☆訪問者からの声

過去帳　No.3（2000.10.28まで）

　訪問者からの声（現在）に戻る

　

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●訪問者の声（2000.02〜2000.10）

　

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No.150【シュリーレンシステムについて質問の石油研究所G.S.さん（2000.10.19）】

安藤さんのＡｎｆｏ　Ｗｏｒｌｄをみながら勉強させて頂いております。

さて、シュリーレン装置をくみ上げようとしているのですが、１つ教え

てください。安藤さんのＡｎｆｏ　Ｗｏｒｌｄによれば（この場合は凹面鏡

でかかれていますが）、コリメーターと撮影対象ブツ（この場合は燃焼）は

コリメーターの焦点距離内にあったほうがいいということが書かれています。

ということは、この凸レンズコリメーターの場合（私がやろうとしている実

験装置）でいうと、定容燃焼容器内の燃焼室とコリメーターレンズの位置を

近づけてコリメーターレンズの焦点距離以内に入れないといい映像が撮れな

いということですよね。

　

実は光軸をあわせていて、画像が高速度カメラに映らないので試行錯誤して

いたときに安藤さんのＡｎfo　Worldを見たものですから若しかしてと思い

質問させていただきました。私もコリメータレンズで平行光線を作ってしまえ

ば被写体の位置は気にしなくていいんだろうと思って最初安直にセッティング

しておりました。

　

この考え方があっているのかどうか教えてください。もしも燃焼室とコリメー

タレンズの位置をコリメータレンズの焦点距離以内に入れなければならないの

でしたら、システムをヨッコラショと移動しなければいけないものでして・・・。

　

済みませんが宜しくお願いいたします。

　

　

　

→【安藤回答2000.10.20】

安藤です。

　

昨日　自動車レースの雑誌でG.S.さんの記事を読みました。

なかなか興味深く読みました。

以前、別の自動車レースで燃料の供給をされていたことを思い出し、

そのノウハウが今回の自動車レースにも活かされているんだと納得し

ました。

　

G.S.さんは燃料のブレンドにかけてはビカ一だと誰かが言っていたの

を思い出しましたよ。

燃料の匂いでブレンド組成がわかるんですよね。

つかぬことを伺いますが、G.S.さんはお酒好きですか？

燃料のブレンドって利き酒のような感じだから、利き酒する人はお酒

のみじゃないって聞いてるものですからちょっと興味をもちました。

　

>　焦点距離内にあったほうがいいということが書かれています。

>　ということは、この凸レンズコリメーターの場合（私がやろう

>　としている実験装置）でいうと、定容燃焼容器内の燃焼室とコ

>　リメーターレンズの位置を近づけてコリメーターレンズの焦点距

>　離以内に入れないといい映像が撮れないということですよね。

　

ご推察の通りです。

凸レンズの場合でも被写体が、凸レンズの焦点距離より遠くに置かれ

ますと、この凸レンズが作る被写体像は、高速度カメラのはるか後方

になり、の像を市販のカメラレンズで調整しても調整しきれない不具

合がでてきます。

できれば、被写体はコリメータレンズの焦点距離の中に入れたいもの

です。

　

ご検討をお祈りいたしております。

　

　

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No.149【高感度ポラロイドについてご質問の大学生S.M.さん（2000.10.12）】

初めまして。私、大学の研究室で高速度カメラを使って、放電発光の撮影

をしております。

使用しているカメラは、Hadland製のものです。

　

少し、おたずねしたいのですが、放電発光の撮影用にポラロイド社のフィ

ルムを使っております。

微弱な発光を撮影するときには、ISO20000の好感度フィルムを使ってい

ました。

しかし、現在本国のアメリカでももう製造中止になったそうですが、

ISO20000に匹敵するフィルムは、ないでしょうか？

　

なにか、ご存じのことがあれば、教えてもらえるとうれしいです。

よろしくお願いします。

　

　

→【安藤回答2000.10.12】

安藤幸司です。

　

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

Polaroidの高感度フィルムが製造中止になったことは知りません

でした。

ポラロイド社は特許を盾にとってコダックやそのほかの感材メーカが

インスタントフィルムに参入することを拒否したためこの種のフィル

ムは発展を見ませんでした。

日本では、特許の心配のない富士フイルムだけがインスタントフィル

ムを販売していますが、その富士フィルムもISO2000です。

ポラロイドが供給してくれないとなるともはや手を打つ手が無いよう

です。

　

最近は、ポラロイドフィルムに代わってCooled CCDを蛍光面に取り付

けて蛍光像を記録しているユーザが多いようです。cooled CCDは、感

度も結構ありISO20,000相当の性能も出ているようです。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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No.148【シュリーレン手法についてご質問のS大学A.D.さんとH.Y.さん（2000.10.12）】

はじめまして。

突然のメールで失礼します。

ホームページ拝見しました。

S大学　工学部　熱工学所属の

機械工学科　４年　A.D.

機械工学科　４年　H.Y.

と申します。

研究は以下のような事を行っています。

　

（研究概要）

１．火炎核生成のシュリーレン法による解析

実験内容：点火プラグ（電極）周りの着火をシュリーレン法を用いて、

高速度ＣＣＤカメラで撮影し、解析する。

　

２．シュリーレン法によるガス噴射現象の実験的解析

実験内容：ガス燃料の噴射・混合状態を圧縮過程を考慮し、

シュリーレン法で可視化し、高速度ＣＣＤカメラで撮影・

解析を行う。

　

ホームページにはシュリーレン法の解説が詳しくまとめてあり、

とても勉強になりました。

また、資料が少なくて困っていたところ、

安藤さんのホームページでいろいろと書いてあり、

とてもためになりました。

また、実体験に基づいたことにも触れてあり、

これからはじめる者にはありがたい限りです。

　

さて、我々の研究にあたって、シュリーレン法を用いるのですが、

今回から新たにレーザーを光源とすることになりました。

光源が以下に示すものを用いているのですが、

光ファイバーを使用しているため干渉縞が出てしまい困っています。

　

・ＮＥＣ製　アルゴンレーザ

型名　ＧＬＧ３２８２（全波長同時発振）

発振波長と発振出力：２Ｗ　457.9〜514.5nm同時発振

発振モード：横方向単一（TEM｡｡）

ビーム直径：約1.2mm

ビーム拡がり角：約0.5mrad（全角）

偏光：直線偏光（Eベクトル垂直）

出力安定度：光フィードバックON　　±0.5％／10H（温度一定）

　　　　 　　　　光フィードバックOFF　 ±2.5％／10H（温度一定）

光リップル・ノイズ：0.5％rms以下

使用環境温度条件：温度5℃〜35℃　湿度85％以下

　

そこで、ホームページの

「光ファイバーによるレーザー点光源の作り方」にある

シュリーレンシステム構成図（４）（５）の装置について質問させてください。

　

・メーカーはどこであるのか？

・価格はどれくらいするのか？

・干渉縞などはどのくらい防ぐことができるか？

　

以上、質問させていただきたくメールを送らせていただきました。

　

ホームページを拝見させていただき、我々に大いに参考になり、

できればお力を拝借できればと思っております。

突然メールを出しておいて、質問をし、大変失礼だと思いますが、

よろしくお願いいたします。

　

　

　

→【安藤回答2000.10.12】

安藤です。

　

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご丁寧にご質問いただき痛み入ります。

　

これは私が光学メーカに依頼して作ってもらったものです。

原理はモードが不揃いになってアバタ（干渉縞）が出ている光ファイ

バーの出力をピンホール光学系で一度絞って干渉成分を除いてやると

いうものです。ファイバーも干渉の出にくいタイプのファイバーを使

う必要があります。

部品代（ファイバー込み）で60-80万円かかったと思います。

完全とはいかないまでも実用に耐える程度まではできたかなという感

じです。

4W以上のアルゴンレーザを小さいピンホールに入れますとピンホール

が焼けてしまうので出力とピンホールの穴径のトレードオフがポイント

です。

コヒーレント性の低い銅蒸気レーザではまったくこのような問題が起き

ずファイバー（100um径）でそのまま点光源として使った経験がありま

す。

　

以上ご参考までに。

　

　

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No.147【シュリーレン手法についてご質問のH社S.M.さん（2000.10.12）】

安藤様

　

はじめまして、H社S.M.と申します。

突然のメールで失礼いたします。

　

AnfoWorldを拝見いたしました。

すばらしいＨＰで、感心するばかりです。

私が最近見たＨＰの中でベスト１だと思います。

と言いますのも、私の仕事、趣味、嗜好、関心のあること

のほとんどの分野について、濃く、そして分かりやすく書

かれてあるからです。私も、コーヒーが好きで、ＭＴＢを持

ち（最近、全然乗っていませんが）、Ｓ＆Ｇが好きで、

パソコンを古くから触っていました。（但し、ＭＡＣ党では

ありません）

これからも、どんどん書き続けてください。

楽しみにしています。

　

ところで、質問なんですが、

シュリーレン（シャドウグラフ）法について教えてください。

　

シュリーレンは、気体や液体（もしくは透明体）の密度差を

可視化する手法だと書かれていますが、ガラスなどの透明体

の欠陥検査には使われているのでしょうか？

たとえば、ガラスに密着して貼られた薄い透明体の欠陥、

（ほんの僅かに折れて貼られている状態）を可視化、検査す

ることは可能でしょうか？

　

シュリーレンとシャドウグラフ法の違いを教えてください。

ＨＰ上の情報から察すると、シュリーレンの工学レイアウト

から、ナイフエッジを取り除いて、発光源とスクリーンだけ

にした物のようにも思えるのですが？ この場合、平行光束

は必要なのでしょうか？

　

ナイフエッジが要らないのだとすれば、発光側をコリメート

光学系とし、平行光束を発光させ、受光側をテレセントリッ

クレンズ＋カメラで受け、その間に被写体を置けば、シャド

ウグラフ法？は成り立つのでしょうか？

　

あつかましいお願いとは思いますが、教えていただけると、

大変うれしく思います。

　

機種依存文字は使ってないつもりですがＭＡＣで読まれて、

読みにくいようでしたらお許しください。

　

以上

　

　

　

→【安藤回答2000.10.14】

安藤幸司です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　これからも、どんどん書き続けてください。

>　楽しみにしています。

ご支援ありがとうございます。

気力、体力の続く限り頑張りたいと思います。

　

　

>シュリーレンは、気体や液体（もしくは透明体）の密度差を

>可視化する手法だと書かれていますが、ガラスなどの透明体

>の欠陥検査には使われているのでしょうか？

シュリーレン手法は、ドイツで確立された手法で、元来はガラスの

内部の脈理（内部の欠陥）の検査に用いられていたと聞いています。

もちろん透明体の密度差に敏感に反応します。

液晶ガラス、光学ガラスの検査はこの手法（標準格子を入れ込んだ

マッハツェンダー干渉計）にも使われているはずです。

　

>　たとえば、ガラスに密着して貼られた薄い透明体の欠陥、

>　（ほんの僅かに折れて貼られている状態）を可視化、検査す

>　ることは可能でしょうか？

薄さや、透明体の密度とガラスの密度の差にもよると思いますが可

視化することは可能だと思います。

　

>シュリーレンとシャドウグラフ法の違いを教えてください。

>ＨＰ上の情報から察すると、シュリーレンの工学レイアウト

>から、ナイフエッジを取り除いて、発光源とスクリーンだけ

>にした物のようにも思えるのですが？ この場合、平行光束

>は必要なのでしょうか？

ご指摘の通りでシャドウグラフはナイフエッジの無い手法です。

感度がシュリーレンよりは悪く密度差の少ない現象の可視化には

シュリーレン手法を使ってナイフで余分な光をカットした方が良い

と思います。

平行光束の精度で密度差の可視化が左右されるため、平行光束は必

要な要素です。

　

>ナイフエッジが要らないのだとすれば、発光側をコリメート

>光学系とし、平行光束を発光させ、受光側をテレセントリッ

>クレンズ＋カメラで受け、その間に被写体を置けば、シャド

>ウグラフ法？は成り立つのでしょうか？

今までにシュリーレン（シャドウグラフ）システムの撮影レンズと

してテレセントリック光学系を使用したことはありません。

シュリーレン（シャドウグラフ）撮影では、透明物体内部の密度的

な乱れによって平行光束が乱れますが、その乱れた光束が大事な情

報を持っています。

この乱れた光束が、再びカメラの撮像面に到達して像を形成すると

ころに意味があります。シュリーレンは、メインの平行光束をカッ

トして乱れた光だけで像を形成します。

この観点からしますと、カメラにとりつけるテレセントリック光学

系は、光学系の射出瞳の所で平行光束だけを透過し物体で乱れた光

はカットしてしまい効果的ではありません。

こうするとシャドウグラフすら形成できないことになります。

　

テレセントリック光学系は、物体が撮影距離によって写る大きさが

異なるための不具合を解消するために1878年、ドイツイエナ大学の

アッベ（Ernst Abbe）が提唱した光学系です。簡単に言えば物体か

らレンズに入る光の平行線分だけを結像光線に当てるという考え方で

す。

　

>　機種依存文字は使ってないつもりですがＭＡＣで読まれて、

>　読みにくいようでしたらお許しください。

すべて正常に読めてます。

Windowsからの文では、（1）（2）や（株）などの飾り文字が

マックとコードが違うので化ける程度です。

添付ファイルもマックではBase64コードでも問題なくオープンできます。

　

以上ご参考までに。

　

　

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No.146【CMOS撮像素子についてご質問のK大学S.K.さん（2000.10.09）】

安藤様

　

はじめまして、S.K.と申します。

K大学大学院J工学研究科博士後期課程３年に在学しております。

研究室では、CMOSイメージセンサの一つの形として生体の網膜の回路構

造を模擬したシリコン網膜とよばれるイメージセンサの研究を行ってい

ます。

　

安藤さんのホームページは、博士論文をまとめるにあたり最近のCCDや

CMOSイメージセンサの状況を探ろうとしていて、gooの検索でたどり

着きました。光学系の話が、分かりやすく、しかも専門的に書かれて

いて本当に驚きです。

　

質問させてください。

　

(1)　現在市販されているCMOSイメージセンサの最高画素数

　というのはどのくらいなのでしょうか。

　また、現状での限界はどのあたりなのでしょうか。

　

(2)　CCDおよびCMOSイメージセンサのSN比とを比べるとどのくらい

の差があるのでしょうか。それはどの特性に依存するものなのでしょう

か。また、純粋に固定パターンノイズだけを比べた場合違いはどの程度

あるのでしょうか。

　

CMOSイメージセンサ関係の研究はしているものの、研究内容が回路構造の

ほうに寄っていてプロセスなどの細かい話には暗いのです。

　

時間があるときで結構ですのでよろしく御教授下さいお願い申し上げます。

　

　

→【安藤回答2000.10.09】

安藤幸司です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>(1)　現在市販されているCMOSイメージセンサ

>　の最高画素数というのはどのくらいなのでしょうか。

>　また、現状での限界はどのあたりなのでしょうか。

　当方、この方面に詳しく関わっているわけではないので良くは申し

上げられないのですが、1,024x1,024画素までは開発されているよう

です。

CMOS撮像素子は構造上スイッチングノイズが多かかったため1990年代

ほとんどのメーカが開発を諦めた経緯があります。

　1990年代末にそのスイッチングノイズを除去する手法が確立されてか

らCMOS素子の長所（作りやすい、低消費電力）が見直され出しました。

CCDでは4000x4000画素まで作られているので、CCDより構造が簡単で

スケーラビリティのあるCMOSの高画素化はそれほど難しいことではないと

考えます。

我々の業界の高速度カメラ用の撮像素子もCMOSタイプが増えてきました。

　

>(2)　CCDおよびCMOSイメージセンサのSN比とを

>　比べるとどのくらいの差があるのでしょうか

>　それはどの特性に依存するものなのでしょうか。

　この所も、私は専門外なので（素子の開発担当をしているわけではない

ので）なんとも申しあげられないのですが、業界の声を聞きますと「CCD

のS/Nに近づいて来た」、と言われています。つまりその程度で、トラン

ジスタによるスイッチングで電荷を取り出すCMOSよりはCCDの転送の方

がSNが良いようです。

　CMOS撮像素子がCCD撮像素子のように16ビット（1:65,000）の階調

がもてるかどうかは今後の課題だと思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

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No.145【シュリーレン装置についてご質問のN大学A.H.さん（2000.10.05）】

初めまして、突然のメールで恐縮です。

N学工学部F研のA.H.と申します。

　

安藤様のホームページを観させていただきました。シュリーレ

ンについて、かなり詳しく書かれており大変勉強になりました。

実は、大学でガスバーナーのシュリーレン撮影を行うことに

なりまして、測定器材について１つお尋ねしたいことがありま

して、メールした次第です。

一般にシュリーレン撮影を行う際は、器材を一式購入する

のがベストなのですが、いろいろと制約（お金がない）があり

まして、凹面鏡を単体で購入して撮影したいと考えております。

凹面鏡の直径は２００〜３００ｍｍ程度がいいのですが、理科

機器等のカタログにはそこまで大きい径のものが売っていま

せん。

　

ご多忙の中、まことに申し訳ありませんがこのクラスの凹面

鏡の単体での購入先・入手法などご存知でしたら、ぜひ教え

ください。

　

　

→【安藤回答2000.10.07】

安藤幸司です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　凹面鏡の直径は２００〜３００ｍｍ程度がいいのですが、理科

>　機器等のカタログにはそこまで大きい径のものが売っていま

>　せん。

> ご多忙の中、まことに申し訳ありませんがこのクラスの凹面

>　鏡の単体での購入先・入手法などご存知でしたら、ぜひ教え

>　ください。

　

シュリーレン装置を製作している会社は、

(株)溝尻光学工業所

〒141-0033　東京都品川区西品川2-8-2

TEL.03-3492-1900　FAX.03-3492-1921

　

というところがあります。

ここではシステムの販売から単品まで扱っています。

日本のシュリーレン装置はほとんどこの会社が引き受けていると言

っても良いような状況です。シュリーレン撮影は、凹面鏡の大きさが

そのまま撮影エリアの大きさになりますので広い範囲を撮影したけれ

ば大きな凹面鏡が必要です。

私が今まで見た中では口径1,000mmの凹面鏡（T大学総合試験所、

宇宙関連の技術研究所、国の研究所）が一番大きなものでした。

これらの凹面鏡は上記の溝尻光学工業所が磨いて納入されたものです。

　

また、シュリーレンの専門業者ではありませんが、光学部品業者

などでも口径200-300mmの凹面鏡を製作してくれます。

こちらの方が安価にできると思いますが、シュリーレンの専業メー

カーではないので、撮影に関するノウハウや光学部品の組み合わせ

に関する技術協力は期待できません。

彼らはレーザーのコリメータレンズなどを多く手がけています。

その代わり安価に上がります。

画質も専業メーカよりは若干落ちるような感じを受けました。

　

以上ご参考までに。

　

　

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No.144【機械設計者のT.H.さん（2000.10.03）】

はじめまして。

写真関係でサーチしたところ、安藤さんのHPにたどり着きました。

すごく充実した、大変有意義なHPですね。

まだ一部しか拝見していませんが、

趣味で写真（モノクロ自家現像という時代にそぐわない趣味ですが・・）

をしていて、私自身は機械設計を生業としていて、電気の事も勉強し直さ

ないと。とおもっており、さらに、英語も勉強しなくては！と思っている

今日この頃のこの私には、読むべきところ満載のページのなのです。

　

毎日少しずつ読んでいく事が出来るページが出来て嬉しいです。

これからもがんばってください。

　

　

→【安藤回答2000.10.01】

安藤幸司です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　趣味で写真（モノクロ自家現像という時代にそぐわない趣味です

　が・・）をしていて

先ほどちょっと貴殿のホームページを訪問いたしました。

白黒写真で都市の風景を切り取られておられますね。

白黒写真は独特の味わいがあって世界を主張するにはいい素材だと

思います。幻想的な感じにもなりますよね。

　

今後とも宜しくお願いします。　

　

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No.143【英語のトピックでご訪問のgomachanさん（2000.10.01）】

何気なく、JACI（日米会話学院）ひいたら、ここへたどり着きました。

なつかしいですね。

私は、校長に、憲法を習いました。

大学より、こっちのほうが、面白かった。

授業は、厳しかったですねー。

　

他の人（訪問者の声に寄せる人）は、電気の専門の事かいてますねー。

いいのかな？

また、寄せていただきます。

　

　

→【安藤回答2000.10.01】

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

AnfoWorldは私の私的なホームページですから何かのきっかけでご

縁ができればそれで良いと考えています。

英語はホント大事ですよね。学生さんや研究者などみんなこれで悩

んで多くの時間をこれに費やしています。

25才の時に四谷の日米会話学院（JACI）に6ヶ月通ったことは今

でも鮮明に覚えています。ホントの外国のNativeにみっちり教えて

もらいました。そして日米会話学院の名物校長板橋先生に「憲法」

を習いました。憲法と言っても英語の発音ですよね。

Education . . . . . . .

って続く知る人ぞ知る名講義でした。先生の耳が大きかったのが印

象的でした。板橋先生は昨年だったか他界されました。

英語について面白いトピックがありましたらまた投稿下さい。

　

今後とも宜しくお願いします。

　

　

--------------------------------------------------------

No.142【衝撃波研究のT大学F.I.さん（2000.09.24）】

はじめましてF.I.といいます。

まだ研究自体始まっていませんが、卒業論文の実験で高速度ビデオの資料

を探してたところ発見しました。

すごい面白いホームページですね！

　

実験で困ったときなど質問するかもしれませんが、よろしくおねがいしま

す。

実験というのは、衝撃波で耳の鼓膜を波断させるその瞬間をビデオで撮影

しようというものです。

　

　

→【安藤回答2000.09.25】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

鼓膜の波断と言うのはスゴイですね。

おそらく1,000コマ／秒〜4,000コマ／秒が必要に思います。

鼓膜はヒトの鼓膜ですか？それとも動物ですか？

高速度カメラは強烈な光源が必要ですので熱で鼓膜が乾燥しない配慮

が必要ですね。

　

今後とも宜しくお願いします。

　

　

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No.141【ホームページ紹介依頼のM.K.さん（2000.09.16）】

はじめまして

私は、M.K.と申します。

電気の相談室（無料）というホームページを開いている者ですが、

ある人から、光度・照度・ルクス等について、質問がありました。

当方、電気設備工事に従事しているのですが、

専門外の質問のため、

あなたの光と光の記録のページを、

紹介させていただきたくお願いいたします。

　

電気に興味の有る人に、

少しでも　その興味を増していただけるよう

手がかりになれば

また　自分の少ない知識でも　役に立てばと

思って始めましたが

詳しくない事柄については

皆さんの助けをいただいているのが現状です。

何卒よろしくお願い申し上げます。

　

　

→【安藤回答2000.09.16】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご自由にご利用下さい。

みなさまのご意見を参考にしてわかりやすいページづくりに励んでいき

たいと思っています。

いろいろな方からのご意見はとても参考になります。

今後も自分のでき得る範囲でご提供申し上げようと思っています。

　

私の方からも電気的なことで質問あれば伺いたく思います。

　

今後とも宜しくお願いします。

　

　

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No.140【光高温計について質問のM.O.さん（2000.09.16）】

はじめまして。

光高音計で検索してたどりつきました。

光高音計で測定しうる対象と、光高音計

の長所、短所をお聞きしたいのです。

どうか無知な私にお教え下さい。お願い致します。

　

　

→【安藤回答2000.09.16】

光高温計は、測定する対象が高温になって自ら発光していなくては

なりません。高温になった物体の発光する温度はおおよそ摂氏700

度程度ですから、700度以下の温度は計測不可能であることがわか

ります。また、光高温計は赤色（波長でいうと600nm近辺）の単色

光のみの光の強度で計測しその計測の根拠はプランクの放射則に依存

するため、物体は加熱発光であること、物体は放射率が1に近い（放射

率が1でないものは放射率を補正する）必要があります。

　

以上ご参考までに

　

　

--------------------------------------------------------

No.139【CCD素子のインチ表示について質問のK.N.さん（2000.09.13）】

安藤様

　

突然のメールで失礼いたします。

ＨＰを興味深く拝見させていただきました。

早速なのですが、ＣＣＤなど固体撮像素子サイズで「＊／＊インチ」

とありますが、この際の１インチは対角１６mmと考えてよろしいの

でしょうか？

（イメージサイズを見るとそのように見えたものですから・・・）

　

愚問かもしれませんが、教えてください。

　

　

→【安藤回答2000.09.14】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　早速なのですが、ＣＣＤなど固体撮像素子サイズで「＊／＊イ

>　ンチ」とありますが、この際の１インチは対角１６mmと考え

>　てよろしいのでしょうか？

固体撮像素子をインチで呼ぶ慣習は歴史的なものがあります。

テレビカメラはCCDなどの固体撮像素子を使う前はブラウン管のよう

な真空管の撮像管と呼ばれるものを使用していました。この撮像管の

サイズをその撮像管の径で呼んでいた時代が長く続き、1インチ管、

2/3インチ管、1/2インチ管と呼んでいたのです。その呼び名が固体

撮像素子の時代になってもそのまま受け継がれているという次第で

す。1インチCCDは、そのCCDの有効サイズが1インチ撮像管の撮像

サイズに近似しているために便宜的に呼ばれているにすぎません。

ちなみに1インチは25.4mmで、1インチサイズのCCDの対角線は

16mmと似ても似つかない数字になっています。

これは、1インチ撮像管の光電面が完全な平面ではなく（ブラウン

管を思い浮かべて下さい、曲面になっていますよね）、この光電面

いっぱいに像を受光すると歪みとか周辺解像力の劣化などでとても

使い物にならないため口径のなかの良好な光学特性が得られるとこ

ろだけを選んで撮像してました。そのサイズは偏向コイルによって

微調整していたためCCDのように幾何学的にかっちりしたものでは

ありませんでした。

　

ちなみに、1インチ、2/3インチ、1/2インチ、1/3インチなどの呼

び方は慣れれば言いやすく素子の大きさや使用するレンズを選ぶ時

に便利なため撮像素子の今でも他の適当な呼び方がなく浸透してし

まったと言うわけです。

　

参考にCCDの大きさと有効画面、対角線長さを紹介しておきます。

1インチサイズCCD：　12.8mmx9.6mm、対角線16mm

2/3インチサイズCCD：　8.8mmx6.6mm、対角線11mm

1/2インチサイズCCD：　6.4mmx4.8mm、対角線8mm

1/3インチサイズCCD：　4.8mmx3.6mm、対角線6mm

　

科学分野でのインチ文化は根強いものがありますね。

世界のリーダーアメリカがヤード・ポンドを取りやめないため今だ

慣習的に使われています。

フロッピーなどのコンピュータメディアやモニタのサイズ、タイヤ

のサイズ、カメラネジ、CCDカメラレンズのCマウント（ネジ径が1

インチで32山）、航空機の部品、パイプのネジ、ゴルフの飛距離

・・・ホント根強いですね。

　

以上ご参考までに

　

　

　

--------------------------------------------------------

No.138【CCDカメラとモニタの解像力について質問O大学D1のK.M.さん（2000.09.05）】

突然のメールで失礼します。

ＨＰ拝見させていただきました。

まるで専門書でも読んでるかのような錯覚をうけるほど

内容が濃く、大変興味深く感じました。

そこで質問なんですが、

　CCDカメラの画角いっぱいに移った領域がそのままモニターの映像に

反映されるのでしょうか？

　撮像素子の画素数と、モニターの画素数が違うので、なんだか違うよう

な気もするのですが・・・。

　

もしお答えしていただけるのであれば幸いです。

　

　

　

　

→【安藤回答2000.09.06】

安藤幸司です。

　

AnfoWorldご訪問ありがとうございました。

　

>　　CCDカメラの画角いっぱいに移った領域がそのままモニターの

>　映像に反映されるのでしょうか？

基本的には、CCDカメラの画角いっぱいにモニタに映ると考えて差し

支えありません。

厳密に言うとCCDカメラの有効画面の内側の95%程度がモニタ画面に

映っています。これはモニタによってバラツキがあるので何とも言え

ませんが、テレビ局などで使うモニタはすべてを表示するものを使っ

ています。専用のモニタにはカメラからの情報を全部映し出すオーバ

ースキャン表示と、家庭で見るような少しトリムした画面表示のアンダ

ースキャンが切り替えられるものがあります。

　

>　撮像素子の画素数と、モニターの画素数が違うので、なんだか違う

>　ような気もするのですが・・・。

　モニターにもいろいろな種類がありますが、CRT（Cathode Ray

Tube = ブラウン管）には画素数という考えはありません。シャドウマ

スクのドットマスクが量子化された画素と言えば言えなくもないのです

が、放送業界では画面の画質を評価するのに周波数帯域とか水平解像力

という言い方をしていました。アナログの世界です。

放送局用のテレビカメラは水平解像力900本程度の高性能カメラで撮影

して、水平解像力400本の電波の周波数帯域に乗せて各家庭に送ってい

ます。家庭では能力に応じた性能のテレビで観ているという具合です。

ただ、今述べた水平解像力と違って画面の垂直情報を示す走査線は厳密

に525本と決められています。

　CCD撮像素子が台頭するようになって画面を分割（画素）としてとらえ

ることが多くなりました。1990年代前半まではビデオ技術のデジタル化

がすすんでいなかったのでCCD素子から得られる画像データはアナログビ

デオ信号に置き換えられて処理されていました。

コンピュータの発達とビデオのデジタル化が進み、CCD画像をカメラでデ

ジタル化して転送ができるようになると、CCDカメラのもつ解像力とコン

ピュータや、モニタのもつ解像力を互いに補間する技術が発達しました。

たとえばコンピュータの世界では、モニタの表示性能をVGAとかSVGAと

言うように表示解像力を決めてしまってそれに合わせるようにカメラから

の画像データを変換して使用しています。

逆に、理化学用の計測CCDカメラには4000画素ｘ4000画素のようなもの

があり、このカメラで得られた画像は通常のモニタでは全体を表示するの

が困難という問題が生じています。仕方がないので全体を見る方法として

得られたデータを間引いて（画素を落として）表示したり、全画像の一部

を見ながら画面をずらして（ローミングして）画像を見るようにしていま

す。

　

このような感じで、ビデオ画像もコンピュータの発達と共に規格を作り替

えながら、それに合わせてお互いに補間しあいながら今に至っているという

のが現状です。

　

以上ご参考までに

　

　

　

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No.137【LEDについてコメントのコンピュータ関連のY.H.さん（2000.09.04）】

こんにちは安藤幸司さん

　

あなたのホームページをとても興味深く拝見しました。

　

はじめは自転車用のヘッドライトをLEDにできないものか、カンデラという

単位を調べていたのですが、安藤さんのHPに適切な資料があり参考にさせて

いただきました。

作者はいかなる人か興味を持ってページをたどると歳は私と一つ違いでMTB

にも興味があるそうな、正直言ってびっくりしました。

　

私は１９５５年生まれで仕事はコンピュータのSEです。MTBにはこの5月から

乗り始め、6月から7月にかけて北海道の礼文島と利尻島に4日間のサイクリン

グにいってきました。

　

安藤さんといろいろお話させていただけたら楽しそうです。

ぜひ今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

→【安藤回答2000.09.04】

安藤です。

　

AnfoWorldご訪問有り難うございます。

励みになるメールをいただき心より感謝申し上げます。

　

LEDは最近明るいものができてきたとはいえ遠くを照らすだけの輝度や、

反射鏡などが開発されておらず、至近距離の光源として使われたり表示

灯として使用されるに留まっています。

それでもLEDは随分と明るくなりましたね。

自動車ではテールランプなどの表示灯に使われています。

LEDの仲間の半導体レーザですとかなり遠くまで光が到達するんですが安

全性に問題があるようです。

LEDと半導体レーザの中間のような光源が出ると良いんでしょうね。

　

MTBに興味がおありとか。

ウレシイ限りです。

お互い余り無理もできない歳ですので体を労りながら楽しみましょう。

北海道の礼文島と利尻島に4日間のサイクリングですか、随分と気持良かっ

たでしょうね。

自分もそれくらいの実力をつけたいな、と思います。

　

今後とも末永くお付き合い下さい。

また何かありましたらメールをいただければ幸いです。

　

　

　

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No.136【プロジェクタの輝度について質問のD社Y.M.さん（2000.08.31）】

突然のメール申し訳ありませんが下記の事について

教えて頂けないでしょうか

映像関係の仕事をしているのですが

プロジェクションテレビの明るさがANSIルーメン値で出ていますが

カンデラ表示しているものもあります。

ルーメンをカンデラ表示した場合

たとえば1000ANSIルーメンの場合41cd/ｍ²（輝度）になりますが

カンデラ表示の場合距離が2.77mの時314cdになりますか？

また、リアスクリーンがありリアスクリーンにはゲイン値（G=3)があり

この場合光は透過するのですが明るくなるのでしょうか暗くなるのでしょ

うか？　また数値はどうなるのでしょうか？

よろしくお願いします。

　

　

　

→【安藤回答2000.09.03】

安藤です。

　

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

またご返事送れまして申し訳ありません。

　

プロジェクターの投影像の明るさはプロジェクタの性能を示す重要

な値です。

私の知る限り、プロジェクタの明るさの性能は、ルーメン値で示され

ているものがほとんどで光度（cd = カンデラ）及び輝度（cd/ｍ²）

表示はありませんでした。

　

カンデラ表示は、古い映写技師がフィルム映写機を扱っていてその

ランプ性能を燭光（カンデラ）で言い表してきたので適用している

に過ぎないと考えます。

我々のようにルーメンやルクス、輝度（cd/ｍ²）で事足りている

人間にはあまり重要な意味を持っていません。

ちなみに、ルーメンとカンデラの関係式は、

L（ルーメン） = 4 x 3.14 x I（光度）

の関係があります。1cdの光度を持つ光源は四方八方に12.6ルーメ

ンの光を放つというものです。

プロジェクターで言っている放射光束（今回お問い合わせの1000

ANSIルーメン）は四方八方へ光束を発散しているものでなく限られ

た範囲で放射している光束なので上の式を直接当てはめることがで

きません。

　

また、輝度（cd/ｍ²）表示について述べますと、プロジェクター

の性能を言い表すのに輝度値を用いるのは制約が多いのではないかと

思います。輝度はスクリーンから反射されり明るさをもって初めて言

い表される値です。

輝度はスクリーンから反射される明るさの度合いを示すものですか

ら、スクリーンの種類によって違ってきますし、スクリーンの大き

さによっても変わってきます。

反面、ルーメン（光束）はプロジェクタからスクリーンに投影され

る光の量を示すため値として出しやすいのです。プロジェクターか

ら放射される光束（ルーメン）がわかって、スクリーンの大きさが

決まるとスクリーン面での照度（ルクス）が簡単に求まります。

例えば、1000ANSIルーメンのプロジェクターを使って1mx1.5m

の大きさを持つスクリーンに投影しますと、スクリーンでの明るさ

は、440ルクスになります。

1mx1.376mのスクリーンの投影面積は、1.376 ｍ²ですが、一般

に光は円錐状に放射されるためスクリーンの対角線を径とした円の

面積の投影と考えるのが一般的で、この場合直径は1.7mとなり、

投影面積は2.27ｍ²になります。この面積で光束を割った照度が

440ルクスとなります。一般に劇場でのスクリーン照度は、200

ルクス程度が適当と言われていますから、この値から逆算すると

1000ANSIルーメンのプロジェクターでは1.4m x 1.9m程度まで

のスクリーンを使うことができます。

さきほど、「劇場では200ルクスのスクリーン照度が適当」と言い

ましたが、使用するスクリーンによって見栄えはずっと違ってきます。

例えば黒いスクリーンでしたら随分と暗い像になるでしょうし、明る

い室内（500ルクスくらいのオフィス）では、200ルクスの像はまっ

たく見えません。

スクリーンにはいろいろな種類があり、反射の指向性の強いものや反

射輝度の高いものまで様々です。

その中で、入ってきた光を無指向で均一に拡散させその反射率が85%

のマットスクリーンを基本のスクリーンとして、このスクリーンより

輝度が高いものをゲインいくつという言い方で表しているようです。

ゲインの高いスクリーンほど指向性を持ちますから液晶画面のように

スクリーンと角度のついた位置からでは良い画像が得られない傾向が

あります。

　

ゲイン1の通常のスクリーンで得られるスクリーン輝度は、入射照度

と輝度の関係式

　B（輝度） = K（反射率0.85） x E（照度）/3.14

から求めることができ、440ルクスのスクリーン照度の場合、119

cd/ｍ²の輝度となります。

これがご質問のゲイン3をもつスクリーンの場合、この3倍の輝度をも

つと考えて良いと思います。

　

>　ルーメンをカンデラ表示した場合

>　たとえば1000ANSIルーメンの場合41 cd/ｍ²（輝度）になりますが

>　カンデラ表示の場合距離が2.77mの時314cdになりますか？

質問の意味がよく分からなかったので、上記で私なりの解釈をしてお

答えいたしました。

この質問では、輝度（cd/ｍ²）と光度（cd）の記述がちょっと曖昧

なのでわたしの答えが当を得ているかどうか自信がありません。

　

>　リアスクリーンがありリアスクリーンにはゲイン値（G=3)があり

>　この場合光は透過するのですが明るくなるのでしょうか暗くなるの

>　でしょうか？　また数値はどうなるのでしょうか？

リアスクリーンは、観客側を暗くできない上映環境で使用するスクリ

ーンです。パーティ会場などでプロジェクターを設置する場合、パー

ティ会場を映画館なみに暗くすることができない場合に使います。

従ってスクリーンの明るさはフロントスクリーンよりも明るく無けれ

ばならず、リアスクリーンはスクリーン輝度が明るいのが特徴です。

その明るさは、ゲイン3という数値が示されている通り一般的なフロン

トスクリーンの3倍の明るさを持っていると言っていいでしょう。

リアスクリーンは半透明状で白色状の曇ったようなフィルムが使われま

す。磨りガラスのようなガラスのスクリーンもあります。金属状のフロ

ントスクリーンとは随分違います。

リアスクリーンは、反面、

　・スクリーンとプロジェクタ部は暗箱で覆う必要がある。

　　（迷光が入らないため）

　・スクリーン周辺部まで均一の明るさを保つことが難しい

　・暗部と明部のコントラストがなくシャープさに欠ける

　・あまり大きな寸法のスクリーンは製作しずらい

などの問題点があります。

　

以上ご参考までに。

　

　

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No.135【AnfoWorldホームページ引用について質問のK大K.T.先生（2000.08.20）】

安藤様：　　　K大で画像処理を担当しているK.T.です。

　

さて、今回、AnfoWorldの画像の幾つかを、講義で配るプリントに使用して

も良いかどうかを伺うため、メールさせて頂きました。

　

用いたい画像は、”画像計測事始め”の、衝突安全実験（JARI）、ダミーの

足をねらう耐Gカメラ、銅蒸気レーザを使った流れの可視化（Oxord　Lasers

　Ltd）、爆薬試験の可視化、です。

著作権に関する知識がないので、安藤様に直接お聞きすることにしました。

ご多忙中、申し訳ありません。済みませんが、ご回答をお待ちしております。

　

　

　

→【安藤回答2000.08.06】

安藤です。

　

基本的に学内で非営利で使う限り問題ありません。

ご心配ならば出展のサイト（わたしのホームページアドレス）を併記され

ると良いかと思います。

　

今後とも宜しくお願いします。

　

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No.134【銅蒸気レーザについて質問のT電機のM.T.さん（2000.08.04）】

安藤幸司様

　

ときどき勉強させていただいております。

私は電線メーカに勤務する技術者ですが、近い将来レーザ装置を購入する

予定です。

対象機種はエキシマレーザ、Arレーザまたは銅蒸気レーザのいずれかです

が、銅蒸気レーザに関してあまり情報を持ち得ておりません。

O社のものを考えておりますが、使用上の注意（メンテのコストや危険性）

や購入上の注意（アフターサービスの有無）などなにかご存じでしたら、

ご教示いただけませんでしょうか？

どんな情報でも結構でございます。

安藤様のご趣旨、ご専門から外れた質問になったかと思いますがよろしく

お願いします。

　

→【安藤回答2000.08.06】

安藤です。

　

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

レーザの使用目的がよく飲み込めていないのですが、ご質問で理解

し得た分のご回答を致します。

銅蒸気レーザを安定して供給している会社は英国O社だけとなりま

した。研究室レベルでは自作されているところがあったり、ウラン

濃縮や軍関連の研究では大手の電気会社が特別に作っているようです。

銅蒸気レーザの他のレーザーに比べての特徴は、可視光であること、

発振周波数が高いこと、ピークエネルギーが高いこと、ビームクォリ

ティが良いこと、電力をそれほど必要としない、ことでしょうか。

短所は、立ち上げに30分〜1時間かかること、300時間毎に銅を補

給しなければならない、バッファガスとしてネオンガスが必要、

2000時間の発振でサイラトロンを交換する必要がある、ことだと思

います。取り扱いはエキシマレーザよりは扱いやすいと思います。

エキシマレーザはガスの管理が大変です。

アルゴンレーザは電力をたくさん必要とします。それと冷却水がたく

さん必要です。

　

銅蒸気レーザは、1,000万円〜2,000万円ほどします。

ネオンガスは、年間6万円〜12万円程度、電気は3KW。銅は200g/

300時間（数千円）。サイラトロンは120万円/2000時間です。

それに必要に応じてチューブのウィンドウ（数十万円）、電極

（十数万円）、サイラトロンオイル（数万円）が必要になります。

現在、銅蒸気レーザは、マイクロマシニング加工機の熱源として注

目を浴びています。可視光でビームクォリティが良いこと、発振周波

数が高いことなどで、エキシマレーザではできない加工分野に市場を

のばしているようです。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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No.133【半導体レーザについてご質問のD社H.T.さん（2000.08.02）】

始めまして。

anfowldを拝見しメールさせて頂きました。

私はガソリンエンジンの噴射装置（インジェクタ）の開発・実験していま

す。

趣味は自転車。毎週土日とショップの朝練と、週に２回のジムでのエアロ

バイク漕ぎです。

　

このホームページにアクセスできたのは社内”半導体レーザー ：ＨＳｉ−

１０００”の資料に付いていたアドレスより接続しました。

今回 私の仕事で、噴霧の断面撮影を行なうための光源を探しています。

今までＹＡＧレーザー・Ｈｅ−Ｎｅレーザーで撮影してきました。

ＹＡＧは１０年程前のもので、撮影すると画像がバラツキが発生し原因を

調べると、レーザー強度が±５％程ばらついていました。

このためＨｅ−Ｎｅレーザーで同じ事をしたのですが、噴霧現象を0.25

〜1ms程の現象しか撮影出来ませんでした。これはレーザー輝度が小さく

ＣＣＤカメラで撮影出来るシャッータースピードが１／４０００秒しか撮

影出来なかったためです。

噴霧撮影はレーザー幅１．５〜２．０ｍｍで噴霧が濃い事から、レーザー

は２方向・対向して入射しています。

ＹＡＧの場合は一つのレーザーをハーフミラーで２つに別けてからイクス

パンダーを入れスリット光を発光させています。

Ｈｅ−Ｎｅはレーザーが安いので２本対向に噴霧に照射しています。

　

で、お聞きしたいのが”半導体レーザー ：ＨＳｉ−１０００”のページ

の中に書いてある”自由度の高いレーザー照射光学系”で図１ｂ レーザ

ーシート光照明 の説明図があります。

この図だとシート光を発光しているように見えないのですが、別の光学

系を入れなくてもシート光になるのでしょうか？

私が実験したいのは、Φ１００ほどのコーン状噴霧に中心より１５０ｍｍ

ほど離した位置よりレーザーを発信。噴霧には１．５ｍｍの厚さでレーザ

ーを照射して噴霧断面撮影をしたいのですが可能と思われますか？又、値

段はいくらくらいでしょうか？教えてもらえないでしょうか？

レーザーパワーは発信部付近で６mj程・噴霧照射部で０．２mj程です。

（ＹＡＧ）現象として０．１ｍｓ〜０．０１ｍｓの噴霧を撮影したいので

す。予算があればＹＡＧを再度 購入したい所ですが、もっと低価格のも

のを探しています。

購入に際しても”半導体レーザー”にはこだわっていません。

では、お願いします。

　

趣味の自転車ですが、ロードレーサーがメインですが土曜がロード・日曜が

ＭＴＢです。ショップは名古屋インター近くの”カミハギサイクル ＭＯＶＥ

店”でクラブチームの朝練に毎週参加しています。

ロードの朝練は名古屋インターから矢作ダム近くまでの往復９０ｋｍ弱です。

ＭＴＢは今話題の万博予定地”海上の森”と犬山あたりです。

ＭＴＢはトレック ８０００ＬＴをクロカン仕様にして乗っています。

又、今年のゴールデンウィークにはロードレーサーで７日間、名古屋から長

崎まで行ってきました。返りは飛行機で帰ってきましたが１２００Ｋｍ弱ほ

どでした。今まで名古屋より西にしかツーリングに行っていないので、今度

こそは東へ行こうと思っています。

　

いろいろと長くなりましたが 宜しくお願いします。

　

　

　

→【安藤回答2000.08.02】

安藤といいます。

　

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

内燃機関の燃料噴射装置は、昨今の環境問題と前後してとても重要な

研究課題と認識しています。

ディーゼルエンジンでは高圧噴霧が主流になったり、ガソリンエンジ

ンも直接噴射方式になって色々な可視化技術が投入されているようで

す。

　

>　半導体レーザー ：ＨＳｉ−１０００”

>　ある”自由度の高いレーザー照射光学系”で図１ｂ レーザーシー

>　ト光照明の説明図があります。この図だとシート光を発光してい

>　るように見えないのですが、別の光学系を入れなくてもシート光に

>　なるのでしょうか？

HSI-1000では本体の中にレーザシート光学系が入っています。これ

でレーザシート光を作っています。

　

>　私が実験したいのは、Φ１００ほどのコーン状噴霧に中心より１

>　５０ｍｍほど離した位置よりレーザーを発信。噴霧には１．５ｍｍ

>　の厚さでレーザーを照射して噴霧断面撮影をしたいのですが可能と

>　思われますか？

噴霧形状と噴霧密度を可視化されたいのだと思いますが、可能と思い

ます。英国のL社やドイツのB社でも使用されていると聞いています。

　

>　又、値段はいくらくらいでしょうか？教えてもら

>　えないでしょうか？

日本の価格で6〜700万円と聞いています。

　

>　レーザーパワーは発信部付近で６mj程・噴霧照射部で０．２mj

>　程です。（ＹＡＧ）現象として０．１ｍｓ〜０．０１ｍｓの噴霧

>　を撮影したいのです。予算があればＹＡＧを再度 購入したい所で

>　すがもっと低価格のものを探しています。

レーザーもパワーの強いものは500万円以上します。

シート光学系は30万円〜100万円すると考えます。

露出時間が長けれれば発光出力の低いレーザでも良いのでしょうが、

短時間露光が必要でしょうからエネルギーの高いレーザが必要だと思

います。こうしたレーザは総じて高価です。

　

　

>　趣味の自転車ですが、ロードレーサーがメインですが土曜がロード・

>　日曜がＭＴＢです。

>　ＭＴＢはトレック ８０００ＬＴをクロカン仕様にして乗っています。

うらやましいバイク環境ですね。

名古屋はちょっと走ると自然が多くて空気も美味しいそうですね。

私の生まれたところは矢作ダムの近くで、今年は東京から10日間かけて

帰ろうと思っていたのですが諸事情があって延期しました。

健康のために始めたバイクですが、大分慣れて自転車と一体となって走

れるようになりました。これからも楽しんで走ろうと思っています。

　

お互い交通には気をつけて楽しみましょう。

　

　

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No.132【植生と光について研究のSR社のK.N.さん（2000.07.19）】

安藤幸司様

　突然のメールをお許し下さい。光の単位換算を検索していたところ、

安藤様のHPに行き着きまして、こうしてメールをお送りさせて頂いた

次第です。わたくし、植物関係の研究を企業の研究所で行っている者

です。実は、植物を育成している装置の光計測をしましたところ、デ

ータロガーの取り込みがｍV（ミリボルト）で、これをW（ワット）に

換算する方法は分かったのですが、わたくしが知りたいlux（ルックス）

への換算が分からなく、こうして安藤様にメールをお送り次第です。ご

多忙中のところ大変申し訳ありませんが、Wからluxへの換算式をお教え

願えませんでしょうか。宜しくお願い申し上げます。

　

　

→【安藤回答2000.07.19】

安藤と言います。

　

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

てっとり早い方法として、予め照度計とお使いの光計測装置を用意

して、使用される光源に対して同じ位置で照度と電気数値を計り、

両者の値をいろんな明るさについてプロットして関係表を作ります。

あるワットの時に何ルクスという具合です。

こうして換算表を作られるのが一番手早いかと思います。

　

詳細になされたい場合は以下のようにします。

まず、お使いの光計測装置がどの波長感度で電気信号を作っているか

を調べます。

赤外領域だけなのか、可視領域なのか、特定波長なのかを調べます。

次に、出力される電気データは、増幅されているのかどうか調べます。

出力されるデータはホントに光エネルギーそのままの値かどうか確認

します。

　

照度（ルクス）は波長400nm〜700nmの可視領域の太陽光のスペク

トル分布（正確にはプランクの放射則を満足する完全黒体）と人間の

目の感度に基づいて定義されています。

光の参考図書には比視感度表というのがあって、波長555nmに対して

任意の波長が人間にどの程度の明るさに感じるかを数値で表したデー

タがあります。

人間が一番明るく感じる555nmの緑の光は1ワットで660ルーメンの

光を持っています。これをもとにこの比視感度データ（ｍ1λ）とお手

持ちの光センサーの特性データ（m2λ）を加味してセンサーの出力す

る値とルクスの換算表を作ります。

換算の方法は、私のホームページの「光と光の記録」

（http://www.anfoworld.com/ほーむLights#比視感度）

の比視感度のところに説明があります。

　

ただ、これは使用される波長について事細かにデータをとっていかなけ

ればならないので大変面倒な作業です。

レーザのような単色光については簡単にワットとルーメン（ルクス）の

換算ができるのですがたくさんの波長が寄り集まって、センサーの感度

特性も加味しなければならなとなると、ユーザの責任範囲を越えている

と考えます。これらの測定にはちゃんとした波長測定装置を備える必要

があるからです。

　

こうした問題は、その装置を作っているメーカに問い合わせればある程

度の情報や資料を提供してくれると考えますがいかがでしょうか。

メーカには標準光源を使ったデータを手元に持っていると考えます。

　

以上ご参考までに　

　

　

--------------------------------------------------------

No.131【アーク放電の温度計測研究のD大学電気工学のT.T.さん（2000.07.18）】

はじめまして。T.Tといいます。

研究活動において安藤さんのホームページを良く見させて頂いています。

質問なのですが、アーク放電光から得られる線スペクトルから温度を求める

方法をご存知でしょうか。ご存知でしたら教えていただけると嬉しいのですが。

　

　

→【安藤回答2000.07.18】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

　画像による温度計測は3例ほど知っています。

一つはディーゼル火炎を二色法によって求める方法。燃焼中のスス

（カーボン）がプランクの放射則を良好に満足するために赤色成分の

画像と青成分の画像の比エネルギーで温度を求めます。東京工業大学

の元教授神本先生が確立されました。

　

　もう一つは米国NASAがおこなったロケットエンジンの火炎の温度

計測。これは詳しい資料がないのですが、あらかじめ水素の反応と燃

焼発光の関係を調べておいて高速度フィルムカメラから温度を求め

た、という記事を昔読んだことがあります。

　

　最後はプラズマの温度計測。つくばの金属関係の研究所では、炭酸

ガスレーザの溶接時、プルーム（溶融される鉄の上面にできるプラズ

マの固まり）の温度を求めるのに、画像専用の分光器とシャッタカメ

ラを組み合わせて温度分布を計測されています。この研究成果は溶接

学会でもかなり評価が高かったようです。温度分布という二次元の広

がりを計測できるのですから興味深い訳です。彼らは画像分光システ

ムを採用する前に、光ファイバーを使ってプラズマのポイント計測を

して事前に温度計測の下地を作っていました。プラズマ核融合の研究

分野でもプラズマの温度計測が大事で、一般的には光ファイバーと分

光器を使った温度計測がなされています。プラズマ温度計測やアーク

放電の温度計測は、特異な線スペクトル成分をいかに精度よく取り出

して計算式に取り込むかということが重要なポイントだと考えます。

　線スペクトルは1nm程度の波長分解能が要求されるため、バンド

パスフィルターをカメラに取り付けても必要な情報を得ることができ

ません。1nmの波長分解能を得るには分光器しかないので、画像が

得られるような画像分光システムを構築したところ結構うまく行きま

した。

　

　温度計測の計算式は残念ながら当方門外漢なのでよくわかりませ

ん。

　

　この画像分光システムは、プラズマ計測のみならず、燃焼発光研究

でもOH発光とかC2発光などの線スペクトルが出る応用に使われてい

ます。

　

以上ご参考までに　

　

　

--------------------------------------------------------

No.130【デジカメで3次元計測の質問、病院勤務のT.K.さん（2000.07.01）】

はじめまして

私は、O県のとある病院で理学療法士（リハビリ関係）をしているものです。

名前はT.K.といいます。

患者さんの動作を日々見ながら、動作解析などパソコンで出来ないものかと

思案しているのですが、うちの病院はVICONなどの高価な機材を購入してく

れるわけでもなく、なんとか、今もっているデジタルビデオカメラで出来な

いものだろうかと考えておりました。

そこで、インターネットでヒントが得られないかと考え、あれこれ検索して

いったら安藤さんのホームページに行き着いたわけです。

だめもとでのお願いなのですが、そのようなとんでもないことを考えている

私に何か良いアドバイスがあればよろしくお願いいたします。

ダメなものはダメとはっきり言ってもらってかまわないですので、返事をお

まちしております。

　

　

→【安藤回答2000.07.01】

安藤です。

AnfoWorld訪問ありがとうございます。

　

　英国Oxford Metirics社の画像3次元解析装置（VICON）は、モ

ーリス博士（1979年、英国Oxford 大学Julian Morris）と言う

人が身体障害者向けの歩行分析装置として開発されたと聞いていま

す。リハビリ関係ではかなり有名になり、最近では映画、コンピュ

ータゲーム関連のCGを作成する際の人体の動きを取得するデータと

して（モーションキャプチャー）利用されはじめています。

　

　VICONが登場する以前は、映画カメラや高速度カメラを用いて人

体の動きを計測する手法が活発に行われていてバイオメカニクスと

いう学問にまでなりました。

30年ほど前のことです。日本では松井秀治先生、宮下充正先生、

阿江先生、平野先生、櫻井先生などが有名です。

1980年代になって、画像から3次元計測の（人の動きにはどうして

もツイストなどのひねりが重要な要素になって従来の2次元平面計測

ではそうしたデータが出てこない）必要上バイオメカニクスでは、

DLT（Direct Linear Transfer）手法の3次元計測が主流になって

きました。

バイオメカニクスの研究者たちは自分たちで画像処理ソフトウェア

を作り計測を始めました。

　東京大学教育学部平野裕一先生は、野球選手のバットスィング、

スローイングなどの速度を高速度カメラより3次元計測されていま

す。巨人軍の松井選手はバットスィングが他の選手の誰よりも速い

とか。

　

　初歩的な画像計測としては、デジタルカメラをお持ちということ

なので、まずデジタルカメラの画像をコンピュータに一枚ずつ取り

込む手法を構築します。

取り込む画像はMPEGのような動画像としてではなく、1枚ずつ分離

したTIFFかJPEG画像で取り込みます。MPEG画像は静止画にならず

画像処理できないためです。

画像処理ソフトは、米国のお医者さんがマッキントッシュで開発し

無料で配布しているNHI Imageが最適です。これはWindows版も

あります。このソフトは医学関連でかなりよく使われている画像処

理ソフトの用です。ソフトCDが添付された解説書「まるごと実践！

　画像解析テキスト　NHI Image新講座」小島清嗣、岡本洋一編、

羊土社、1997.9.20初版、\5,800（http://www.yodosha.co.jp）

がありますのでこれをもとに画像処理を始められたらよかろうと考

えます。

　

得られた画像を一つづつ呼び出し人体の関節部にカーソルを当てク

リックして関節部のX,Y座標をテキストに取り出し、エクセルに持っ

ていきます。エクセルで倍率を補正したり、時間成分を加味して関

節間の速度や角速度を計算させます。また関節間を結んでスティッ

クピクチャー像を構築します。

　

3次元を構築するには予め複数台のカメラがどの位置に設置されて

いるかを特定する必要があります。

これは、精度のいい三次元構築物を撮影場に設置し各カメラで撮影

してその物体からキャリブレーションを行います。

3次元計測では各カメラの画像が同一時間（タイミング）で撮影でき

ることが必要です。

　

VICONはこうした3次元キャリブレーション、同一タイミングデー

タ取得、ターゲットマーク自動読みとり、3次元自動構築、フォース

プレート、筋電データの同一タイミング取得、データ解析などをス

ピーディに行ってくれます。

　

以上ご参考までに。

　

　

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No.129【レーザ研究のT大学Y.S.さん（2000.06.27）】

はじめまして、Y.S.と申します。

工学部電気系の大学4年でレーザについて研究しております。

　

レーザ関係で検索していたところ、”光と光の記録”のページにたどりつき、

ホームページを拝見させていただきました。

光関係についても詳しくまとめられているのに感激しました。

図がとても見やすく理解しやすいですね。

　

また、天文についてもいろいろ書いてあり、初心者(今年、某雑誌が主催する

メシエマラソンなるものに初参加しました）の私にとってはありがたい限り

です。

カメラに関してはまったくのど素人なのですが、光について勉強している以

上、かじってみようかなと思っています。

　

まだすべてを見たわけではないのですが、別館を含め大変面白そうなページ

で興味深々です。

　

それではこれからもHP作りがんばってください。

　

　

→【安藤回答2000.06.27】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

高速度カメラの仕事に従事して来てその体験を元に細々と個人ホーム

ページを営んでいます。

今後も若い方のいろいろな意見を励みに私が見た世界を紹介し、また

みなさんの意見も採り入れて親しみやすいホームページにしようと思

っています。

　

これからもご愛顧のほどよろしくお願いいたします。

　

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No.128【エマルジョン液滴研究のK大学S.N.さん（2000.06.26）】

はじめまして．

K大学の内燃機関研究室でエマルジョンについて勉強しているS.N.というも

のです．

今，高速度カメラでの液滴の撮影方法について考えています．できるだけ

鮮明に，そして大きく撮りたいと思っています．

高速度カメラは良いものを使ってるのですが技術と知識のほうが…．

カメラや光学の知識がほとんどないので良い方法がわからずインターネッ

ト上で検索していたところ偶然このHPを発見しました．HP上の撮影方法

で，拡大撮影法が計画中とのことですが，突然で申し訳ないのですがもし

よければ教えていただけませんか？

あと，液滴の撮影法について良い情報があればお願いします．

　

もしよろしければお返事ください．

お待ちしております．

　

　

→【安藤回答2000.06.26】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　今，高速度カメラでの液滴の撮影方法について考えています．

　液滴の大きさがよくわからないのですが、50ミクロン程度まで

でしたら通常の拡大撮影法で撮影できます。それ以下の大きさに

なりますと顕微鏡レンズを用いて拡大撮影する必要があります。

拡大撮影には光源も大事な要素です。空気中には100ミクロン程

度のゴミはたくさん浮いているのに見えないのは回りの光が小さ

なものをかき消しているのです。小さな物体をきれいに撮るには

綺麗な光（点光源から出た光を効率よく物体に当ててカメラに導

きいれる照明光学系）を与えなければなりません。

　これらは何度も失敗して体で体得していくものだと思います。

最初の段階として、拡大撮影するには、カメラレンズの前に虫メ

ガネをおいて拡大する方法があります。カメラレンズを人間の目

に見立てて虫メガネを使って物体を拡大する方法です。

この虫メガネをカメラ用のレンズでは、クローズアップレンズと

言っています。

レンズフィルターの一種ですので、カメラやさんで3,000円〜

10,000位で入手できます。一般にはNo1、No2、No3の3種類

のレンズがありますのでこれを取り替えて拡大の様子を見ます。

No1のクローズアップレンズは低い拡大撮影で、No.3か高い拡

大撮影が得られます。これらのクローズアップレンズでは20mm

程度の範囲を撮影できます。

　

　2番目の方法として、ニコンなどで出している拡大撮影用レンズ

（マイクロニッコール）を使う方法があります。マイクロニッコー

ルは35mm巾フィルム（ライカサイズ）用のFマウントのカメラレン

ズですからお手持ちの高速度カメラがCマウントレンズ仕様ですと、

FCマウントアダプターと呼ばれるマウント変換アダプタを使ってカ

メラレンズを取り付けます。

　このレンズでは10mm程度までの範囲を拡大して撮影することが

できます。

　

それ以上の拡大撮影は、顕微鏡をカメラに取り付ける工夫をして拡大

撮影します。

拡大撮影は、

　

1.　撮影距離が近くなる（レンズが被写体に近づきすぎる）

2.　ピントの合う範囲が狭くなる

3.　被写体の範囲が狭くなる

4.　照明光源が重要な要素

5.　被写体が拡大されるので撮影される被写体像は撮像面で速く動く

　　ので短いシャッタ時間、速い撮影速度が必要になる

　

などの留意点が挙げられます。

　

　我々の経験上、噴霧の微粒化研究には10,000コマ／秒〜500,000

コマ／秒程度の高速度カメラが必要で、露出時間は1マイクロ秒〜50

ナノ秒が使われています。

　

なお、微粒化研究に関しては、

日本液体微粒化学会

223-0061　横浜市港北区日吉3-14-1

慶應義塾大学　理工学部機械工学科　徳岡研究室

電話045-563-1141

が熱心に液滴の微粒化に関する研究発表を推進されていますのでそち

らからいろいろな情報を得られるとより良い研究が進められると考えます。

　

以上ご参考までに。

　

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No.127【ゴルフインパクトに関して質問の会社員K.A.さん（2000.06.21）】

前略　安藤幸司様

ホームページ拝見いたしました。　K.A.と申します。

高速度カメラを検索しておりまして、安藤さんのページに出会いました。

大変すばらしいページで感銘いたしました。

　

私は、現在　I市に住んでおりますが、５年ほど前まで愛知県豊田市に１２

年間（機械設計して）おりまして、香嵐渓や旭町にも何度か行きましたの

で、とても懐かしく読ませて頂きました。

　

さて、高速度カメラ（撮影）についての情報を集めておりました。

目的は、ゴルフスイングの解析です。ゴルフクラブのヘッドスピードは３５

〜４５ｍ／ｓ程度ですがどんなゴルフ解説書にもこの瞬間（インパクトの前

後）の写真は載っておりません。たしかに、インパクトを見て、ゴルフが上

手くなるのかどうかは別問題でしょうが、多くのゴルファーが興味を持つと

考えています。

　

高速度デジタルカメラにて、解像度の高い写真をすぐに目の当たりに出来る

ことが最適と考えます。高速度カメラ・システム機器はどのようなものを利

用して、どのくらいの費用を見積もれば良いものか、非常に高いご見識をお

持ちのようなので、教えていただけたらと、メールを書きました。

　

ご意見アドバイスなどいただけたなら幸いです。

お忙しいところご無理申します。よろしくお願いいたします。

　

　

→【安藤回答2000.06.21】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　目的は、ゴルフスイングの解析です。ゴルフクラブのヘッド

>　スピードは３５〜４５ｍ／ｓ程度です。

ゴルフの研究は意外と多くの研究機関で行われています。

ゴルフクラブメーカやゴルフボールメーカー、大学の体育学研究機

関、流体研究機関、材料学（変形）研究機関でゴルフに関する研究

が行われています。

ゴルフのインパクトの瞬間はとてもおもしろい対象なので、高速度

カメラの撮影対象となっています。

ゴルファーのスイングの撮影は、500コマ／秒（2ms間隔）で行わ

れることが多く、人体の動きとゴルフクラブの動きをバイオメカニ

クスの観点から研究されています。

また、ボールのインパクトの瞬間は、1/10,000秒程度で終わって

しまうので、この間のボールの凹み、エネルギーの伝達などの研究

を行うために1/100,000秒（10マイクロ秒）単位の画像が欲しく

なります。これは100，000コマ／秒の高速度カメラが必要になり

ますがこうしたカメラは高価なので、一枚だけの瞬間画像を得るス

トロボとカメラを使って撮影します。

インパクトの瞬間を少しずつ（10マイクロ秒程度）ずらして何度も

ゴルフボールを打ち出して、2マイクロ秒程度のストロボで撮影しま

す。したがってボールを打ち出すロボットは正確にボールを打ち出

せる性能を持ったものが必要です。

1930年代にストロボを発明した米国マサチューセッツ工科大学のエ

ジャートン博士は、自分の発明したストロボを使って、ラグビーボー

ルやゴルフボールのインパクト瞬間を写真に収めましたが、その写真

を見るとゴルフボールが1/3程度にへこんでいました。あんな固い

ボールがすごい変形をするのでビックリした記憶があります。ボール

を飛ばすにはあまり変形しない方が良く飛ぶと思うのですけれどおも

しろい写真でした。

　

ゴルフボールの表面ディンプル形状（飛距離、流れ）も大切な研究の

テーマのようです。ボールの回りの流れがディンプルによって大きく

左右されるため流れの可視化手法を使って流れの剥離や揚力の研究、

スピンさせたときの流れ場の様子を研究しています。

　

ゴルフシャフトのしなりもボールを遠くに飛ばすための大きな研究

テーマで1000コマ／秒のカメラを使ってシャフトの撓り具合を計

測しています。

　

>　高速度カメラ・システム機器はどのようなものを利用して、どのく

>　らいの費用を見積もれば良いものか、

高速度カメラは非常に高価なので初期投資が大変です。おおよそ

1，000万円から2，000万円ほどかかります。

多くの場合、瞬間発光のストロボ（30-50万円）とデジタルカメラ

（200-300万円）、レンズ、三脚、電気遅延装置（100万円）、画

像処理装置（100万円）程度を用いて単発写真を得ることから始めて

いるようです。

　

以上ご参考までに

　

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No.126【レンズ分解能について質問のT社S.H.さん（2000.06.14）】

はじめまして。

ＭＳＮのサーチエンジンより、「レンズ　解像力」のキーワードよりあ

なたのホームページにたどり着きました。

　

私は、K市にありますＦＡ用の検査装置（ラインで流れている物の欠陥検

査）を製作・販売を行っている会社で、ソフトを担当しております。

あなたのホームページを参照し、大変詳しい技術解説にびっくりしており

ます。

また、解説も大変わかりやすくまとまっており、今後わからないことがあ

りましたら、たびたび立ち寄らせていただこうと思います。

今後ともよろしくお願いします。

　

メールを出したついでにちょっとだけ、ご相談に乗っていただけるとあり

がたいです。

現在、微小部品の欠落等を検査する装置を低価格で作成できないか検討を

行っております。３０万画素程度（１／２インチサイズＣＣＤ）の白黒カ

メラに高倍率のレンズを接続して部品の拡大には成功したのですが、像が

ボケてしまってます。（ＣＣＤ　１ピクセルあたり約２μｍ程度まで拡大

しています）どうも、レンズに問題があるように思われたましたのでレン

ズメーカーに問い合わせをしたところ、「レンズの分解能が足らない」と

の事でした。

　

この「レンズの分解能」というのがなぜ発生するのでしょうか？（レンズ

メーカーでも明確な答えはえられませんでした）　ＣＤＤカメラでは、

「視野幅／ＣＣＤピクセル数＝ＣＣＤ１ピクセルあたりの分解能」と言う

ことで、よく「分解能」という言葉を使うのですが、レンズにこのような

分解能ということが発生するのがピント来ません。

　

長文の質問で大変申し訳ありませんが、よろしければご回答を頂くとあり

がたいです。

　

今後もホームページの内容を参考にさせていただきます。

がんばってください。

　

　

→【安藤回答2000.06.14】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　どうも、レンズに問題があるように思われたましたのでレン

>　ズメーカーに問い合わせをしたところ、「レンズの分解能が

>　足らない」との事でした。

　レンズも性能の良し悪しがあります。人間の目もよく見えるひと

とそうでない人がいるように。レンズも虫メガネのように一枚の凸

レンズでできた簡単なレンズからたくさんのレンズを組み合わせた

高級レンズまであります。一般的に高価なレンズほど高性能と言え

るでしょう。

性能の良いレンズは、

　・使用しているレンズの光学材料が均一で良好

　・レンズ面が理論値（設計値）に近く磨かれている

　・たくさんのレンズを組み合わせて、非点収差、色収差、

　　コマ、歪曲収差などを補正している

　・たくさんの光を集めるため明るい

などの特徴があります。

市販で入手できるブランドの性能の良いレンズ（約\100,000〜

200,0000）は、レンズの解像力が100本/mm程度です。

この値は、レンズによって結像された像を1mmあたり1/100x2ま

で分割できるということを表しています。レンズで1本/mmという

のは白黒のペアの線が1mmあたり1本あるという意味ですから100

本/mmの場合は、1/200mmの分解能を持つわけです。

これは撮像面上で5ミクロンまで「点」として解像するということに

なります。

　

30万画素相当のCCDカメラは640x480画素（撮像面を640x480に

分割する性能）をもち、これが1/2インチサイズのCCDですと、イ

メージサイズが6.6mmx4.8mmですから、1画素あたり10ミクロン

の大きさになります。

　

ですから、このレンズと30万画素程度（10ミクロン程度の画素の大

きさ）のCCDでしたら通常のレンズとの関係は似たもの同士の性

能、ということになります。

　

問題は、被写体側の解像力を2ミクロン程度にできるかどうかという

ことです。

この場合、被写体の2ミクロンをCCD撮像面10ミクロンに拡大しま

すから、撮影倍率5倍のレンズ系が必要です。この時、被写体の2ミ

クロンのものをレンズは正確に撮像面に伝達できるか？　とう問題

があります。レンズには原理的に光の回折（ = 光が回り込んでしま

う現象で像がボケてしまう）という現象があり小さな物を分解する

には限界があります。顕微鏡レンズではこの分解能を詳しく扱って

いて分解能を上げるための努力をいろいろしているようですが、理

論的には使用する光の波長と、レンズ口径比（レンズの絞り、明る

さ）で決まります。口径比は開口数で表されることもあります。専

門書を読むと、4倍くらいの低い倍率の顕微鏡対物レンズで4ミクロ

ン程度の分解能、被写体とレンズの間を油で浸した（液浸）の高倍

率顕微鏡で0.2ミクロンの分解能を持つそうです。

一般のレンズで2ミクロンの分解能を得るのはかなり手厳しいこと

がおわかりいただけるかと思います。

　

>　ＣＤＤカメラでは、

>　「視野幅／ＣＣＤピクセル数＝ＣＣＤ１ピクセルあたりの分

>　解能」と言うことで、よく「分解能」という言葉を使うので

>　すが、レンズにこのような分解能ということが発生するのが

>　ピント来ません。

CCDの持つ分解能は量子化分解能といって、デジタル的に区割りし

た最小単位を表します。

レンズはアナログで連続的な量を扱いますが、解像力とか分解能も

レンズの性能を表す上で大事なものです。ですが、レンズはCCDと

は違って量子化（画素みたいな考え方）してませんから解像力の表

し方もCCDとは違った言い方をします。

レンズの解像力を表す方法としてMTF（Moduration Transfer

Function）というやり方が一般的になっています。これは横軸に

解像力（本/mm）、縦軸にコントラストを取ったカーブでレンズの

性能を表すものです。解像力が上がるとコントラストも悪くなるの

で解像力何本/mmの時コントラスト何%というような言い方をしま

す。

　

以上ご参考までに。

　

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No.125【半導体レーザについてN大学のT.Y.先生（2000.06.13）】

安藤幸司　様

こんにちは。

お久しぶりです。

以前，H大学のH研究室におりました，T.Y.といいます。

現在は，N大学に勤務しております。

　

ホームページ検索で安藤さんのページに行き当たり，

拝見させていただきました。

大変充実したページになっており，本当にすばらしく思います。

　

さて，今回，ホームページ検索をしたのは，以下のような理由から

です。

つまり，市販の安価な半導体レーザを使って，シングルパルスをさせ

るための回路を製作中なのですが，その回路が，なかなか思うように

いきません。

それで，何か参考になるホームページはないだろうかと探しました。

そうすると，AnfoWorldに行き当たったわけです。

AnfoWorldの中に，市販の15ｍＪの半導体レーザを使って4ｍｓの

マーキングを行った，という記述があります。

もし，差し支えなければ，どのような回路を製作すればよいかという

参考資料をご教示いただきたいのですが，いかがでしょうか？

安藤さんの業務上，差し支えるようなことがありましたら，一般的な

参考文献でもご連絡いただければ，誠に幸いです。

　

N大学では，引き続きエンジン燃焼および噴霧に関する研究を

行う予定です。計測装置，実験装置など，これから少しづつ準備して

いく予定です。

　

AnfoWorldのホームページ更新も楽しみにしております。

　

　

→【安藤回答2000.06.13】

安藤です。

　

T.Y.先生お久しぶりです。

先生にお会いしたのはH大学で行ったセミナーでしたね。

あれ以来ご無沙汰してます。もっとも燃料・噴霧関連の学会や

シンポジウムでお顔だけは拝見してましたけど。

　

4月に転任されたんですね。N大学は、U先生、O先生の名前を存

じ上げていますが面識はありません。どちらもハイスピードカメ

ラをお使いと聞いています。

　

>　市販の安価な半導体レーザを使って，シングルパルスをさせ

>　るための回路を製作中なのですが，その回路が，なかなか思

>　うようにいきません。

>　AnfoWorldの中に，市販の15ｍＪの半導体レーザを使って

>　4ｍｓのマーキングを行った，という記述があります。

>　もし，差し支えなければ，どのような回路を製作すればよい

>　かという参考資料をご教示いただきたいのですが，いかがで

>　しょうか？

　

半導体レーザは、発光ダイオードと同じですからダイオードと同

じように回路を組めば良いと思います。つまり、

　

http://www.anfoworld.com/

　　　Lights.html#発光ダイオード

　

に書いてあるような回路を組んでパルス電流を流せばパルス発光

すると思います。自信がないようでしたら発光ダイオードで試験

されても良いかと思います。

　最高に明るいLED（発光ダイオード）はスタンレーのH-3000L

と呼ばれるもので、3000mcdあります。これは、通常のLEDの

100倍〜300倍の明るさを持ちます。

高輝度で、数字配列で発光するには、φ5mmの点型LEDをアレイ

状に組み上げれば非常に明るい表示装置ができます。

これをカメラのタイミングにあわせてパルス発光させればさらに

高効率、高輝度の発光ができます。

　

AnfoWorldのレーザのトピックで述べた半導体レーザは4ナノ秒

のパルス発振で100MHzの発振のタイミングマークを作ったもの

です。4ナノ秒の短い発光はLEDでは発光せず、通常の半導体レー

ザでも無理なのでホームページにあるSDL社のものを使いまし

た。このレーザは丸文が扱っているもので、単体で5万円程度だっ

たと思います。レーザの資料は丸文から分けてもらいました。

4nsのパルス回路は作るのが難しくレーザをドライブできるだけ

の電流が流せるスイッチング素子（トランジスタ）の入手や回路

設計が難しいので100MHzの正弦波を半導体レーザに加えて発光

させました。

10マイクロ秒程度の発光でしたら通常のトランジスタで十分設計

できると思います。

　

以上ご参考までに。

　

今後とも宜しくお願いします。

　

--------------------------------------------------------

No.124【映画関係に従事のS.M.さん（2000.06.10）】

　初めまして。突然のメールで失礼致します。N社のMさんからお話を

聞きまして、訪問させていただきました。

非常に勉強になりました。業界を10年もやっているのに、初めて知る

事ばかりで自分の勉強不足を痛感してます。

MTB（マウンテンバイク）のサイトも楽しく読ませていただきました。

僕も春から、自転車を始めたのですがもう今これなしの生活は考えら

れない様になっています。

仲間にもこのHPを紹介させて下さい。

とにかくこの完成度の高さには驚くばかりです。これからの展開楽しみ

にしてます。

　

　

→【安藤回答2000.06.10】

安藤です。

　

AnfoWorldご訪問ありがとうございました。

熱心に見ていただいて恐縮します。

字ばかりで疲れるでしょう。

このホームページは体力、気力、金力の続く限り続けてい

こうと思っています。

まあ、私の趣味でライフワークみたいなもんです。

もっといろんなデータを集めて図や写真を増やしたいな、

とも思っています。

映画関係の情報が不足して申し訳なく思っています。

映画フィルムも大事なアイテムなのでもっと拡充したいと

思っています。フィルムとデジタルおもしろい関係だなぁ

と見ているんですけどね。

　

マウンテンバイクは健康のために始めたんですけどすっか

りとりこになってしまいました。ペダルを踏むあの軽快感

がたまりませんね。風も気持ちいいし。コーナリングワーク

もトレッドのトレースも細いタイヤのどの部分を使って路面

を蹴っていくかという楽しみがあります。

もっとも私は年食っていてあまり無茶はしませんけど。

　

今後ともいろいろアドバイスをいただければありがたく思

います。

　

心温まるメールのお礼まで。

　

　

--------------------------------------------------------

No.123【光と光の記録の照度と輝度換算についてアドバイスの

T工大M.T.さん（2000.06.05、実際は3月2日にメールをいただきました）】

　はじめまして。T工業大学の学生です。

建築系ですが、照明についての研究をしています。

古い文献や外国の文献では、SI以外の単位が出てくることがあるので、

そう言った単位について調べていたら、このページに当たりました。

かなり、詳しくわかりやすく解説してあるので、感動しましたが、

「光と光の記録」の「光の明るさ」の輝度と照度の換算表については、

横に見るのが正しいのではないでしょうか？

縦に見ていて、なんかおかしいなあと思ったので、調べたところ、

反射率100％で完全拡散する仮想の反射面が1[lx]の照度を受けるとき、

その面の輝度が1[asb]になるということです。

ということは、反射率が0.18なら、1[lx]＝0.18[asb]が正しいのでは？

輝度と輝度同士を比べるなら、

[asb]は完全拡散面の全ての方向への光束を含んでいるので、

1[cd/m^2]＝パイ（円周率）[asb]になると思います。

なぜ、おかしいと感じたかというと、

室内の明るさを測るときには、輝度を用いるのが良いのですが、

完全拡散面と仮定して簡易的に照度から輝度を算出する事があります。

その時、「パイで割った」という記憶があったからです。

[cd/m^2]と[lx]をディメンジョンで比べると、

[cd/m^2]＝[lm/m^2/sr]と[lx]＝[lm/m^2]なので、

反射率が0.18なら、1[lx]＝0.18/パイ[cd/m^2]になると思います。

どうでしょうか？

　

　

　

→【安藤回答2000.06.05】

安藤です。

ご返事大変遅れまして申し訳なく思っています。

見直す時間がとれず延び延びになっていたことお許しくださ

い。

一応「光と光の記録」の照度、輝度換算の表を見直し、横に

見るように手直ししました。

（http://www.anfoworld.com/Lights.html#照度・輝度の換算表）

それに加え、照度と輝度の換算の考え方の考察を加えました。

照度と輝度の換算にはかなりの関心が寄せられ多くの人たちか

ら問い合わせのメールをいただきます。

今後もよりよいホームページを作るため努力しますので宜しく

ご声援ください。

　

　

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No.122【完全拡散面についてご質問のK.Aさん（2000.05.31）】

　　→No.116の質問のフォローアップ。

　K.A.です。

　大変詳細なアドバイス誠にありがとうございました。ご返答頂いた内

容についてさらに質問があります。

　完全拡散面とはどの方向にも拡散すると言う意味、つまり180度

（立体角2π）に拡散する面のことではないのでしょうか？私の考えが

正しいならばなぜ、120度程度（立体角π）に拡散することになるので

しょうか？いまいち分かりません。

　

　

→【安藤回答2000.05.31】

安藤です。

ご返事大変遅れまして申し訳なく思っています。

少し慎重を期して調べものをしてまして遅れました。

お許しください。

　

>　完全拡散面とはどの方向にも拡散すると言う意味、

>　つまり180度（立体角2π）に拡散する面のことではない

>　のでしょうか？私の考えが正しいならばなぜ、120度

>　程度（立体角π）に拡散することになるのでしょうか？

>　いまいち分かりません。

　

完全拡散面：

「光光学技術ハンドブック」（朝倉書店）の本の記述によると、

完全拡散面は、

I_r = I_n cosθ

を持つものだとあります。I_r は任意の法線方向の平面角θに放

射される光束で、 I_nは法線方向（微小面に垂直方向）に放射され

る光束だそうです。

これから見ると、完全拡散面というのは、法線方向が一番強く光

束を発して真横（θ=90度）では0になることがわかります。つ

まり正弦曲線に従って光束を発散する面ということになります。

（光束はこのように面から角度がつくに従って弱くなりますが、

微小平面部も角度とともにその見かけ面積は小さくなり、輝度は

光束を面積で割ったものですからcosθ分が相殺されて輝度値

はどの方向からみても一定の値になるんだそうです。）

　

完全拡散面に近いものは、良質なオパールガラスを裏面から照ら

した場合や、または十分厚い酸化マグネシウムを反射面として使

う場合に上記の数式が当てはまる完全拡散面になるんだそうです。

　

この完全拡散面の微小面から半球方向（平面角90度x2、立体角

2π）にわたって放射される全光束を積分して求めると、すべて

の光束（M=光束発散度）は、

　　M = π・L　　（lm/m2）

という値に収れんするそうです。

光束発散度は、完全拡散面では照度に等しくなりますから、

　　E = π・L　　（lm/m2）

　　L = E/π

となります。

この式は、Eという照度で入ってくる光束は完全拡散面でπだけ

拡散して放射されるということを意味しています。そのπの拡

散を私は立体角に換算して平均して広がると説明したわけです。

　

すこし難しくて、わたしも自信がありませんが、とりあえずご連

絡申し上げます。

　

　

--------------------------------------------------------

No.121【モニタの輝度と照度をご質問のH.Y.さん（2000.05.31）】

H.Y.と申します。

突然のメールで失礼致します。光と光の記録のページ拝見させていただ

きました。

とても勉強になります。これからもがんばってください。

　

ところで、ＡｎｆｏＷｏｒｌｄ ”訪問者の声”の中の

Ｎｏ.108【モニタースクリーンについて質問】

のなかで、モニターの輝度が150ｃｄ/ｍ２程度、照度に換算すると

2500ｌｘ程度になるとありますが

（”光と光の記録”の本文中の計算式

Ｂ＝Ｋ ｘ Ｅ / πより換算されていると思いますが）、

感覚的に2500ｌｘもあるとはどうしても思えません。

実際に今、私が使用しているＣＲＴモニターの明るさを測定して

みたところ以下のような結果となりました。

測定条件：モニター全面に白100％の信号を表示し、モニターの

ほぼ中央を測定。

尚、照度計での測定の時は、外光の影響がないようし、

測定器をモニター管面に接した状態で測定。

　　１．輝度計（ＭＩＮＯＬＴＡ社製：輝度計 ＬＳ-100）

　　　　での測定・・・・・・・７８．５ｃｄ/ｍ^２

　　２．照度計（ＭＩＮＯＬＴＡ社製：デジタル照度計 Ｔ-1）

　　　　での測定・・・１９５ ｌｘ

この様に、Ｂ＝Ｋ ｘ Ｅ /πの換算式にまったく当てはまらない

結果となってしまいました。

この矛盾？はどのように考えればよいのでしょうか？

それとも測定方法が間違っているのでしょうか？

　

　

→【安藤回答2000.05.29】

安藤です。

AnfoWorld訪問有り難うございます。

　

基本的に発光体の明るさを数値化するのが輝度で、照明などで

物体に光をあたえる明るさを数値化するのが照度と考えるとい

いかと思います。

　

発光体そのものの明るさを測定するのは輝度計であり、照度計

ではありません。

輝度と照度の換算計算ははあくまでも便宜的に換算しているに

すぎません。

もっともらしい計算式ではあるのですが、条件が完全拡散面を

前提にした計算式なので実際は若干違います。また光を反射す

る面の反射率もおおざっぱな値を入れるわけですので、照度と

輝度の換算式は傾向を見る程度の認識でいいと思います。

　

発光体そのものの照度をはかる測定装置は世の中にありませ

ん。（照度計は発光体がある物体に照射する場合の入射光束を

測定するものです。）

　

ですからH.Y.さんがモニタ画面に照度計を近づけて照度を測っ

ても照度計でモニタ画面を測る意味あいが違ってきます。

照度計で測った値は照度計の位置で随分違ってくると思います。

（モニタ5cmの距離と20cmの距離ではちがいます。）しかし

輝度計で計る輝度は距離が20cmだろうと1mだろうと変わりま

せん。

　

モニタの換算照度というのは、モニタが明るく輝いている明る

さが、どのくらいの照度環境の物体と同じように見えるのかと

いうことです。

モニタの（換算）照度が2500ルクスというのは、2500ルクス

ある部屋で真っ白い紙をおいて見た明るさと、モニタの明るさ

が同じ明るさに見える、ということです。

　

我々がなぜこうした換算照度を使うかというと、モニタ画面を

映画カメラやニコンなどの35mmフィルムカメラで撮影するこ

とが良くあり、モニタの画面はどのくらいの露光条件で撮影で

き、これは通常の室内の明るさと比べると相対的にどのくらい

の明るさになるのか？という所から来ています。

このモニタ画面の明るさは、同じ露光条件で白い紙をうつした

場合、白い紙にどれだけの照明を当ててどのくらいの照度にし

てやれば良いか？と考える場合に、輝度と（換算）照度がでて

きます。

　

>　実際に今、私が使用しているＣＲＴモニターの明るさを

>　測定してみたところ

>　Ｂ＝Ｋ ｘ Ｅ /πの換算式にまったく当てはまらない結果

>　となってしまいました。

　

モニタは自発光ですので、ミノルタの輝度計で測定されてそれ

を記録されるのは正しいと思います。

換算照度を求めるには、たとえば反射率80-90%程度の真っ白

いケント紙を用意し、ミノルタの輝度計でモニタ画面と同じよう

な値になるまで白熱光源を与えます。その後ミノルタの照度計で

白い紙に照射される入射光束を測定されると上式が導き出される

と思います。このとき、輝度計で計ったBは、78.5cd/m²で、

Kは、0.8〜0.9、πは3.14159です。

　

モニタを屋外に出すと画面が全く見えなくなるのは、モニタ画面

の相対照度（晴れた屋外は10,000ルクスから100,000ルクスに

なる）が屋外の照度（あかるさ）よりも暗いことを物語っていま

す。夕方になって1,0000ルクスから3,0000ルクス程度になると

ようやく見えてくる感じです。

　

以上ご参考までに。

　

　

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No.120【光と光の記録訪問のK大学のS.さん（2000.05.29）】

こんにちは、はじめてきました

大学のゼミの勉強で、単位のルーメンを探していてヒットしました

すっごく完成度が高くて、見やすくてびっくりしました

もしかしてプロの方なのでしょうか？？

とても分かりやすいので、ゼミの発表で紹介しちゃってもよろしい

でしょうか？

というか、、、紹介しちゃいます！！

これからもがんばってくださいね！！

　

　

→【安藤回答2000.05.29】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとううございます。

　

プロかどうかはわかりませんが光の関係の仕事をずっと続けて

いました。カメラそれも高速度カメラの撮影にずっと関わって

います。

これからも当ホームページのご愛顧よろしくお願いします。

　

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No.119【UNIX関係の仕事で電気に興味のY.A.さん（2000.05.26）】

　こんにちは

東京でUNIXのハードの関係をしている者です。２５才です。

大学時代は文系であったのですがハード会社の社員である以上

なにかと絡んでくる電気は基礎から学ばねばと思っている

ところにこちらのHPをみつけました。

非常にわかりやすいです。

まだ最初しか読ませて頂いていませんがこれからどんどん昼休み

にでも読んでいこうと思います。

よろしくお願い致します。

　

ちなみにまだまだ違いのわかる男ではありませんがコーヒーは好きです。

　

　

→【安藤回答2000.05.26】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとううございます。

　

「電気」は、最近更新を再開し始めたトピックです。

やっと、トランジスタまでたどり着くことができました。

ノート（ホームページ上）にまとめていくと自分でもよく

わからなかったりしてそのつど色々調べています。

デジタル回路もぼちぼち進めていきますのでご愛顧ください。

　

励みになるメールをいただき感謝申し上げます。

　

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No.118【バイオメカニクス研究のY大学H.F.さん（2000.05.17）】

　突然すみません。はじめてメールをさせて頂きました。

貴方のホームページを見せていただき、大変感動しています。

自分はY大学教育学部保健体育科に在籍する、４年のH.F.とい

うものです。（実際は留学するのであと２年在籍）

私は、モーションキャプチャーに興味を持ち実際やってみよう

と思い、簡易的な機材を使って行っていました。（ソニーの

ＤＣＲ−ＴＲＶ１０とｉｅｅｅ1394接続された自作パソコンを

使い、厚底ブーツと運動靴の歩行の違いを研究しています）

しかし、なかなかうまくいかなく色々と調べているうちに、

このホームページにたどり着きましたが、大変勉強になりました。

これからじっくりこのホームページで勉強させて頂きますので，

何か分からない事があれば質問させてください．

とりあえず今回は挨拶ということで失礼します。

　

→【安藤回答2000.05.17】

　安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

こうしたメールはずいぶんと励みになります。ありがとう

ございます。バイオメカニクスのトピックも充実させたい

なと常々思っています。

今後とも何かありましたらご連絡下さい。

よろしくお願いします。

　

　

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No.117【電機メーカ経営のH.K.さん（2000.05.16）】

はじめてメールを差し上げます。

浦和で小さなメーカーをしている、４２才です。

この度、取り引先の依頼で、塗装面のキズを見分ける

新しい照明の開発を頼まれました。

ユーザーによると、水銀灯が良いようだとの事から

水銀灯を探して、ネット中からホームページを発見しました。

どういう訳か、ＨＰからメールが送れなくて

あらためてといったかんじです。

さて、メールを差し上げたのは、

大変恐縮なのですが、照明に関してはまったく素人なもので

今後、よろしければ相談させて頂けないかと思っております。

また、

年齢的にも近いと、どうも趣味も近いようで・・

ＨＰ中にありました、曲の好みもいっしょで親近感をおぼえてます。

私も、学生の頃は、アコースティックギター（当時はこう言いませ

んでした？）の弾き語りで、４年間コンサートに夢中でした。

また、子供のころから（よく言われた、ラジオ少年）電気が好きで

した。

どこまで仕事か道楽か、分からないような日々を送ってます。

ここ数年は、小学校のころに遊んだ、真空管アンプを作ってます。

最新作は、でももう2年くらいたってしまいましたが、6V6 と 2A3

のメインアンプで事務所にいる時は、楽しんでいます。

独立して１３年になり、少しばかり気持ちだけ余裕がでてきました。

少しずつ、自分のしたい仕事が出来るようになってきたので

ユーザーの希望やアイデアを形にする企業を今後目指したいと、

考えてます。

（最近は仕事が趣味だと、人に言われるようになってしまいました）

　

はじめてのメールから、長文になってしまって申し訳ありません。

あの、素晴らしいホームページを拝見して

メールを出したくなってしまいました。

今後の活躍を、埼玉の浦和市から期待しております。

　

　

→【安藤回答2000.05.16】

安藤です。

AnfoWorld訪問ありがとうございます。

　

>　大変恐縮なのですが、照明に関してはまったく素人なもので

>　今後、よろしければ相談させて頂けないかと思っております。

こちらこそよろしくお願い申し上げます。

　

>　私も、学生の頃は、アコースティックギター（当時はこう言いま

>　せんでした？）の弾き語りで、４年間コンサートに夢中でした。

同じですね。

私はずっとアコースティックギターをやってましたから、ギターの

音色は大好きですし、ミュージシャンの弾いてるギターが何のギター

かだいたいわかりました。

　

>　また、子供のころから（よく言われた、ラジオ少年）電気が好き

>　でした。どこまで仕事か道楽か、分からないような日々を送ってます。

私は電気は興味はあったもののあまり深入りできませんでした。

それ以上に機械が好きだったようです。

　

>　ここ数年は、小学校のころに遊んだ、真空管アンプを作ってます。

>　最新作は、でももう2年くらいたってしまいましたが、6V6 と 2A3

>　 のメインアンプで事務所にいる時は、楽しんでいます。

大学時代にやっと電気に目覚め、社会人を通じて電気が見えてきました。

真空管アンプに造詣が深いなんてうらやましい限りです。

やっぱ真空管はトランジスタには無い音色があるんですか？

　

> 独立して１３年になり、少しばかり気持ちだけ余裕がでてきました。

>　（最近は仕事が趣味だと、人に言われるようになってしまいました）

すばらしいことだと思います。

それだけ夢とロマンがあり周りの人からも支援されているのだと思います。

おもしろそうな電機関連のお仕事をされているようですが差し支えなけれ

ばどんなことをおやりかお聞かせ下さい。

今後こちらからもご協力いただくことがあるかもしれませんね。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

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No.116【輝度と照度の関係を質問のK.A.さん（2000.05.15）】

　突然のメールで失礼致します。光と光の記録のページ拝見させてい

ただきました。

　現在、私は輝度（cd/m²）と照度luxの換算について調べています

が、どうも良く分からないのでメールさせていただきました。貴殿の

ページでは、輝度と照度の換算式で、

B=K*E/π　（Kは物質の反射係数、Eは照度）

とありますが、なぜこのような式が導き出されるのかが分かりません。

どの本を見ても完全拡散面だからとしか書いていないのですが、私は

ずぶのと素人なのでどういうことかまったく分かりません。出来れば

なるべく詳しくお願い致します。

　

　

→【安藤回答2000.05.16】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　輝度（cd/m²）と照度luxの換算について、

>　B=K*E/π　（Kは物質の反射係数、Eは照度）

>　とありますが、なぜこのような式

　

輝度と照度の関連は、概念的には次のようなことだと解釈して

います。輝度は、光束が一点から放射されている度合いで、

反対に照度は光束が入射してくる度合いです。

輝度と照度の関係式がどうして生まれたかというと、電球の明る

さと、白い紙が反射している明るさがどっちがどれだけ明るいか

を数値的に比べてみたい場合、その橋渡しとして便宜的に当ては

めているだけです。

一方は自分から光っていて、片方は他の照明によって照らされて

いる。

電球の発光そのものには照度なんて数値が使えないし、紙から散乱

する光だって自分で光っているわけではないので輝度という数値を

使うなんておかしい。

　

だけども、例えば、500ルクスのリビングの明るさで調度品として

ランプを置く場合、どのくらいの明るさ（輝度）にしたらまぶしく

ないか、とかテレビのブラウン管面の明るさはどのくらいにしたら

いいか、というような比較を行う場合には二つの数値を一緒にした

い場合が出てきます。

　

それとか間接照明をする場合に、一度反射板に光を反射させるとそ

の反射板はどのくらいの光源として次の被写体を浮かび上がらせる

か、とかいった具合に便宜上反射板の輝度が知りたくなります。

で、その関係式ですが、この関係式は実際のところ少し無理があり

ます。

まず、この関係式は、例えば鏡みたいな物質には使えません。

完全拡散面という仮想の物質を想定して、光がその仮想物質にあた

ったらπの立体角で均一に反射することを仮定しているからです。

4πが全周ですから入った光を120°程度に拡散する物体です。鏡は

入った光をそのまま反射させて拡散なんかしませんからこの関係式は

当てはめようがありません。

これは、ですから、あくまでも照度と輝度のだいたいの関係を知るた

めに（一般的な物質だったらこれくらいの拡散をするだろうという仮

定に基づいてπを入れて）使っているにすぎないのです。

　

上にのべたような理解をした方がわかりやすいと思います。

光を扱っている人は、だから、輝度計という反射型測定装置と照度計

という入射型の測定装置を使って適当に使い分け、両方の測定装置の

おおよその関係式を上の式でおさえながら、実際はケースバイケース

で補正しながら使っています。

　

何度も述べますが輝度と照度は絶対的な関係ではありません。

経験的な関係式です。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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No.115【ぶらりと立ち寄っていただいたH.W.さん（2000.05.13）】

　安藤様

一部分のみ、拝見しました。

とてもためになる、おもしろいＥＴＣ・・・なので、

自宅に帰りじっくり読ませていただきます。

また、息子（中２）にも読むように言います。

取り急ぎ、感想まで。

　

→【安藤回答2000.05.14】

　安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございました。

文章が長くて多くて冗長で申し訳ありません。

できるだけわかりやすく、をモットーに頑張ってます。

今後ともご愛顧願えれば仕合わせです。

　

　

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No.114【光工学を専攻のT大学A.T.さん（2000.05.09）】

　はじめまして、現在T大学で光工学を学んでいる落ちこぼれ留年ギリ

ギリのTと申します。

　大学で高速度写真やシュリーレン法についての課題が出て資料が無い

と泣きそうになって居ましたが、このとても丁寧で分かりやすく情報量

の多いサイトを見て感動しました。

　ありがとう御座います。

今度は時間のある時にじっくり読んで勉強させて頂きたいと思います。

…が、如何せん家のマシンスペックでは重たいので困っています。

　このサイトを本とかに出来ないでしょうか？

もし、本になったら大学の図書館に是非置いて欲しいものです。

大学の図書館は古い本ばかりで　…かと言って余りに高い本を自分で

買うのもただでさえ欲しいものが沢山の学生には辛いです。

だからここのサイトは学生の宝だと思います。

頑張って続けて下さい。

　

→【安藤回答2000.05.09】

　安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございました。

　

>　勉強させて頂きたいと思います。…が、如何せん家のマシン

>　スペックでは重たいので困っています。

>　このサイトを本とかに出来ないでしょうか？

心中お察し致します。

　お客様の中で、私のホームページの内容をプリントアウトさ

れているのを何度か見かけてビックリした事があります。100

ページはあろうかと思われる厚さのプリントを持っていらっし

ゃいました。

　わたしは自分のホームページのコンテンツをプリントしてま

せん。考えるだけで恐ろしい事ですから（無責任ですね）。

　本にするというのは、結構お金がかかりますし、常時アップ

デートできないという欠点があるものですからためらっていま

す。

　インターネットの世界ではPDFと呼ばれる良好なファイル形

式があるので、これをホームページ上に設置しようかと考えて

います。

　PDF（Portable Document Format）は、米国アドビ社

（Adobe社、http://www.adobe.co.jp/）が開発したフリー

ウェアで、環境（マックとかWindowsとか）に左右されずに表

示できる文書形式で、しかも能力に応じた品質のプリント出力

ができるものです。

　Acrobat Readerというアプリケーションソフトをインター

ネットからダウンロードする事によってPDFファイルを見るこ

とができます。

　

>　だからここのサイトは学生の宝だと思います。頑張って続け

　　て下さい。

若い方のこうした便りを励みに頑張っています。

今後ともなにかお気づきの点があればお聞かせ下さい。

　

よろしくお願いいたします。

　

　

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No.113【コーヒーの美味しいお店紹介のK.H.さん（2000.04.23）】

はじめまして。

「コーヒー」で検索していてこのページを見つけました。

すばらしい情報量ですね。なんだか感動しました。

　

僕もコーヒーにはかなりこっています。

淹れ方はペーパードリップ、手網で焙煎もします。

淹れ方も炒り方もまだ下手なレベルですが・・。

僕がお気に入りの喫茶店教えます。

埼玉県浦和にあるれんがという店です。

タンザニアとチーズケーキの組み合わせは絶品です。

豆の通信販売も行っているようなのでよかったら試してみてはどう

でしょう？

http://www5a.biglobe.ne.jp/~renga/index.htm

です。

僕ももうこの店でしか豆を買わなくなりました。

でも・・・なぜか自分で淹れたコーヒーとマスターの淹れたコーヒー

は格段の違いができてしまうんです。なぜなんでしょう？^_^;

基本は守っているのに・・。

　

よかったら試してみてください。それでは・・・。

　

　

→【安藤回答2000.04.13】

安藤といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>僕がお気に入りの喫茶店教えます。

>埼玉県浦和にあるれんがという店です。

浦和は私の家の近くなので行って見ようと思います。

わざわざ情報ありがとうございます。

　

>でも・・・なぜか自分で淹れたコーヒーとマスターの淹れたコー

>ヒーは格段の違いができてしまうんです。なぜなんでしょう？

入れる量が違うのでしょうか？

水質でしょうか？

温度でしょうか？

入れるハートでしょうか？

コーヒーは奥が深いですねぇ。

　

今後とも宜しくお願いします。

　

　

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No.112【レンズについてご質問のエンジン研究者M.K.さん（2000.04.13）】

　安藤さんのホームページは、「画像計測の教科書」として同僚共々利用

させて頂いております。この場を借りてお礼申し上げます。

　

さて、早速ですが質問が２つあります。

　

１、カメラレンズの絞りについて

　光学の本にも書かれている通りレンズの絞りを絞っていくと、確かに被

写界深度が深くなり像もシャープになりますが、絞りすぎると像のシャー

プさが失われる気がします。経験的にニコンレンズでは、３〜４段絞りが

良い感じです。

　この原因は、絞ることによって、

・球面収差が少なくなる。

・被写界深度が深くなり、ピントの合う範囲が広くなるが、

　その分ピントが甘くなる。

のトレードオフから最適値が存在する、と考えてよろしいのでしょうか？

　

２、シュリーレン／シャドウグラフについて

　シャドウグラフでいろいろ試したところ、

・対象から第二凹面鏡までの距離を伸ばす

（第二凹面鏡の焦点距離以上）。

・カメラレンズの撮影距離を短くする（∞→３ｍ）。

ことで、影だけでなく気体の密度差も見えるようになりました。しかし、

安藤さんの「シュリーレン撮影法」によると、この使い方はピンぼけなの

ですね。確かにシュリーレンほどのコントラストは得らないし像も少しボ

ケてますが、ナイフエッジの管理（すごい微妙ですね）から開放されるの

は大きいです。公平さが重要な評価に利用しようと思っていますが、何か

問題がありますか？対象は噴霧で発光しないので直接光は写りません。

　

　カメラはフィルム式高速度カメラのＥ−１０を愛用しています。

解像度が良いのが利点ですが、最近の若者はいやがるので困っています。

大変ですからね。時代は変わったのだから強要は出来ません。しかしな

がら、現状の高速度ビデオの解像度には大いに不満です。新製品の開発お

願いします。

　

　

　

→【安藤回答2000.04.13】

安藤です。

いつもお世話になっています。

　

>１、カメラレンズの絞りについて

レンズ設計は、いろんな収差のトレードオフで成り立っていま

す。レンズ自体はF5.6〜Ｆ8くらいで解像力、色合いなどが最良

になるように設計されています。それ以上に絞っていくと、絞り

がピンホールのようになり回折現象があらわれるようになります。

光の回り込みによるボケ（回折）は回避できないもので、一般的

に以下のような式で表されます。

　　ε = 1.22 x λ x F

　これを例えば、

　　λ　550nm

　　F　11

としますと、

ε = 7.4um（解像力67本/mm程度）

となり、CCDカメラの1画素分のボケ量に相当してきます。

F32程度に絞りますと、εは21.4umになりかなりのボケ量になり

ます。

レンズの解像力になおすと23本/mm程度になってしまいます。

　被写界深度は、被写体が平面ではなくレンズ方向に対して情報を

持っている場合、撮像面上に許容されたボケ量以下におさえる撮影

距離を示します。

被写界深度は理論的には絞りを絞れば深くなりますが回折も大きく

なるので回折限界以上の解像度は得られずにピントの合う範囲が深

くなると考えて良いと思います。

　最近のCCDカメラは撮像サイズが小さいのでレンズにとっては大変

なやっかいなことが多いようです。

　写真家は、8x10インチ（203mmx254mm）の大判フィルムを使

ってレンズの絞りをＦ64程度に絞って撮影します。

F64程度に絞って回折限界が43umになっても、絶対情報量が多く、

大きく拡大する必要がないため人間の目の分解能以下に抑えること

ができるようです。

　

>　２、シュリーレン／シャドウグラフについて

ナイフエッジの効用は、微小な密度変化が可視化できるメリットを

持ちます。もちろん、シャドウグラフよりもシュリーレン撮影の方

が密度変化を敏感に可視化します。

第二凹面鏡とカメラレンズの位置がしっかりしていないことはピント

ボケ状態なので、現象の微小な密度変化を可視化できない問題を抱え

ることになります。

高速度ビデオカメラもそれほど解像力があるわけではないので妥協で

きるといえば言えそうです。

要するにそれだけシャープな画像が得られなくても研究が遂行できる

のなら問題ないのかなとも思います。

　

>　カメラはフィルム式高速度カメラのＥ−１０を愛用しています。

私どもの時代のニーズは痛いほど理解しているつもりですが、なかなか

実力が発揮できない状況です。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

--------------------------------------------------------

No.111【北海道からマウンテンバイクの便りのgooseさん（2000.04.13）】

ＨＮ、gooseと申します。m(__)m

S市在住の者ですが、最近ＭＴＢを購入しました。

私はもともと、歩くのが好きだったのですが、プー生活に入った記念に

ＭＴＢを買いました。

　

今まで、ママチャリ＆ビーチサイクル程度の自転車にしか、乗ったことが

なかったので、ギアのことからして、わからなかったのですが、友達から、

ここのＨＰを教えてもらって、ＭＴＢのコーナーを拝見させていただきま

した。

とっても、詳しくて、わかりやすい文章だったので、楽しく拝見させてい

ただきました。

　

まだまだＭＴＢビギナーな私ですが、このコーナーは本当に為になります。

私も長距離を乗りたい！と思っていますが、今年の札幌はなかなか暖かい

日が少なくて、まだ一日１８ｋｍくらいしか乗れません。

　

いつかは、自転車専用列車に乗って、湖を一周してみたいなぁ〜と、思い

ます。

（まずは、基礎体力をつけなくっちゃ！と、思います。）

　

また、遊びに来たいと思います。

　

それでは〜♪

　

　

→【安藤回答2000.04.13】

安藤です。

Anfoworldご訪問ありがとうございます。

うれしい便りをいただきまして感謝申し上げます。

　

>とっても、詳しくて、わかりやすい文章だったので、楽しく拝見

>させていただきました。

自己満足で書き殴っていますけど、自分も素人なので、なんだろう、

ナンダロ？って感じで書いてます。

自転車乗って体力戻っていろんな風景見られて、考え事がまとまっ

て、良いことだらけです。

交通事故のことを考えなければ。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

--------------------------------------------------------

No.110【レーザライトシートについて質問の大学院生E.T.さん（2000.04.13）】

安藤さん

はじめまして。

レーザライトシート法についていろいろ調べているところで安藤さん

のページを発見しました。

私は埼玉県Ｋ市に住んでいる社会人の大学院生です。

　

私は、アクリルの管（内径５３mm）に絞りであるオリフィス板を装着し、

オリフィスの下流からロータリバルブで脈動流（２００Hzまで可能ですが、

今は０〜１５Hzを中心にやっています。）を発生させています。

使用している流体は空気、真空ポンプで引いているので管内は負圧です。

オリフィスは流量を測るものですが、定常流の場合の流量と比較し、脈動

流では流量の誤差が生じてしまいます。そこで流量誤差の原因を調べるた

めに、今はオリフィス前後の速度分布を熱線流速計およびレーザ流速計で

測定しています。レーザはD社のHe-Neレーザ10mWのものを使っていま

す。トレーサはある液体（企業秘密のようです）を蒸発させその水蒸気を

使っています。

オリフィス背後の管中心の平均流速は約４０m/sです。オリフィス前の平

均流速は8.6m/sです。

レーザで細かく点計測する前に、レーザライトシート法および高速度カメ

ラで、管の中心の流れ場をつかみたく思っています。しかしシート光にし、

高速度カメラで撮影するにはHe-Neは適さないということを安藤さんのＨＰ

から思いました。

お金をかけられればいいのですが、そうもいきません。

レンタルも含めてなにかいい情報があればお聞きしたくメールしました。

　

もしよろしければ是非お返事ください。

お待ちしています。

　

　

→【安藤回答2000.04.13】

安藤です。

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なく思っています。

　

>しかしシート光にし、高速度カメラで撮影するにはHe-Neは適さ

　ないということを安藤さんのＨＰから思いました。

>お金をかけられればいいのですが、そうもいきません。

>レンタルも含めてなにかいい情報があればお聞きしたくメールし

　ました。

レンタルは高速度カメラの単品貸ししかしていなのが実状ですので、

システムを踏まえた物品のレンタルは望み薄です。

レーザシート光（特に10mW出力、赤色発光のヘリウムネオンレー

ザ = He-Ne レーザ）は非常に微弱でCCDカメラの1/30秒の露出で

なんとか見える程度だと思います。これを1/100,000秒のような高

速度シャッタを切ろうと思う場合、3,300倍の強い光が必要となりま

す。レーザーでいうと33W程度です。

33W程度のレーザはとても高価なので、通常のCCDカメラで高感度

撮影ができるような装置、例えば、カメラの前に光増幅光学装置を

用いるのが一般的です。

お使いの10mWはかなり弱いレーザだと思います。私の経験上、流

れの可視化では4W（10mWレーザの400倍の強さ）の出力でも暗い

感じです。

しかしこの装置はレンタルの維持管理が難しいためほとんどのお客

様が自前で購入されています。

　

あまり芳しくない回答で申し訳なく思っています。

今後ともよろしくお願いします。

　

--------------------------------------------------------

No.109【CCDカメラについて質問のK大学K.N.さん（2000.04.08）】

　はじめまして。

私はK大学の大学生です。

　K市は田舎であり担当の教官もいるのですが専門外の研究を進めている

ためいろいろな情報が欲しくてたまらない者です。

　いま、ビデオカメラで撮影した画像からモザイク画像を作成しているの

ですが色々問題が発生したため、ビデオカメラの本などを探したのですが

詳しく記述しているものが発見できず、インターネットに頼ったところ求

めていたページがヒットしたため興味深く読ませて頂きました。

　あつかましいのですがお尋ねしたいことがあります。

　今問題となっていることが、被写体に対してビデオカメラ（SONYの３

CCD DVカメラ）を平行移動させ撮影したものを用いているのですが、

スケールが２重になるのです。

　これはカメラの移動速度が問題では無いかと考えています。

　そこで、質問なのですがビデオカメラにおいて１/３０フレームという

ものとシャッタースピードは関係あるのですか？

　次に１CCD=1画素という理解はまちがっているのでしょうか？

　あと、ホームページに載っていた撮影速度は何かの教科書にのっている

ものなのでしょうか？ビデオカメラに関する専門書なども教えていただけ

たらさいわいです。

　お忙しいとは思いますがもしお時間がございましたら、ぜひ御教授ねが

えませんでしょうか。

　よろしくおねがいします。

　

　

→【安藤回答2000.04.09】

安藤です。

AnfoWorld訪問ありがとうございます。

　

>　今問題となっていることが、被写体に対してビデオカメラ

>　（SONYの３CCD DVカメラ）を平行移動させ撮影したものを

>　用いているのですが、スケールが２重になるのです。

>　これはカメラの移動速度が問題では無いかと考えています。

>　そこで、質問なのですがビデオカメラにおいて１/３０フレーム

>　というものとシャッタースピードは関係あるのですか？

通常のビデオカメラは1秒間に30枚の画像を作っています。

これを我々は撮影速度とか録画速度と言っています。放送規格では、

30フレーム/秒が規格になっています。

1/30秒に一回の割合で画像を作るわけですが、1枚の画面はどのく

らいの時間をかけて光を受け入れているかというと、最大1/30秒と

なります。最近のCCDカメラは、1枚の画像を得るのに、1/1000秒

とか1/10,000秒という短い露光時間（=露出時間）を与えて動きの

速い被写体の動きのブレを止めることができます。

　問題の移動する被写体が2重に写るのは、ビデオカメラの映像信号

は、1枚の画像を得るのに2枚の粗い画像を織り込んで構成している

からです。

この粗い画像をフィールドと呼んで、1枚の正式な画像をフレームと

呼んでいます。

つまりビデオ画像は2フィールド1フレームという画面構成で、1秒

間に30フレームの画像を作っています。

言い換えるとビデオ信号は1秒間に60フィールドの画像を作っている

ことにもなります。

2つのフィールドには1/60秒の時間のズレがあるので、動きの速い

被写体を撮影してスローで再生すると2重に写って見えるのです。

これを防ぐには、VTRがフィールド再生できる装置を使うことです。

つまり1フィールドずつ再生できるVTRを使えばこの不具合はなくな

ります。こうしたVTRとして松下のAG7350というVTRがあります。

　

>　次に１CCD=1画素という理解はまちがっているのでしょうか？

画素（Pixel）というのは、CCDの撮像面を構成している1つの点の

ようなもので光を受ける最小単位です。この画素が縦、横にたくさん

ならんで1画面　=　CCDを構成します。

　

>　あと、ホームページに載っていた撮影速度は何かの教科書にの

　っているものなのでしょうか？ビデオカメラに関する専門書な

>ども教えていただけたらさいわいです。

学術図書では、

・『イメージセンサ』　　木内雄二著、日刊工業新聞社

・『新しい電子の眼　-　CCD』　-　野口靖夫　読売科学選書「1」

・『High Speed Photography and Photonics』

　　　 Edited by Sidney F. Ray, 　Princepal Lecturer

　　　 Universityof Westminster,

　　　 London　Focal Press 1997

・『ITV』和久井　孝太郎　著、日本放送出版協会5

・『カラーテレビ教科書（上）（下）』　日本放送協会　編、

・『ホームビデオ技術』　日本放送協会　編、横山克哉著

があります。

　

以上ご参考までに。

　

　

--------------------------------------------------------

No.108【モニタースクリーンについて質問のT.D.さん（2000.04.04）】

こんにちは、はじめまして。質問ですが、コンピューターのモニターの

スクリーンからはどのくらいの明るさの光が出ているのでしょうか？

その光はやはり目に悪い（強すぎる）のでしょうか？目のためには環境

（部屋）の明るさをどのくらいにすればいいのでしょうか。

教えてください、よろしくおねがいします。

　

　

→【安藤回答2000.04.05】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>コンピューターのモニターのスクリーンか

>らはどのくらいの明るさの光が出ているのでしょうか？

メーカーは公表していませんが、おおよそ150cd/m2程度の輝度

で発光しています。

この明るさは、照度に換算すると2500ルクス程度になります。

居間の照度が500ルクスくらいですから5倍くらいあかるくテレ

ビは光っていることになります。

　

>その光はやはり目に悪い（強すぎる）のでしょうか？

>目のためには環境（部屋）の明るさをどのくらいにすればいい

のでしょうか。

人間の目は、薄暗い夕暮れ（約50ルクス）から晴天の100,000

ルクスまでの明るさでものを見ることができ、その明るさの範囲

は、2000倍あります。

この範囲で長時間目が疲れないような明るさは、100ルクスから

2000ルクスだと思います。

夜のリビングでゆっくりくつろぐには比較的暗い100ルクスが適当

で、ものをしっかり見ようとする場合は1000ルクスが適当です。

テレビを見る場合は、周りの明るさの開きが無いようにして、つま

り部屋を明るくして見ることが目に優しい味方だと思います。

つまり、テレビの明るさが明るすぎない周りの照度は500ルクス程

度となるわけです。

また、テレビは一本の電子ビームでブラウン管の蛍光面をスキャン

（走査）していますから、チラツキがでてきます。また、ブラウン

管からは微弱ながらX線も出ています。これらは目に悪影響を与え

ます。

長時間集中して明るい画面を見続けていると、近視などを引き起こ

すと考えます。

　

根をつめて長時間明るい画面で、細かい作業をする人にとっては目

に相当なストレスを与えていると考えて指しつかないと思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

--------------------------------------------------------

No.107【MacとWinの板挟みのN.I.さん（2000.04.02）】

安藤　様

　

私は　N.I.と言います。

Ｍａｃ使いではなく、Ｗｉｎ使いです。

Performa5270のことを求めていろいろなページを

ジャンプしている内に、このページに飛んできました。

　

何故、Ｗｉｎ使いの私がPerforma5270にために

Ｗｅｂをさまよっているかと申しますと、

この5270を使い、インターネットにアクセスする使命を

おうせつかったからです。

購入時から今までずっと眠っていたらしく、

何も触ってはいないと思います。モデムは28.8kが内臓と

言うところまではわかりましたが、

現在巷に出ているブラウザのバージョンではスペック不足なのかな

と不安を抱えております。

ＡｐｐｌｅのＷｅｂにはスペックのデータくらいしかわからず、

もし、お知恵を拝借できればとｍａｉｌした次第です。

　

本当に、突然で申し訳ないです。

　

　

→【安藤回答2000.04.02】

安藤と言います。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご質問のPeroforma5270は、ある条件では使用可能だと

思います。

問題は、

1.　28.8Kbpsの内蔵モデムがインターネットでは遅いので、

　　PCIボードのSCSIカードを足してイーサネット経由

　　（ISDNを利用）の通信を行うと快適です。

2.　RAMメモリが最大64MBのSIMMですので、 Macintosh

　　のOSはMacOS7.6.1程度に抑えるべきです。RAMメモリ

　　は64MBに増設しておくべきです。

　　なぜなら、最近のOS8.6やOS9はシステムに40MB程度

　　食ってしまうので、アプリケーションソフトが走らなく

　　なるからからです。

3.　モニタが14インチと小さいので大きな画面での表示は無

　　理です。画面は640x480画素のVGA程度の表示です。

　

ブラウザは、コンピュータに依存せずOSに依存するので、

MACOS7.6.1ならば通信ソフトが安定していますのでインター

ネットができます。ただし、インターネットイクスプローラと

いうブラウザソフトもネットスケープコミュニケータも15MB

程度のRAMが必要です。

ちなみに私の家のマック（Performa5440）のOSは7.6.1です。

これで問題なくインターネット、電子メールを行っています。

（RAMは108MB、イーサネット内蔵、ISDN/DSU接続）

　

繰り返しますが、RAMは最大に搭載すること、OSは7.6.1とする

こと、できたらイーサネットカードでISDN経由のDSU接続とする

のが効果的です。

28.8Kbpsの通信では通信が遅いのでフラストレーションがたま

るかもしれません。

電話回線でしかインターネットができないようであるならば、

アップルトーク経由の外部モデム（64Kbps）を購入して使用さ

れることをお奨めします。

　

以上ご参考までに。

　

------------

Macintosh 　Performa5270/100　　1996.6発売

　　価格：　\214,000

　　CPU：Power PC603e RISC、

　　clock：100MHz

　　RAM：16MB - 64MB（SIMM）、1.2GB IDE HDD

　　 System7.5.3、CD-ROM 4倍速、

　　SCSI x 1、PCIバス x1

　　14ｲﾝﾁカラーディスプレー1MBVRAM、640x480

　　3.2万色、TVチューナー、コンポジットビデオ

　　およびSビデオ入出力端子28.8KbpsFAXモデム、

　　ステレオスピーカ内蔵、21.2�L

------------

　

　

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No.106【CCDに関してお問い合わせのコンピュータ関連のS.K.さん（2000.03.29）】

安藤様

　

F社S.K.ともうします。

突然のメールで恐縮でございます。

私の業務にてＣＣＤデバイスの調査をしている折に安藤様のホームペ

ージを拝見いたしまして勉強させていただきましたが、今ひとつ分か

らない点がございましてメールをお送りいたしました。

もしご存知でしたら情報いただきたいと思いました。

　

「質問」

ＣＣＤデバイスには

・インターライン転送型

・フレームインターライン転送型

・フレーム転送型

　

の３つに大別されると物の本に書いてありました。

これらの構造の違いによるメリット、デメリットが自分の中ではっき

りいたしません。

インターライン転送型に対し、フレームインターライン転送型のメリ

ットは何なのか？一時的に蓄積する（最終的なビデオ出力レートは同

じと思っています）メリットは？

また、電子シャッター動作との関連がよくわかっておりません。

　

私の認識では

インターライン転送は電荷蓄積時間が一定（フィールドORフレーム）

で読み出しも１ラインづつである＝電子シャッターという概念がない？

に対し、フレームインターライン型は電子シャッター（＝露光時間？）

を調整して短時間の電荷をメモリ部分に蓄積し、あとは固定出力周期で

出力することができる？

　

では、フレーム転送型は、電荷蓄積時間は一定であるものの読み出しが

短時間であるが、電子シャッターという機能とどうリンクするのか。

などなど、他の書籍などをあさってみるのですが、頭の中が発散してき

てしまいました。

　

高速に移動する物体を撮像してデジタル解析するシステムに興味があり

まして、市場にでまわっているプログレッシブカメラなるものを調べて

います。が、プログレッシブと一言で言ってもＣＣＤの構造や制御方式、

信号の出力方式などいろいろな要素があり勉強中です。

　

唐突にご質問をぶつけてしまって恐縮ですが、もしお時間いただけるの

であれば

ご回答いただければ幸いです。

では失礼いたします。

　

　

→【安藤回答2000.04.01】

安藤と言います。

AnfoWorldご訪問ありがとうございました。

　

>「質問」

>　ＣＣＤデバイスには

>　・インターライン転送型

>　・フレームインターライン転送型

>　・フレーム転送型

　

　実はわたしもそれほど深くは理解していないのですが、私の知

り得る情報をご提供します。

CCD固体撮像素子は、ご指摘の通り、現在3種類の撮像・転送方式

のものが市販されていて、ほとんどがインターライン転送型という

ものが使われています。ソニーはインターライン型をメインに作っ

ています。

　フレームトランスファは古典の領域にはいる転送方式のもので、

作りやすいため2000x2000画素のような大きな画素のCCDに使わ

れます。最近、三洋電機はこれでチャレンジしています。

　フレームインターラインは放送用で高級タイプ。ブルーミング、

スメアが少ないのが特徴です。転送方式は残念ながら私個人はよく

わかっていません。

　なぜこのような3種類が出ているのかというと、インターライン

はテレビ放送の仕様（30フレーム/秒）を満足するため、フルフ

レームトランスファーは科学技術計測の要求（2048x2048、

4096x4096画素）を満足させるため、フレームインターラインは

放送局の仕様を満足（スメア、ブルーミング）させるために生き

残ったと考える方が自然です。

　

【インターライン型CCD蓄積機能と転送機能】

CCDカメラは受光と転送という二つの大事な作業をしなければなり

ません。インターライン方式は、撮像素子上に電荷蓄積のためのセ

ルと転送のためのセルが作られていて、電荷を蓄積して後1-2usの

間に一斉に転送路に電荷を渡して新しい電荷蓄積を始めます。

転送路では、蓄積部が新しい電荷を蓄積している間にテレビ信号の

約束にしたがってセッセと電荷を送り出します。

　転送路は、画素のすぐそばに垂直に作り、ここをおおって光を入

らないようにしています。光を受ける面積は少なくなりますが、転

送には便利で、電荷の動かし方も確実にできます。

　

【インターライン型CCD電子シャッタ機能】

　インターラインタイプでは、電子シャッタ機能があります。イン

ターラインタイプでは受光部と転送部の二つがあると述べました

が、電子シャッターは転送の直前に受光部をONにして電荷をためま

す。OFFの時は受光部に貯まる電荷をドレインに強制的に吐き出し

続けます。

　この方式によって電荷を転送する直前の1/10,000秒に電荷を受

光して1マイクロ秒で転送部に移します。こうすることによって1/

10,000程度の電子シャッタリングが可能となります。

　

【プログレッシブスキャン方式CCD撮像素子】

　プログレッシブスキャン方式CCD撮像素子というのはインターラ

イン型CCDの新型のもので、通常1フレームを2フィールドに渡って

出力している映像信号を一気に全画素を読み出してしまうもので

す。読み出し口が2つあると考えればてっとりばやいでしょう。

　

【フレームトランスファ型CCD蓄積機能と転送機能】

　フレームトランスファというのは、受光部と蓄積部の二つの機

能があり、転送を受光部を使って行うタイプと、蓄積部にいった

ん渡してそれから転送する方式の二つがあります。

　インターライン方式が蓄積部と転送部が素子上に縞状に並んで

いるのに対し、フレームトランスファ方式はそれぞれ別々に配置

されています。

　通常のフレームトランスファー素子は、受光部と蓄積部（同じ

サイズ）に分かれています。受光部で受光した光は、垂直ブラン

キング時間に受光部から蓄積部に送られます。蓄積部で一旦蓄え

られた電荷は、今度はゆっくりと転送され水平取り出し口から順

番に取り出されます。蓄積部への転送クロックは、通常の垂直転

送クロックよりも速く行われます。垂直ブランキングは、通常

1ms程度なのでその間に転送される。蓄積部への転送は、100us、

1us、0.5us/水平ラインなので、垂直画素が512であれば

　512 x 0.5〜100 = 256us〜1ms

1024画素であれば、

　1024 x 0.5〜100 = 512us〜1ms

となります。このタイプの素子はシャッタ機能があります。

しかしこれが蓄積部への転送時間に由来しています。

　

　もう一つのフレームトランスファ固体撮像素子には、受光部と

蓄積部のないタイプがあります。これは受光部がそのまま転送に

なります。素子を覗いたとき外観で2つに分かれていなければ受

光部と蓄積部のタイブ、1つの板であれば共用タイプです。

このタイプは受光部で画素の転送を行うのでシャッタ機能があり

ません。

このタイプは転送時には、外部から光が入らないようにメカニカ

ルなシャッタで素子を覆う必要があります。さもなければ転送時

にも光が入って像が縦に流れるスメア現象がおきます。

このタイプのCCDは、1秒間に2枚とか4枚などの撮像ができます。

　

【フレームインターライン型CCD】

フレームインターラインという素子の構造は上記のハイブリッド

版と思われるのですが、私個人は詳しいことはよくわかっていま

せん。

　

----------

　

>　私の認識では

>　インターライン転送は電荷蓄積時間が一定（フィールドORフ

　　レーム）で読み出しも１ラインづつである＝電子シャッター

>　という概念がない？

インターライン型のCCDは電子シャッター機能があり、これがこ

のタイプのカメラの大きな特徴です。

　

>　対し、フレームインターライン型は電子シャッター（＝露光

　　時間？）を調整して短時間の電荷をメモリ部分に蓄積し、あ

>　とは固定出力周期で出力することができる？

申し訳ありません、勉強不足でここの所はよくわかりません。

　

>　高速に移動する物体を撮像してデジタル解析するシステムに

>　興味があり、市場にでまわっているプログレッシブカメラ

高速度カメラに使われる素子は、インターライン型プログレッシ

ブスキャンタイプのCCDが一般的です。電子シャッタが使え、全

画素読み出しができるからです。プログレッシブスキャンタイプ

でない一般的なものですと、1フィールド分（全走査線の半分）

しかとり出すことができません。

　

--------

　

以上ご参考までに。

　

　

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No.105【「光と光の記録」訪問のH.K.さん（2000.03.29）】

安藤様

　

はじめまして。

私は、光分析装置を製造販売しているメーカーの一営業マンです。

昼休みに何の気なしに探し物をしていたときに、ここへつきました。

正直言って、光と光の記録には感動しました。

私のような「光り物」を扱う立場の人間にとって、非常に分りやす

くまとめてあり、今後とも参考にさせていただければと思います。

時間が有れば他の所も見させてください。

　

ではそろそろ出かけなければならないので、この辺りで失礼しま

す。

　

　

→【安藤回答2000.03.29】

安藤といいます。

　

AnfoWorldへ訪問いただきありがとうございます。

ご返事遅れまして申し訳ありません。

　

カメラに分光器を取り付けることをちょくちょくしています。

分光器に関しては素人で、わかりやすい解説（素人だから素

人がわかるように）をしたいなと思っています。

何か良い情報がありましたらご連絡いただければ幸いです。

　

--------------------------------------------------------

No.104【コンピュータ関連のお仕事をされているM.I.さん（2000.02.25）】

安藤様

　

　初めまして。

私は、井上と申しまして、コンピュータ関係の仕事に従事しているもの

です。

仕事柄も手伝って（と言うか、仕事上の見識不足を補う意味もあって）

ＡｎｆｏＷｏｒｌｄを覗かせてもらっており、一言お礼を述べさせて頂

きます。

私には

安藤さんのＨＰのような包括的な説明をしてくれるＨＰは貴重です。

これからもどんどん見識を披瀝して頂きたく、よろしくお願いいたしま

す。

因みに、今は「奇天烈」の２．と「光と光の記録」の拡充を楽しみに

しております。

　

　

→【安藤回答2000.02.25】

安藤ともうします。

　

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

こうした暖かいご支援は何よりの励みになります。

日々努力していくつもりですので今後ともご愛顧の程

宜しくお願いします。

　

早々

　

　

--------------------------------------------------------

No.103【ホームページリンク希望のT大学のS.M.さん（2000.02.23）】

安藤様、はじめましてT大学のS.M.と申します。

　

私どもは学習支援のためのホームページを作っています。

安藤さんのホームページを拝見しました。特に、「奇天烈

エレキテル」は非常に丁寧に説明をされていて感心しました。

ぜひ私どものホームページからリンクさせてください。

こちらはまだまだこれからなのですが、学習のために役立つ

リンクもこれから作って行きたいと考えています。

これからもどうぞよろしくお願いします。

　

　

→【安藤回答2000.02.24】

安藤です。

AnfoWorld別館訪問ありがとうございます。

上記件名、当方は全く問題ないのでご活用下さい。

今後も何かご質問ありましたらよろしくお願いいたします。

　

　

--------------------------------------------------------

No.102【工作機械の研究をされてるK工業技術センターA.M.さん（2000.02.19）】

はじめまして。

K工業技術センター機械技術部のA.M.と申します。

突然のメールで申し訳ありません。

yahooを検索していたらHPを見つけてみせていただいて大変勉強に

なりました。

　現在，切削加工の研究を行っていますが，高速切削加工の研究で

直径数ミリの小径工具を高速で回転させたときの工具の「振れ」の

解析をしようと思っています。

その観察で高速度カメラは使えないかと考えているのでいるのです

が，振れといってもせいぜい数十ミクロン〜数百ミクロンくらいか

なと考えています。そのようなレベルで画像を解析しようとおもっ

ているのですが可能なのでしょうか？

また，そのような研究をされている方はご存知無いでしょうか？

主軸の回転数は４万回転３０°づつの間隔で観測した場合，

4000/60×１２＝８０００/sec

１秒間に8000ｺﾏとれればいいことになりますがこんな単純に考え

て良いのでしょうか？

本当に突然メールしまして，失礼とは思いますがもしお暇があれば

ご教授いただければ幸いです。

　

　

→【安藤回答2000.02.18】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　工作機械の、ドリルの回転ブレ、刃先、バイトのすくい面の挙動

など高速度カメラを使われている例を幾例か知っています。

ドリルの回転は非常に精度を要求されているため、ご指摘のように

数10ミクロンのフレを高速度カメラで撮影するのはかなり難しい応

用の一つです。

数10ミクロンのフレを撮影するためには拡大撮影（顕微鏡を高速度

カメラにつける）が必要で、拡大撮影した場合、見える範囲が0.5m

m程度になってしまいます。

この0.5mmの範囲で撮影しても、テレビモニタで見える数10ミクロ

ンのフレは数ミリ程度になります。これでもドリルのフレが見ずらけ

ればさらに撮影倍率を上げるわけですが、撮影範囲がさらに狭まりま

す。

　

このようにしていくと、見る範囲が狭くなりすぎるので、なにも高速

度カメラでなくても変位センサーでフレを測れば良いじゃないか、と

いうことになり、高速度カメラを使った計測の範囲でなくなってしま

うようです。

高速度カメラによる切削加工の研究は、労働省産業安全研究所で30年

ほど前より行われているのを記憶しています。3,000コマ／秒から

5,000コマ／秒程度の撮影速度だったと記憶しています。

　

撮影速度も、回転体を12分割するだけでよければ、お考えの計算通り

の撮影速度で良いと思います。

ただ、8000コマ／秒の撮影速度でも、1枚1枚撮影していく露出時間

は、8,000分の1秒のさらに10分に1の1/80,000秒（10マイクロ秒）

程度が必要だと考えます。

　

切削加工ではなくて、溶接研究の分野やYAGレーザを使った高温加工の

研究分野には高速度カメラを使った研究が多く見受けられます。

　

私どもの会社にあるフライス盤を使ってアルミを切削する様子を2,000

コマ／秒で撮影しましたが、ちょっとコマ不足で、10,000コマ／秒以上

ほしいかなという感じでした。この撮影は、口径15mm程度のミルがア

ルミを削っていく様子で、撮影範囲は20mm程度でした。フライスの回

転数は良くわからないんですが9,000rpm程度でしょうか。

　

以上ご参考までに

　

　

--------------------------------------------------------

No.101【ネイティブな英会話を目指す大学1年生D.T.さん（2000.02.17）】

こんにちは！初めまして。僕は山口県に住んでいる大学１年生です！

英会話に興味を持ち始めたのでちょっと訪れてみました！！

もともと小さい頃から英語は好きだったのですが高校を卒業して

パソコンを持つようになってから外国の方とe−mailをしたり、チャット

などで海外へ留学している日本人の方と話してるうちに自分の英語力の低

さに非常に屈辱を覚えて何とかしなきゃいけないと思いました。

最近は週に１〜２回程度大学で外国の先生と話しています。

ネイティブの早さにはまったく問題なくついていけるのですが

（聞き取れる）、自分が話すことに関しては全くと言っていいほど

駄目です！単語を並べて何とか相手に通じる程度。

話しの内容はわかっていても自分で表現できない悔しさ！

先生は僕の英語をとてもよく誉めて下さってますが・・・・。

そこで僕は夏までに一通り英会話を上達させようと決心しました。

大学入試程度の単語をもう一度覚えて、会話の基本となる文を

覚えようかと思っていますがなにかいいアドバイスがあれば教えてください。

僕も旅行が好きなので英会話が上達したら海外へ行きたいと思っています。

いろいろお話を聞かせてください！

それでは失礼します！　See you! Please take care of yourself.

　

　

　

　

→【安藤回答2000.02.05】

安藤です。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

大学1年でかなりの英語力と感心いたします。

　

>大学入試程度の単語をもう一度覚えて、会話の基本となる文を

>覚えようかと思っていますがなにかいいアドバイスがあれば教

>えてください。

　

聞く方はかなりの腕前と思われますので、あとは、しゃべる訓練

ですね。しゃべるのは中学校レベルの単語が反射的に口から出て

正確に発音できれば合格です。

getやtakeなどの基本的な動詞と前置詞の組み合わせで現地の人

たちは動作を表しています。

難しい単語はあまり使わないんです。

耳はかなり良い様子なので、物怖じせずしゃべればかなりのレベ

ルまで上達されると思います。

　

頑張ってください。

取り合えずご挨拶まで。

　

---

　

　訪問者の声（過去帳　No.1 = 1998.01〜1999.3.31）に訪問できます。

　訪問者の声（過去帳　No.2 = 1999.04.01〜2000.02.21）に訪問できます。

　

　

　

Anfoworld に戻ります。