲む直前に珈琲に浮かせてもいいですよ。長い文面で申し訳ございません。
		→【安藤回答2009.10.13】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。親切なメールありがとうございました。とても参考になります。　私が今、理想としているようなコーヒーの入れ方のご指摘があり、ちょっとビックリしました。どっしりとした落ち着きのある、深い香りとコクのあるコーヒーは、やっぱネルドリップなのだな、と思った次第です。　これを参考にしておいしいコーヒーの入れ方に精進して行きたいと思います。ホントにおいしいコーヒーの飲み方は、ご指摘の通りクリームや砂糖をそれぞれ独立させた位置において、決して混ぜ切ってはいけないことも理解できました。　ありがとうございました。今後ともよろしくお願いします。


	No.563【Web構成についてレクエストされたT.Iさん（2009.10.01）】　はじめまして、電気を学ぶ一人で、大変楽しく勉強が出来ます。具体的のケースで説明があるのでよくわかります。　お願い説明の行間があれば見やすいので改善お願いします。
		→【安藤回答2009.10.01】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。ご意見ありがとうございます。この件は、わたしも随分と気にかけていいます。（10年間も悩んでいます。）私のWebの制作は、マックで行っています。マッキントッシュで見る限り、行間もフォントも見やすくある程度満足しているのですが、 Windowsで見ると字体も汚く行間も狭まってしまいます。朝日新聞やアップル社のWebは見やすいので、これを目標にして、どうしたら見やすくなるのか今後の優先的な課題としていきます。（ただ、文字が多いのは私のコンテンツ姿勢なので、少なくする気持ちはありません。）ご意見本当にありがとうございました｡今後ともよろしくお願い申し上げます。


	No.562【ブルーレイについてご質問のT.I.さん（2009.08.31）】　安藤　幸司　様　私にとってとても関心のある記事が詳しく説明されていて、感服の至りです。さて、メールを差し上げるのは差し出がましいのですが、気になった点がありましたのでご連絡いたします。「ブルーレイ　ディスク」に付いての件ですが、説明文中、「Ｂｌｕｅ－ｒａｙＤｉｓｃ」とありますが、写真にもあります様に「Ｂｌｕ－ｒａｙ　Ｄｉｓｃ」と表記すると見聞きしていました（Ｂｌｕｅのｅを除く）。このように表記した理由があるようです。　いよいよ国内のビデオ映像業界もハイビジョン化に向いたようです。一般消費者として、ＤＶＤ，ＢＤ共に映像記録メディアとして利用が盛んになることを希望しています。　　　　安藤様のファンのT.I.より。
		→【安藤回答2009.08.31】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　ご丁寧なご指摘をいただき、心より感謝申し上げます。早速、修正してアップしておきました｡至らぬ点が多多あるかと思いますが、末永くご愛顧いただきご指摘を賜ればうれしく思います｡　今後ともよろしくお願い申し上げます｡


	No.561【偏光についてご質問の会社員H.K.さん（2009.08.07）】　安藤幸司様　たびたび質問をさせていただいているH.K.です。突然のメール　失礼します。 AnfoWorldいつも楽しく拝見させていただいております。　さて今回の質問なのですが、金属表面の反射光の偏光についてです。　透明体（たとえば、水やガラス）の界面での反射光は、屈折率などの違いからＰ，Ｓ偏光の反射率の違いと透過する光の関係から、反射光が偏光することは理解しているつもりです。　これが金属表面（表面状態が、鏡面であろうが、ザラザラであろうが）の場合、その界面での反射光は偏光するのか？　たぶん全反射でしょうから変化はない様に思うのですが、調べても良い答えがあまり得られませんでした。こんな基本的なこと　と笑われるかも知れませんが、ふと疑問に思いましたのでご教示頂ければと思いメールさせて頂きました。
		→【安藤回答2009.08.07】安藤@AnfoWorldです。　お世話になります｡　偏光は屈折する光学材料で起きる、と考えた方が理解が良いように思います｡（反射する光学材料で偏光は起きる、と考えない方が良いという意味です｡）つまり、透過体をほとんどの光が透過していく中で、ある性質を持った光だけが押し返される、という考え方が偏光です｡この性質は、光が横波（電磁波）であることの決定的な理由となりました｡押しかえされる光（偏光）は、屈折する面に対して縦位置で振動する光（P偏光）と横位置（S偏光）の2つだけです｡そしてもう一つ、押し返される光の量（反射率）は屈折光学材料に入射する角度によって変わる、というのも偏光の特徴です｡金属鏡面のようなものは、光の透過という所行ができずにすべて跳ね返されてしまいますから、偏光成分を持った反射は起きえません｡材料が100％反射しなくても、透過せずに吸収してしまう場合にも偏光は起きません｡　透明物体でも入射面がデコボコのものは、入射角度がかわるため、偏向がまちまちになりきれいな偏光は得られません｡　偏光というのは、意外と理解が難しいですよね｡私も長い間、理解に苦しんできました｡　以上、参考にしていただければ幸いです｡


	No.560【ドアスコープについてご質問のN.T.さん（2009.08.06）】　安藤様 N.T.といいます。　　レンズに関しても、豊富な知識をお持ちで、敬服しました。　実は、ドアスコープに興味があります。現実には、どのようなレンズを組み合わせて、広角に見えるようにしているのでしょうか？　もしお分かりになれば、教えてください。また、他に解説しているホームページや書物などあればご紹介いただければ幸いです。
		→【安藤回答2009.08.07】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　ドアスコープレンズの詳細は手元に資料がないのではっきりとしたことは言えませんが、米粒大の焦点距離の短い凸レンズもしくは凹レンズを使ってレンズ先端の開口部を数ミリにして、画角40度～60度程度の視野で撮影するものです｡明るさは必然的に明るいものを作るのが難しく、F2.8～F5.6程度のものが多いようです｡家のドアに外来者を確認する覗き穴がありますが、あの覗き穴レンズにカメラを組み合わせたものと考えればよいかと思います｡ファイバースコープやエンドスコープレンズの先端も同様のレンズが使われて、ファイバーやリレーレンズでカメラに導いています｡　ピンホールレンズは、各社マチマチで詳細な図面を公表しているところはないようです｡ピンホールレンズなどの文献は、私自身調べ切れていません。申し訳ありません。　以上ご参考までに｡


	No.559【拡大撮影についてご質問のK.S.さん（2009.06.27）】　安藤様　始めまして　K.S.と申します。大変な労作のhpを拝見して勉強しております。ただいま、3倍拡大の撮影をしたいと、こちらの「レンズ編の写真レンズ」でいろいろ勉強しております。レンズの主点のところを参考にレンズの種類とその設置等をいろいろ計算しております。お教え頂たいのは、拡大撮影において焦点距離の長いレンズと短いレンズではどちらが被写界深度が深いでしょうか。焦点距離の短いレンズのほうがワーキングデスタンスは短くなりますが、被写界深度は深くなりますか。８ｍｍフィルムの映写機を考えた時、短焦点レンズのほうが拡大率が大きいけれどピントが浅くなるような感じもします。たぶんスクリーンの大きさを一定にすれば、当然短焦点レンズのときはスクリーンを近づけるのでやはり短焦点のほうがピントは深くなるようにも思えるのですが。あるテレシネの方法のサイトで長焦点レンズのほうがピントは深いと書いてあったので、すこし混乱してしまいました。　引用「8mmという小型フイルムゆえにフィルムが左右間でカールし易い事で平面度が出にくい事、またフイルムゲート内を通過する時に、送り爪の出入りにより、前後にゆさぶられて、レンズのピント面から、ビミョウに外れる事。これが総合的にピントを甘くしてしまう原因である。レンズの性能もあるが、よいレンズでも問題解決にはならない。解決策はある。ピント領域の広いレンズを使う事である。つまり「被写界深度」の深いレンズ、長焦点レンズを使えばよいことになる。」　と書かれております。　お暇なときでもよろしくおねがいいたします。なお（Lensー２４）の式はHH'は括弧の外ではないかと思うのですが。　「拡大撮影法」期待してお待ちしております。「虫の目レンズやリレーレンズ」なども記述していただければと思います。ますますのご健闘をお祈りしております。
		→【安藤回答2009.07.02】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。ご連絡遅れまして申し訳ありません。　 >　　お教え頂たいのは、拡大撮影において焦点距離の長いレンズと短いレンズ >　　ではどちらが被写界深度が深いでしょうか。 → 基本的に、広角レンズの方が被写界深度は深くとれます｡当然のことながら、絞りを絞れば被写界深度は深くなります。被写界深度の数値的な根拠は、　被写界深度 <http://www.anfoworld.com/Lens.html#DOF> という項目で触れています。　そちらで現在検討されていることは、撮影倍率がM = 3 という大前提で、焦点距離の違うレンズでは、被写界深度は変わるかという質問だと思います｡この場合、上の計算式に当てはめて数値を求めてみますと、レンズを変えても、倍率が変わらないため、その分撮影距離が変わり、撮影距離が変わっても、深度そのものは変わらず、M = 3、F5.6の絞りで ±3.3mm程度となります。　 >　　あるテレシネの方法のサイトで長焦点レンズのほうがピントは深いと書 >　　いてあったので、すこし混乱してしまいました。 → 我々が扱う被写界深度は、カメラ撮影がメインであり、フィルム上映は考慮に入れていませんでした。フィルム上映の場合は、カメラ撮影とは対象物（像）の位置関係が逆になるので、長い焦点距離のレンズの方が、フィルム面が多少前後しても、スクリーン上での像深度が浅いために像ボケが起こりにくい、ということを言っているのだろうと想像します。　焦点深度と被写界深度の関係は、レンズ焦点距離が長いほど、焦点深度は深く、被写界深度は浅い。レンズ焦点距離が短いほど、焦点深度は浅く、被写界深度は深い。となります。　スクリーン上映などでは、焦点深度が深い方が、フィルムがばたついても、スクリーン上でのピントボケが少なくなり都合が良いので、焦点距離の長いレンズを使っているのだろうと思います。　 >　　なお（Lensー２４）の式はHH'は括弧の外ではないかと思うのですが。 → ご指摘ありがとうございました。早速訂正しておきました。　 >　　「拡大撮影法」期待してお待ちしております。「虫の目レンズや >　　リレーレンズ」なども記述していただければと思います。 → 意に添えるよう努力していきたいと思います。　今後ともよろしくお願いします。


	No.558【合成焦点距離の求め方についてご質問のM.T.さん（2009.05.18）】はじめまして、M.T.と申します。 Anfoworldのページ、大変興味深く拝見させていただきました。　 2枚のレンズで拡大系をつくる話をしていて、どうも実際と計算が合わなくて、セカンドレファレンスを探しておりました。そこで、レンズの合成焦点距離（式Lens-23)の下にある説明で「厳密には、a1とb1が合成したレンズの場合でも主点からの距離である保証はない正確に実像の位置を求めるのであれば、　 1/a1+1/b1=1/f1 1/a2+2/b2=1/f2 　と書かれていまして、最後の式の"2/b2"はなぜ分子が2なのですか？１のミスプリではないのでしょうか？　よろしくお願いします｡
		→【安藤回答2009.05.19】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　 >　　の"2/b2"はなぜ分子が2なのですか？ >　　１のミスプリではないのでしょうか？ → ご指摘の通りです｡ご連絡ありがとうございました｡さっそく訂正して、アップしておきました｡今後とも、末永くお付き合いいただけますよう、お願い申し上げます。　ありがとうございました｡


	No.557【歪曲収差についてご質問の会社員H.K.さん（2009.05.07）】　いつもお世話になっております。 H.K.です。　突然のメールで失礼します。以前、レンズ解像力についての質問をした際に使用していたアドレスに直接お送りさせて頂くことお許しください。　 AnfoWorld楽しく拝見させていただいております。ここまで詳しいhpは他にありませんので本当に助かっております。　さて今回の質問なのですが、対象物についての詳細は公開できませんが、剣山のような物が撮像の対象となります。　これを斜めから見たときに、イメージサークルいっぱいまで歪むことなく見たままの画像を取得したいのですが、レンズの特性上そうもいかない。そこで、何か良い案はありませんでしょうか　という質問です。　ご確認の上、ご教示頂けます様よろしくお願いいたします｡
		→【安藤回答2009.05.08】安藤幸司といいます。お世話になります｡　 >　　剣山のような物が撮像の対象。 >　　これを斜めから見たときに、イメージサークルいっぱいまで歪むことなく >　　見たままの画像を取得したい　像が歪むのは、　1.　レンズの持つ歪曲収差　2.　撮影距離が異なるための撮影倍率が変わる像変化の二つが考えられます。　テレセントリックレンズは、2.番目の問題点を解決してくれるものですが、　・　撮影距離は限られていて、それほど深い被写界深度は得られない｡　・　対象物の大きさのレンズ口径が必要で、広い対象物の場合にはレンズが高価になるという問題があります｡　対象物を斜めから見るということですので、これを問題を解消するレンズとしては、アオリ機能のついたレンズが一定の効果があるとおもいます｡ <http://www.anfoworld.com/Lens.html#Irisperipheral> 　すべての歪みを補正するには、対象物の大きさ、配置、カメラの設置位置、距離などを考慮する必要があろうと考えます｡対象物が50mm程度であれば、テレセントリックレンズもそれほど高価でなく入手できると思います。　以上ご連絡します｡


	No.556【回転対称非球面レンズの焦点距離についてご質問のH.K.さん（2009.03.04）】はじめまして　H.K.といいます。長年コンタクトレンズの開発を行ってきたのですが、表記に関し、化学屋なもので光学の知識が高校程度でハードコンタクトレンズの後面と前面を非球面にした場合、中心から例えば2mmの位置での焦点距離をどうやって求めたらよいのかがわかりません。　どうか小生(67歳)にもわかるように教えていただけないでしょうか。後面の中心曲率半径は7.70mm｡円錐定数は0.25 中心のパワーは-6.00D 前面の円錐定数は-0.49 中心の厚みは0.20mm 屈折率は1.453です。　どうかよろしくお願いします｡
		→【安藤回答2009.03.12】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　ご連絡遅れまして申し訳ありません｡コンタクトレンズは、私自身専門外なので、あまり自信がありません｡　レンズの光線追跡は、スネルの法則が基本です｡　　n・sinθ = n'・ sinθ'　　・・・（Light62）　　　　　　　n ：媒質1（入射側）の屈折率　　　　　　　θ：入射角　　　　　　　n' ：媒質2（屈折側）の屈折率　　　　　　　θ'：屈折角 http://www.anfoworld.com/Lights.html#Snell's Law 　レンズの焦点距離を求めるときは、レンズの光軸に対して平行光を入射させ、入射面角度と屈折率により光線が屈折して射出して、光軸と交差した点が焦点となります｡完全なレンズならば、すべての光線がこの一点に集まります｡現実には、完全なレンズなどないので、この焦点位置の±50um程度に8割程度が集まれば良いとしているようです｡この値は、レンズ設計をどこまで厳密に行うかで決まり、厳しいレンズほど焦点位置の許容範囲が狭く、そのため、いろいろな補正（例えば複数のレンズを使うとか、非球面にするとか）を加えています｡　また、焦点距離を簡単に求める式として、一枚のレンズであるなら、　　1/f = （n - 1）・（1/r1 - 1/r2）・・・（Lens - 3）　　　　　f：　球面レンズの合成焦点距離　　　　　n：　球面レンズの屈折率　　　　　r1：　球面レンズの物体側の曲率半径　　　　　　　　（両凸レンズではr1>0）　　　　　r2：　球面レンズの像側の曲率半径　　　　　　　　（両凸レンズではr2<0）で求まります｡非球面は、レンズの周辺から来る光が焦点に集まるようにしたものですから、メインの曲率半径で計算すれば良いかと思います｡　非球面部のみの焦点距離を求めたいのであれば、レンズを図面に起こして、レンズ高さを小刻みに変えながら、光線追跡を行う方法がてっとり早いと思います｡昔は、この光線追跡に随分と時間がかかったものでしたが、今はエクセルなどを使えば簡単に求めることができます｡市販でレンズ設計ソフトウェアも多多売られているようです｡　以上、ご連絡申し上げます｡


	No.555【LEDの光度についてご質問のN.I.さん（2009.02.27）】安藤様　初めてメイル差し上げます。N.I.と申します。　最近、趣味で光栽培をはじめまして光と光の記録を時々拝見させていただきながら勉強を始めております。大変分かりやすく解説されており、私のような光の分野の素人にとってはありがたい存在で大変助かっております。　ご存じと思いますが、光栽培に十分な光量を設計する必要があり、試行錯誤している次第ですが、ほとんどのLEDの光度IVがmcdを使っていることから、何とかそこから光量子束を求めたくて、まず放射束Wへの換算を調べていて解らなくなりましたので、ご享受頂けましたらと思いメイルを差し上げる次第です。　光の単位の関係図のところに、カンデラ・ルーメン・ワットの換算表がありますが、そこに、 1cd＝4πlm=π/170ｗ (Light4) の表記がありますが、本文中では1cd＝1/683wと読める部分もあります。 1cdはπ/170wなのでしょうか、それとも1/683wと記すべきでしょうか｡お教えいただけたら幸いです私の表の読み方が間違っているのかもしれませんが、すでにこの記事が書かれてかなり時間も経過しているにもかかわらず、訂正加筆がないところを見ると、単純にTypoとも思えません。もし、既にどなたかが同じような質問をされて重複していましたらご容赦ください。また素人ゆえの未熟な質問になるやもしれませんが、ご無礼の段予めお許しください。
		→【安藤回答2009.02.06】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　 >　1cd＝4πlm=π/170ｗ (Light4) >　の表記がありますが >　1cdはπ/170wなのでしょうか >　それとも1/683wと記すべきでしょうか → 国際規格では、1Wの光エネルギーは、683ルーメンの光束と定義されています｡ルーメンという光の単位は、あいまいで、波長成分が考慮されていません｡従って、国際規格では、555nmの光（緑色）に対して上の規格にしてあり、他の波長は、比視感度換算をして係数を掛けてエネルギー換算しています｡従って、白色光源の場合は、400nm～700nmまでを比視感度換算してエネルギーを求めています｡赤外などは、生物にとっては、重要な光エネルギーになるのに、光束では定義できません｡（理由は、比視感度係数Kmが「0」、すなわち人間の眼には見えないからです｡） 1cd＝1/683wの表記は、単位立体角あたりの1cdがこの換算になる、という説明にしてあります｡単位立体角というのは、ステラジアン（sr）という単位です｡中学、高校では習いません。中学、高校では、平面の角度（度、ラジアン）で説明が終わっています｡レーザやLEDの光源ではなく、一般の白熱電球とかアーク放電灯は、フィラメント（電極）から出た光は、四方八方に拡がり、平面で言うと、360° = 2πラジアン、空間単位で言うと、4πステラジアンで拡がります。この時、1cdの光源は、全立体角には4πルーメンの光が放出されますが、単位立体角当たり（1ステラジアン）では、1ルーメンの光が放射されますので、単位立体角あたりの1cdの光は、555nmの光であれば、1/683W　の光エネルギーと換算されます｡説明が不十分で、申し訳ありません｡コンテンツの方は、折りを見て、誤解のないよう修正しておきます｡ LEDの場合は、カタログで放射角度（°）、発光光度（cd）、発光波長（λ）が出ているので、放射角度（ラジアン）から立体角度（ステラジアン）を変換し、発光光度（cd）と立体角度（ステラジアン）、比視感度係数（Km）からエネルギー量が換算されると考えます｡　以上、ご参考までに｡ご連絡ありがとうございました｡


	No.554【黒体輻射についてご質問のK.A.さん（2009.02.05）】安藤先生　私は素人なのですが、黒体放射の件について1つお教え下さい。　黒体放射の実験結果をグラフ化し、X軸に振動数、Ｙ軸に単位振動数・単位体積当たりのエネルギーの数値が入っている場合、１つの振動数についての実験だけで、客観的な単位振動数・単位体積当たりのエネルギーの量（Ｙ軸の値）が決定できるのでしょうか。それとも、他の振動数から得られる値との比較によって、Ｙ軸の値が決定されるのでしょうか。うまく説明できませんが、黒体放射の実験の場合、単位振動数・単位体積当たりのエネルギーとか強度がどの様に決まるのか、教えていただけないでしょうか。
		→【安藤回答2009.02.06】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます｡　ご質問の件、私自身も黒体輻射に関しては深く関わっていません｡光を扱っていると、光の量を表すのにどうしても黒体輻射が関与してくるので、少し勉強している程度です｡黒体輻射は、理想の黒体（全ての波長に対して放射率が1である物体）において、黒体が温度に依存して、内部の分子運動により、輻射エネルギーを出すというものです｡黒体輻射は、アインシュタインの師匠であるプランクが研究しました｡黒体輻射を論ずる時には、プランクの放射則を持ち出すのが一般的です｡プランクの放射則を使って黒体輻射をグラフ化する場合、軸は光の波長、縦軸は単位面積、単位時間、単位立体角に放射されるエネルギーで表します｡プランクの放射則を使って恩恵を受けているのは、放射温度計です｡放射温度計は、任意の波長（温度が低い場合は赤外に放射エネルギーが強いので、λ = 850nm～650nm）の光を予めキャリブレーションを行ったフォトダイオードで受けて、プランクの放射則（というよりも、ウィーンの遷移則 = 放射エネルギーは温度の4乗に比例する）から温度を求めています｡高温固体の場合には可視光が出ますので、光高温計を2つ使って2色法により、物体の温度を求めています。製鉄などの金属の温度管理に良く使われています｡　放射物体が属性のよくわかったものであれば、つまり、波長や温度による放射率がわかったものであれば、任意の波長による放射エネルギーを測定して、温度を求めることができます｡　ご質問の意味が、十分に理解できなかったので、このような回答となりました｡　今後ともよろしくお願いします｡


	No.553【イオンの撮影についてご質問の会社員のK.K.さん（2009.01.23）】安藤様。はじめまして。　私、K.K.と申します。現在、どうにかして“イオン”というものを視覚化することができないものかとハイスピードカメラや電子顕微鏡等撮影する方法を探っています。そんな中、偶然、安藤様のHPを閲覧し、様々なカメラの存在を知りました。現在は知識不足もあり、壁にぶつかっておりまして、こういった形で御相談させて頂いております。　イオンは1nmや2nmと言われておりますが、その中にも様々あるので、“水”に包まれているイオンであれば目で確認することができるのではないかと思っており、それを確認できるようなカメラ、あるいは他の技術がないかと考えております。お手数ではありますが、何かアドバイスを頂きたく思っております。よろしくお願い致します。
		→【安藤回答2009.01.24】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　私の知識では、1nm～2nmレベルの大きさを見るには、電子顕微鏡を使う以外ないようですが、電子顕微鏡は真空容器の中に対象物を入れないといけないため、水や生物は見ることができません｡水の分子を可視化したという話は、聞いたことがありません｡分子自体の動きも速いので難しい面がたくさんあるのだと思います｡　以上ご連絡申し上げます｡


	No.552【赤外センサーについてご質問のカメラマンのY.Y.さん（2008.11.20）】突然のメールで申し訳ありません。私はスチールのカメラマンのY.Y.と申します。商品撮影やモデルの撮影を主な仕事としています。　なぜメールを送らせて頂いたかと言うと、トップページにある水のクラウンの写真です。ここ一ヶ月程あのような瞬間の写真を商品撮影等に取り入れられないかな？と悩んでおりました。既製品では３年程前まで写真用の機材の会社でKENKOという会社が赤外線の装置を販売していたらしいのですが、既に販売停止の状態です。色々なカメラ関係の会社にも当たってみたのですが・・・。　そんな時にこのHPを見つけました。もしかしたらお門違いで失礼なメールかもしれませんが、赤外線の装置に関して何かご存知のようであれば教えて頂きたいです。
		→【安藤回答2008.11.21】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。　ご質問の件、ご指摘のように、Kenkoは4年ほど前に赤外センサーの製造販売を止めてしまいました｡安価で良かったのですが残念です。学術的には、いろいろな光学センサーがあります。自動機械は、光学センサーをたくさん使って位置決めを行っています。私は赤外レーザを使ったセンサーを何度か作っています。　このレーザは6万円ほどしました。 Kenkoより高価ですが精度は良いです。このレーザは、センサーだけの販売だったので、電源と電気出力コネクタを作る必要があり、自作しました。ライフルの弾の瞬間写真を撮るには、マイクロホンを使います。弾丸が引きずる衝撃波の位置にマイクロホンを置き、衝撃波の圧力を拾ってフラッシュを発光させます。発光タイミングはマイクロホンの位置で調整できるので簡単です。風船の破裂もマイクロホンを使います。　以上ご参考までに。


	No.551【デジタル画像の三色分解についてご質問のT.S.さん（2008.10.03）】安藤幸司　様　すばらしいHP、Anfoworldを拝見しました。　デジタル一眼レフカメラ（ニコンD40)で撮影した画像を画像ソフト（Adobe Photoshop)でRGB分解しています。この場合、RGBそれぞれの波長範囲はどのように決まるかお教え頂ければ幸いです。
		→【安藤回答2008.10.06】安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。ご連絡遅れまして申し訳ありません｡　カラー撮影でのRGBのフィルター特性は、各社まちまちです｡どのような特性でなければならないという規格はないようです｡これは、フィルムの時代からそうでした｡基本的には、3原色でクロストーク（例えば、赤成分と緑成分でお互いに波長が被ってしまう）のないものが望ましいのですが、あまりナロー（狭い）なフィルタを使うと光の入射が少なくて感度が減ってしまうので、両者の妥協できるブロードバンドのフィルタをあつらえているようです｡　ちなみに、最近の映画上映のフィルムは、デジタル画像を3色のレーザを使ってフィルムに映像を焼き付けて行きますが、この場合のRGBは3つの単色レーザとなります｡このことから、ナロー（狭い）波長の3色光を使っても発色は問題なく出ます｡また、CCDでは一時期、RGBではなくCMYの補色フィルタを使ってカラー画像を作っていました｡そういう観点から、RGBフィルタの波長特性はこれでなくてはならないという決まりはないようです｡強いて言えば、人間の感度細胞がRGBそれぞれどの波長範囲に入っているかが大きな参考値となるように思います｡それでも、人間の場合、網膜細胞にバラツキがあったり、大脳で相当の補正が加えられますから、大きな参考にはならないように思います｡ 3原色の発想は人間の目を解剖して得られた結果だと言われていますが、それぞれの細胞がどういう波長感度であったかはあまり紹介されていないようです｡　以上ご参考までに｡

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