☆訪問者からの声

過去帳　No.5（2001.10.12まで）

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●訪問者の声（2001.04〜2001.10）

　

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No.250【液滴の撮影についてご質問のY大学機械システム院生Y.M.さん（2001.10.10）】

　突然のメールで失礼します。私はY大学大学院機械システム工学専攻修士

１年のY.M.と申します。

　私は液滴の壁面衝突による分裂に関する研究を行っています。現在その

可視化実験に取り組んでいるのですが、なかなか良質な写真をとることが

できずに困っています。そうした時にＡｎｆｏWｏｒｌｄを拝見し、ぜひ

質問させていただくことにしました。よろしくお願いします。

　

　今、私が撮影しようとしているのは液滴が壁面に衝突して分裂したあと

の静止写真です。その写真を液滴とそれ以外とに２値化して、画像処理ソ　

フト（「ＳｃｉｏｎＩｍａｇｅ」という米国のｆｒｅｅ　ｓｏｆｔです）

を使って液滴の面積や個数を算出するのですが、液滴と壁面との界面がは

っきり識別できずまた光が屈折して液滴内部が光ってしまうために、機械

的に２値化できずどうしても手作業となってしまい、非常に手間がかかる

上に客観性のない実験結果となってしまっているのが現状です。

　そこで撮影時の照明を工夫して機械的に２値化できる写真をとろうとし

ているのですが、なかなかうまくいきません。今までスリットを設けて液

滴の横から平行光を導入したり、壁面をガラスなどの透明なものにして下

から光を当てたりしたのですが、思うような写真を撮影することはできま

せんでした。

　このような場合、どのように照明を当てればよいのでしょうか？

　また液滴は着色したほうがよいのでしょうか？（ただ液滴を着色すると

物性値、特に表面張力などが変化してしまう恐れがあるため、できれば避

けたいのですが・・・）

　さらに、もし液滴の粒径計測等に適した画像処理ソフトをご存知でした

ら教えていただけますか？

　現在、液滴としては水を使用し、液滴サイズは最大のもので直径約

3000［μm]とかなり大きいです。

　高速度ビデオなどに全く関係しない質問で恐縮なのですが、よろしくお

願いします。

　

　

　

　

→【安藤回答2001.10.11】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

実験の具体的なレイアウトが見えないので適切なアドバイスができ

かねるのですが、液体の可視化では照明光源の質が画質に大きな影

響を与えます。

基本的に、照明光源は点光源を使うとよいと思います。

光がいろいろな方向から回り込む散乱光照明ではコントラストがつ

きにくいからです。

映画館の映写機の光源が綺麗な光なので普段は見えない劇場内のチ

リやホコリが見えやすくなるのと同じような理由できれいな光を与

えると粒子や液体で遮られた光束はカメラに届かず他からも光が回

り込まないので白黒のはっきりしたコントラストのよい画像が得ら

れます。

液体をキレイに取るための第二の方法は他からの光が回り込まない

工夫をすることに尽きます。

時には実験レイアウトを変更せざるを得ないこともあります。

ビームスプリッタという半透過ミラーで光源を落射させて透過ガラ

スで作った壁面に照射させその反射光をカメラでとるという手法も

効果があるかもしれません。

余分な光を除去するためにカメラレンズに偏光フィルタをつけるの

も効果があるかもしれません。

ガラス壁面の裏側に精緻なプリズムを用いて液滴の衝突を可視化さ

れている事例もあるようです。

　

以上思いつくまま書き並べました。

ご参考になればよいなと思います。

　

　

　

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No.249【オーディオスピーカの配線についてご質問のSSKさん（2001.10.04）】

　突然すいません。オーディオのスピーカーのケーブルの事で

BONBEEシアターさんのHPの掲示板に書き込みをしたところ、安藤様を紹介

いただきました。

以下のような症状なんですが…

　

私はオーディオのスピーカーにモンスターケーブルを使っています。

YAMAHAのCDプレイヤーとアンプ、ケンウッドのスピーカーにモンスター

ケーブルと言う構成です。

ふとした事で線を外したのですが、なんかモンスターケーブルのマイナス

極の付け根がちょっと焦げたみたいになっているのです。これって大丈夫

なんでしょうか？

アンプ側もスピーカー側も両方マイナス極のみ(外のゴムの皮みたいなやつ

が)黒くなっているのです。

ちなみにスピーカーは６オームで、アンプは２から８まで対応です。

　導線っていうのでしょうか、銅色のせんがいっぱい筒に入ってますよね？

普通はそれをスピーカーにはさむと思うのですが、わたしのやつは先にプラ

グのようなものがついていてそれを挟んでいます。これがついてるからと言

う可能性はありますか？

　

恐縮ですが、ご指導をいただければ幸いです。

　

　

　

→【安藤回答2001.10.04】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

よくはわからないのですが電極が焼損しているケースでは端子の処

理が甘く、ルーズになっていて電流が流れる際に接触不良の放電が

生じ、そのアーク熱で焼損していると考えられます。

両極の端子処理がしっかりできているかどうかを確認する必要があ

ると思います。

　

接触不良でスパーク放電していたら音にも影響が出ていたかと思い

ますが。

　

以上わたしの知りうる情報です。ご参考までに。

　

　

　

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No.248【マウンテンバイクの構造材について「とおりすがり」さん（2001.10.04）】

自転車のところ、読ませて頂きました。

技術的に、かなり重要な部分で、たくさん間違いがありますよ！

　

たとえば熱処理して剛性があがるようなことが書いてありますが、

あれは間違いです。雑誌もよく間違ってますが・・・

熱処理であがるのは、引っ張り強度と硬度です。

剛性を左右するヤング率には一切関係がありません。

　

それと、鉄の缶とアルミの缶、何が違うのかよく考えてみてください。

アルミの缶はほとんどが炭酸入りでしょう。

鉄の缶はほとんどが炭酸の入っていないものです。

これが何を意味するか考えてください。

もっとも最近は炭酸入りでないものもアルミを使用するため、チッソガス

を充填している場合もありますが・・・

　

舗装路では早いレーサーがダートで遅くなるのは当然です。

スピードを出すと単純にパンクしやすいからです。

たわみとは全く関係ないです。

　

アルミの梯子が簡単に凹んで云々の記述がありますが、鉄だって同じです。

鉄のピストレーサーはものすごく簡単に凹みます。

ピストはブレーキやシフトワイヤがついてないので、簡単にハンドルがグ

ルグル回ってしまううんですが、ちょっと運んでいるときにこのハンドル

がフレームにあたって、凹ませてしまうことが多いです。

そのくらい凹みやすいものです。

　

スリックタイヤはウェット路面に弱いと感じている人が多いようです。

でも実際、自転車のように細いタイヤでは全く関係ないです。

ロードでは全くのスリックなタイヤで雨の日でも走ります。

　

ねじりに対する剛性は材料単体でみれば、そりゃアルミの方が弱いでしょ

う。でも自転車は構造体です。

断面係数の計算式を思い出してください。

それと鉄とアルミの比重の差を思い出してください。

どちらの方が、剛性を高くできるか、すぐわかるはずです。

　

他にもいろいろあったので、一度見直してみてください。

上に上げたものも、詳細は省きましたが、いろいろ資料をお持ちのような

ので、それで調べてみてください。

ただ自転車雑誌はかなり間違いが多いので（特に材料系！）注意が必要です。

管理人さんは機械系のお仕事をされているそうなので、合金化や熱処理が材料

にどのような変化をもたらすかは、詳しい人に聞いていただければすぐにわ

かるはずです。

　

長文失礼しました

　

　

　

→【安藤回答2001.10.12】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

的確なご指摘ありがとうございました。ご指摘をもとに間違えてい

たところを書き改めました。材質の硬さと剛性に不明瞭な記述があ

りました。

機械工学出身の身ながら材料関係はあまり頓着せず生きてきました

が、マウンテンバイクに乗り出して、鉄とアルミを肌で感じるよう

になりました。金属材料の発展に目を見張る思いです。ドリンク缶

でもアルミ缶とスチール缶で日々切磋琢磨していることを痛感しま

す。アルミ缶は厚さがどんどん薄くなって内容量と内部のガス圧で

缶がつぶされるのを防いでいることを知りました。また、材料を節

約するため上部を絞り込んで蓋面を小さくしていることも知りまし

た。私はアルミ缶はスチール缶に比べて高価だと思っていたのでビ

ールのように高価な内容物にしか利用されないと思っていました。

輸送費のことやリサイクルのことを考えるとアルミの価値は高いよ

うですね。スチール缶は再利用できるけど同じスチール缶としては

利用できず屑鉄として再利用されるのだとか。それとスチール缶で

もプッシュプルのタブはアルミであるためこれは再利用されないと

か。アメリカでは100%アルミ缶が使われているのだそうです。

（魚介類などの缶詰は別でしょうけど）。世の中の趨勢はアルミに

傾いているようでニーズに対応した製品が次々と出されているのを

痛感します。

　

今後ともご指導いただければ幸いです。

宜しくお願いします。

　

　

　

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No.247【エンジン研究をされている自動車会社勤務のM.F.さん（2001.09.30）】

安藤幸司殿

　

M社に勤めているM.F.と申します．

サーチエンジンから何気なく立ち寄らせて頂きました．

　

正直に申し上げます…

貴殿のＨＰを拝見させて頂いて感服してしまいました．

恐れ入りましたという畏敬の念で一杯です．

　

当初検索ページから入ったのですが，Aさん？，Kさん？

とういう小生の知った人名があるので，これは何であろう？？

…と猛烈に興味が湧いてきました．

　

Kさんは同じ大学の一年先輩でもあり，同じ自動車メーカに

勤める者として非常に敬愛している人で，Aさんは小生にとって

神様のような存在です．

　

私も仕事柄（エンジンの燃焼システム開発をおこなっております）

高速度カメラは研究開発上の必須ツールです．しかしながら小生に

とって映像の世界はやはり未知なる情報が多い領域です．最近の

ホームビデオブームを反映してかパーソナルユースの映像関係情報は

個人ＨＰから湯水の如く集まりますが，研究用途の映像情報を手に

入れることは正直困難です．逆に学会レベルの情報は敷居が高過ぎて，

素人同然の小生にとって何とも手が出しにくいのも正直な気持ちです．

　

しかし貴殿のＨＰは小生にとって，非常に多くの複雑な専門情報を

丁寧かつ非常にわかり易く，しかも簡潔な説明でまとめ上げられて

いる点で非常に感動しました．まだ全文を理解するには至っており

ませんが，今後の小生の研究活動にとって一助になることは間違いない

と確信しておりますので，じっくりかみ締めながら拝見させて頂きます．

　

　

一言申し上げたくてメールさせて頂きました．

ありがとうございました．

　

　

　

→【安藤回答2001.10.02】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　Kさんは同じ大学の一年先輩でもあり

D大から出られた研究者は多くいらっしゃいますね。

K社のYさん、H社のY.Nさん、T社のTさん、M社のKさん、など。み

なさん元気に頑張ってらっしゃいます。

　

今後ともみなさんのご理解とご協力を得て充実したホームページにし

ていきたいと思います。

今後とも宜しくお願いします。

　

　

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No.246【生物の光反応についてご質問のK.I.さん（2001.09.26）】

光の事について調べたいと思ってＨＰを探していたら

偶然にここにたどり着きました。

内容の濃さにびっくりしています。

　

突然ですが質問をさせてもらって宜しいでしょうか？

ご専門の内容と違うと思うので恐縮なのですが・・

僕は「シャコガイ」という光だけで育つことのできる貝

を育てている者です（ご存じですか？）

光合成に必要な光エネルギーを400〜700nmの波長（光合

成有効放射：ＰＡＲ）と定義するそうですが、

例えば、特定の波長での成長を比較するため、青や赤の

フィルムを通した光（太陽光）の波長を測ることは可能

な事なのでしょうか？　

もっと単純な質問で、青いフィルムやネット（農業など

で使われている）を通過した光は特定の波長（例えば短

い波長）をはじいているものなのでしょうか？

同じ様に、ＵＶカットのフィルムが市販されていますが

そのフィルムがどの程度紫外線をカットするのか測定で

きるものなのでしょうか？

　

光の事は殆ど素人状態なので、

もし、とんちんかんな質問でしたらすみません。

よろしければ、ご意見を聞きたいです。

　

　

　

→【安藤回答2001.09.27】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

生体反応を研究されている部署では、光に反応する研究としてどの

光がもっとも反応するかというような研究をされているのを聞いた

ことがあります。

人の目は550nm近辺の緑が最も感度良く反応するということがわ

かっています。それが犬やネコ、あるいは原生動物などがどのよ

うな光に対して反応するかはよく行われている研究かと思います。

　

>　フィルムを通した光（太陽光）の波長を測ることは可能

>　な事なのでしょうか？

「分光器」という測定器を使えば可能です。

分光器というは、光の特定の波長だけを選択してその強さを測定する

器械で、200nmあたりから1200nmあたりまで0.1nm程度の波長巾

単位で分光強度を測定することができます。

これを我々は光の分光分布特性という形で表にしたり図にしたりして

います。

電球を作っているメーカーはこうした分光測定装置を使ってランプの

発光特性を測定して公表しています。

また、特定の光を吸収したり透過したりする光フィルターを製造して

いるメーカーもこうした分光測定装置を持っていて標準の光に対して

どの程度透過するかを測定して公表しています。

ただし、こうした装置を揃えるのは高価です。

公表されていないフィルムやネットに対して透過分光特性を測定した

ければ最寄りの工業技術試験場や性能試験センター、信頼性センター

などに問い合わせてこうした測定の請負業務をしてもらえるか問い合わ

せると良いかと思います。

　

>　もっと単純な質問で、青いフィルムやネット（農業など

>　で使われている）を通過した光は特定の波長（例えば短

>　い波長）をはじいているものなのでしょうか？

おっしゃる通りで、青色フィルターは赤色成分を吸収したり反射さ

せているので青色が透過して青く見えます。科学用に使われるフィ

ルターでは400nm〜420nmを透過して後は透過させない、などと

いう光学フィルターを任意に作って希望する光を透過させることを

よく行っています。

　

>　同じ様に、ＵＶカットのフィルムが市販されていますが

>　そのフィルムがどの程度紫外線をカットするのか測定で

>　きるものなのでしょうか？

前にも述べたように高価な分光測定装置を使えば測定可能です。

ユーザが調べるにはその装置を入手しなければならないのでなかなか

難しいと思います。逆にそれを製造しているメーカーに問い合わせて

技術資料がもらえるならばそのほうがてっとり早いと思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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No.245【マイブリッジの馬の疾走についてご質問のK大学K.T.先生（2001.09.20）】

　ご多忙中，失礼します．　

　

K大学のK.T.と申します．以前，メールを差し上げたことがございます．

引き続いてAnfoworldを愛読しております．

　

ちょっとしたことですが，質問がありまして，再びメール致しました．

　

”画像計測事始め”の，ギャロッピングの賭けの話を学生にしたところ，

可視化の結果，足は必ず着いていることがわかったのかどうか，聞かれました．

あとで馬の本を読んだりしましたが，今のところ判りません．

賭けの結果をご存知でしたら，教えて頂けませんでしょうか？

つまらない質問で済みません．エピソードの結果を知りたく．．

　

よろしく御願いします．

　

　

→【安藤回答2001.09.20】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

いつもごひいきいただき心より感謝申し上げます。

　

当時一般的には、馬のギャロッピングする際の4つ脚は絶えず地面に

ついている、と考えられていました。しかし、スタンフォードは

「宙に浮く」と考え、仲間内で大論争となり賭にまで発展し、スタン

フォードに雇われた写真家マイブリッジは、疾駆する馬の4つ脚が宙に

浮いている決定的写真をカメラに収めました。

これは当時画期的な客観的事実だったそうです。それまでの馬の絵とい

えば（写真ではありません、画家が想像にまかせて描いた絵）はすべて

4つ脚のいずれかが地面についたものばかりだったそうですから。

　

写真が、しかも1秒間に2枚もの高速で（しかも1/1,000秒の高速シャッ

タ装置付きで）撮れるカメラが動物や人間の運動の知られざる世界を暴い

た出来事として注目すべきことだと思います。マイブリッジはこの成功を

足がかりに、猫や犬などの動物の動き、人間の動きを次々に連続写真に収

めました。

　

私のホームページのコンテンツにこのご意見を取り入れ後日加筆修正して

おきます。（2001.09.22追加修正しました。）

　

今後ともよろしくお願い申し上げます。

　

　

　

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No.244【シュリーレン手法についてご質問のY大学大学院生T.H.さん（2001.09.13）】

　私はY大学大学院　工学部　物理情報工学科　修士1年のT.H.と申します。

　シュリーレン法について調べていたところ安藤さんのホームページにたどり

着きました。大変参考になります。一個人がこのようなすごい情報量を持つサ

イトを作っていることに驚愕しています。

　

　私は大学において流体の研究をしており、可視化のためにシュリーレン法が

使えないだろうかと検討しています。まだなにも立ち上げていない状態ですが

安藤さんの説明を片手に準備を始めています。個人でシュリーレン法が出来な

いものかと悩んでいた矢先にこのホームページの存在を知り勇気づけられまし

た。頑張りたいと思います。質問が出来たときはよろしくお願いします。

　

　

　

　

→【安藤回答2001.09.13】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

シュリーレン法は各研究室でよく使われているにも関わらずあまり資

料がない応用法です。

比較的多くの研究室の方がこのサイトを利用していていただいて嬉し

く思います。修士1年生であるならばじっくり腰をおちつけて問題に

取り組めそうですね。

　そちらの研究室でもT.H.さんがそうした資料を集めて後輩達に残さ

れると良いかと思います。

　何かわからないことがあればご連絡下さい。難しいことはわかりま

せんがわかる範囲で回答申し上げたいと思います。

　

今後とも宜しくお願いします。

　

早々

　

　

　

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No.243【生物顕微鏡についてご質問のS市S.K.さん（2001.09.10）】

　生物顕微鏡とはどういう顕微鏡のことですか？

また実体顕微鏡、検査顕微鏡、などとはどういう顕微鏡のことですか？

またそれぞれの違いはなんですか？

　

　

　

→【安藤回答2001.09.14】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

　顕微鏡は現在いろいろな種類のものが発売されて一つ一つその違い

がわかる人は少ないのではないかと思うほどです。

　

　同じような質問が

　　No.219【金属顕微鏡についてご質問のM試作機さん（2001.05.12）】

　　http://www.anfoworld.com/visitorsroom.html#No.219

にもありましたのでそこも合わせて参考にして下さい。

　

　顕微鏡は本来生物を観るために開発されました。従って顕微鏡の最

初は生物顕微鏡だったのです。

ですから当初は生物顕微鏡という呼称すら使っていませんでした。

『顕微鏡』でことが足りていたのです。本来は、小さいものを見る、

拡大鏡（虫メガネ）よりもっと拡大してみる光学装置として顕微鏡が

発明されたのです。その仕組みは天体望遠鏡と極めて似ています。

　光学顕微鏡（一般的な顕微鏡）は、二つのレンズ（対物レンズと接

眼レンズ）とそれを固定する鏡筒、光源、微動ステージ、焦点調整微

動機構から構成されています。もっとも大事なのは二つのレンズです。

これで拡大の性能が決まります。

　

　その顕微鏡から金属を観るのに適した金属顕微鏡ができました。

生物顕微鏡は光を透過して観る顕微鏡だったので光を通さない鉱物や

金属では具合が悪いので、対物レンズから光を射れて（落射させて）

観る顕微鏡が開発され、これを金属顕微鏡と言うようになりました。

　

　現在は顕微鏡はいろいろな目的に使われているので目的に応じた顕

微鏡が開発され、いろいろな名前が付けられるようになっています。

例えば、光の当て具合やフィルタなどを使って通常光では見えない物

体を拡大可視化する干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、位相差顕微鏡などがあ

りますし、倍率の大きさをそれほどかせがずに対物レンズとの距離を

多くとって大きなものを載せて観る実体顕微鏡、ピントの合う範囲を

深く取れる共焦点顕微鏡などがあります。

　

　光学顕微鏡とは違った原理に基づいた顕微鏡には、電子顕微鏡、レ

ーザー顕微鏡、X線顕微鏡などがあります。

　

　顕微鏡と一言でいってもいろいろなタイプがありますね。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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No.242【コンピュータ表示のカスケード表示についてご質問のM.K.さん（2001.09.07）】

こんにちは

PCにくわしい友達に　安藤さんのサイトを教えてもらいました。

　

いろいろPCの歴史のページはあるけど　安藤さんのはすごいです。

ふつうのPCおたくとは少し視点がちがう。見方が違う。だからよそには書

いてないことがかいてある。

　

知らないことが書いてある。はっとさせられます。

私は１９８５年ころの　PCの歴史について調べています。

　

ところで　カスケード機能ってご存知ですか？ウィンドウのオーバーラップ

に似てるんですけど

オーバーラップを考えたのはアラン　ケイですよね

でも　カスケードを考えたのは誰なんでしょうか？

しらべても一向にわかりません。（まあ小さい発明だからなんでしょうが）

マックの初代にこの機能はあるんでしょうか？

　会社にはリサはあるんですが　初代マックはありません。

　

また１９８６年以前でカスケード機能のあったソフトってあったかご存知

ですか。TOPVIEWとかVISIONとかDESQとかLOTUSとか２バージョン以

降はあるのですが　１９８５年ころのはありません。

WINDOWS１．０はオーバーラップしません。２はしりません。３は１９８

６年以降です。

　

その後　WINDOWSにはタスクバーに　重ねて表示という機能がつくので

す。（あんまり役にたたないのに）WINDOWSはなんでもてんこもりですね

　

でも最近のマックにこの機能はないようです。〔友達のマックにはなかった）

カスケード機能についてなんかご存知ですか

ご存知でしたら教えてくださいませ。

　

カスケード機能

まずワードなどの新規文書をいくつか出しウィンドウを乱雑に並べておく。

WINDOWSのスタートボタンのある一番下の　タスクバー　を右クリックす

るとメニューがでてくる。

そこに重ねて表示とある。　押すと乱雑だったウィンドウの位置がきれいに

整理されて表示される。

複数のウィンドウを、上下左右を少しずつずらしながら、重ねて表示するこ

と。アプリケーション側で特に指定しない場合、Windowsでのウィンドウ

はデフォルトでカスケード表示されるようになっている。Windowsでは、

タスクマネージャを利用することで、現在表示されているウィンドウを

カスケード表示にすることができる。

　

　

→【安藤回答2001.09.08】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

カスケードという言葉は最近は見かけなくなりました。

マッキントッシュのユーザーが開発した『Image』（これはWindows

にも移植されていますけど）という画像処理ソフトウェアのメニュー

には、たくさん開かれた画像ウィンドウを整理する操作ボタンとして

「cascade」と「Tile」の二つがあります。

　

カスケード機能を実際に誰が考えたのかはよくわかりません。

マルチウィンドウを整理する一貫でできたような気がします。

Windows画面では「重ねて表示」というボタンを押すとカスケード

表示になります。「並べて表示」がタイル表示です。

　

たくさんの画面を出すとどこの何を開いているのかわからなくなっ

て画面を整理したくなるものです。そうしたときに各画面の上部帯

のタイトルだけ表示してクリックしやすいように表示し直す「カス

ケード」画面が出来上がったものだと思います。

　

マッキントッシュ版の「Photoshop」にはこれらのマルチ画面を整

理するボタンがなくなりました。

モニター画面が大きくなって自分で画像位置をカスタマイズできる

ので必要が無くなったのかもしれません。

私が愛用しているマッキントッシュの「GraphicConverter」と呼

ばれる100種類以上の画像ファイルをオープンして任意の画像フォ

ーマットに変換するシェアウェアソフト（ドイツ人Lemke氏制作）

には、Staggeredという言い方でカスケード表示する機能があります。

彼のソフトにはこのほかに、

　Arrange Staggered

　Arrange Staggered Reverse

　Arrange Left to Right

　Arrange Top to Bottom

　Arrange Tiled

という5種類の整理表示ができるボタンがあります。

　

マルチ画面を考案したのはアラン・ケイで、それをXeroxのStar

で実現させます。MS-DOSでもWindows以前にマルチ画面を表示

するソフトがあったようですが重ね合わせることはできなかったよ

うです。重ね合わせることができるようになったのはWindow3.1

からだと記憶しています。しかし、これはさだかでありません。

実際にこの時代に私はこうしたコンピュータを使っていませんで

したし（NECの9801シリーズばかりでした）、今もちょっとす

ぐに調べる手だてがありません。

　

「画面をあたかも机の上のように」、というのがアラン・ケイの

発想の出発点だったようですが、乱雑になった机をキチンと整理

して見やすいように整頓するソフトを後になって追加したもので

しょうね。

誰の作でいつの時代かの特定はできていません。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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No.241【3相電力を単相で使う方法のご質問のD.S.さん（2001.09.06）】

はじめまして。車のレストアを趣味とする１サラリーマンです。

突然のメールをお許しください。

交流電源について検索エンジンinfoseekにて探していたところ、貴殿のサ

イトに行き着きました。

早速ですが質問をさせていただけますでしょうか。

　

自宅兼工場に併設した車庫にてTIG溶接機を使用しようとして電源に悩ん

でいます。現在、工場には200V3相が引き込まれています。溶接電源と

しては単相200Vの30Aを取るのですが、ここでハタと悩んでしまいまし

た。交流の本を見ると、単相が３つ合わさった上、位相をずらしたものを

3相交流というと表記してあります。

ということは、3相3線式２００Vの配線のうち、2本を引き出せば、それ

は単相電源として扱えるのか？

悩んで、本屋にいき詰めていますが、答えが出ません。

電気契約約款にもこのようなことが書いてあらず、悩んでいます。

もしこの件に関してお答えできるのであれば、ぜひともお願い致します。

　

　

　

→【安藤回答2001.09.07】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

3相の200Vの2本だけ取りだして単相として使うことはよく行いま

す。3相のうちのどの2本を取りだしてテスターで測ってもAC200V

を示しますし、オシロスコープで電圧を見ればちゃんと交流周波数

を示します。3相電力とはそういうものなのです。

ですから2本を取りだして単相として使うことは問題ないと考えます。

　

3相は本来3本同時に取り出して均一に使わないと、相間のバランス

が崩れてしまうため本当は電力会社にとっては迷惑なことです。で

すけれどそういうことは多々あるので、電力会社は相毎に大きなコ

ンデンサーをつけてアンバランスになる電力量を調整しています。

これを力率コンデンサーと言います。

　

3相の電力から単相を撮る場合は、2本とも電力が来ていますから取

扱に注意してください。

通常単相のAC100Vは一方がホットライン、他方をコールドライン

といって、ホットラインは交流電力が走っていて他方のコールドは

接地になっています。

3相から単相電力を取るときは二本とも電圧を持っていますからTIG

溶接機の入力側がしっかり絶縁されていることが必要です。電気を

受ける電気部品に絶縁抵抗の悪いものを使っていたりすると装置の

筐体に漏れて機器に触れるとビリビリくることがあります。

それを避けるため筐体アースを取る必要がありますが、もしブレー

カーに漏電ブレーカが装着されていて必要以上にグランドに電流が

流れますとこの漏電ブレーカーが働いて大元のAC200Vが遮断され

ます。

　

こうした不具合を避けるため、電源とTIG溶接の間には、絶縁トラ

ンスと呼ばれる電源側と装置を電気的に切り離すものを入れると安

心です。

　

200Vを扱うには資格を持った者が行う必要があります。

そうした専門家の意見を聞かれて屋内設備をされるとよいかと思い

ます。また、電力会社と3相200V電力の契約をするとき、目的を

明確にして屋内配線をされた（たとえば冷房機器用電源として契約）

と思いますが、目的以外の使用用途では契約違反になるのではない

でしょうか？

そのへんも電力会社さんにお話されると良いかと思います。

　

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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No.240【受光感度ついてご質問のH社N.S.さん（2001.08.28）】

サーチエンジンで受光感度を調べていて、こちらにたどり着きました。

突然恐縮ですが、私にも教えて頂きたく…

　

フォトダイオードなどの受光素子デバイスには、受光感度[A/W]という記

載がありますが、どの様に定義された単位なのかが分かりませんでした。

単位受光に対する[W？]出力電流[A]という事だと思うのですが、Wがどん

な物理量か想像もつきません。

分からないなりに想像すると、[W]とは光源エネルギ−[ワット]なんでしょ

うか？しかし、その光源と受光素子との距離，受光面積が定義されないと

算出出来ないですよね？

　

突然ブシツケなメールを送ってしまい申し訳ありませんが、よろしく御願

いします。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2001.08.30】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

フォトダイオードの性能の一つに記載されている受光感度[A/W]は、

特定の波長（λ）の入力エネルギー（W）に対する出力電流を示し

たものです。

一般的には、受光素子の一番感度の高い波長の光を使って表されま

す。従ってあるフォトダイオードがλ=600-700nm近辺に感度が

高いとするならば、ヘリウムネオンレーザ光を入射させてその入射

エネルギー（W）に対する出力電流を測定して性能とするわけです。

　

感度にはこの他に、一般的な光の感度性能を表す［A/lm］という

値があります。入射光束（lm=ルーメン）に対してどれだけの電気

出力が得られるかというものです。この時の光源は標準光源（白熱

電球のようなもので発光出力がよくわかったもの）を入射させて測定します。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.239【色と心拍数について質問のN大学M.T.さん（2001.08.23）】

はじめまして。突然失礼致します。

　

私は大学４年なのですが、卒業研究で色光と運動の関係の実験をおこなう

予定です。蛍光灯、赤色光、青色光、電気を点けない暗闇、の４種類の条

件で、それぞれ、自転車エルゴメーターをこいでもらう、という実験をお

こないたいたいと思います。色光はカラーパルック蛍光灯４本を使います。

心拍数の変化を見たいのですが、この４種類の条件間で変化はでると思い

ますか？

赤色光と青色光での心拍の違いはあるでしょうか？

全く違う分野かもしれませんが、仮説だけでもお聞かせください。

よろしくお願い致します。

　

　

　

　

→【安藤回答2001.08.23】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

色と心拍数の関係は心理学的な要素があるため、わたしには門外漢の

感じを受けます。

一般的に赤色の方が暑く感じられ青色の方が涼しく感じられるため赤

の照明で運動させた方が体温が高くなると思います。

蛍光灯は一番自然な色ですからストレスは少ない感じですね。

真っ暗闇は暑苦しいというより精神的な圧迫を受けやすいのでストレ

スからくる心拍数の上昇が大きいように感じます。

　

以上全く専門外からコメントを差し上げました。

今後とも末永くご愛顧くださいますよう宜しくお願いいたします。

　

　

　

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No.238【蛍光灯の調光ついてご質問のN大学S.K.さん（2001.08.18）】

　こんにちは、以前蛍光灯の調光について質問させて頂いたＮ大学のS.K.で

す。　No.231（2001.07.19）

前回紹介して頂いた文献に目を通してみたのですが、正直言いまして分

かりませんでした。

そこでできればもう少し詳しく教えて頂けないかとメールさせて頂きました。

　

調光方法として周波数も変えなければならないことは分かったのですが、実

際にラピットスタート型蛍光ランプを調光させる際に必要になるインバータ

回路や、それを含めた点灯回路はどのようにして組めばいいのでしょうか。

また、調光中の点灯周波数を測定したいのですがどのようにして行えばよろ

しいのでしょうか。できれば回路図を乗せて頂けると助かります。

　

大変申し訳ないとは思いますが、お時間の許す時で構いませんのでお返事の

方お願いします。

　

　

　

　

→【安藤回答2001.08.24】

安藤です。

　

ご返事遅れまして申し訳有りません。

ご期待に添えなくて申し訳ありませんが、私がお答えできる内容は前

回ですべてです。

それ以上のことは私の手元には資料がありませんし実際に設計してい

るわけではないので回答に窮します。

もう少しわかりやすくというご希望はわかるのですが、あのレベルは

かなり親切な内容です。

それをもう少しわかりやすくということであるならば、実際に回路を

作られて失敗をされて納得されるのが一番の理解の近道かと思います。

光のフリッカ測定についてはフォトセンサーがモリリカや浜松ホトニ

クスなどから市販していますのでそれを流用されると良いかと思いま

す。精度がわるくても良ければ秋葉原の電気店街で太陽電池を買って

きてそれをオシロスコープにつないで光の強弱を電圧に変換してみる

という方法もあります。太陽電池の性能やダミー抵抗の値で時定数が

変わり時間的なズレがでるかも知れません。精度を要求するなら性能

表が正しく明記された製品を購入されるのが良いかと思います。

　

以上、ご質問の件に関してはそれほど深く関わっているわけではない

ので私の回答の範囲を超えているように思います。

　

他にもう少しわかりやすいところがあるかもしれませんのでそちらを

お探しになられるのも一考かと思います。

インターネットで探索されるよりも図書館をハシゴされて希望する書

物を片っ端から調べるか大型書店のある街に行かれて調べられる方が

希望する文献が早く見つかるかもしれません。

　

お力になれず大変心苦しいのですが、これが私の回答のベストです。

お気を悪くなさらずこれからも宜しくお願いします。

　

早々

　

　

　

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No.237【集魚灯ついてご質問のT市の魚政課T.K.さん（2001.08.08）】

　メールで失礼いたします。

　光学には門外漢な者です。

光の単位を説明する下りで「ルーメン＝６８０×Ｗ×Ｖ」とありますが、

この中の径数６８０は電気入力Ｗの大小や光源の種類に関わらず一定な

のでしょうか。

　後の方で光源の種類を説明する中に”発光効率５０〜６０lm/Ｗ”等

の記述があるので疑問に思いました。

　また、漁業の中での照明と魚の蝟集について、白熱灯とハロゲンラン

プについて”Ｗ”を”ｌｕｘ”に変換する必要に迫られております。

何か参考になる数字や文献をお持ちでしたらお教え下さい。

　対象となる”Ｗ”は６０Ｗから３０００Ｗまでの範囲です。

　ぶしつけなお願いをお許し下さい。

　

　

　

→【安藤回答2001.08.08】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご指摘の、

「ルーメン＝６８０×Ｗ×Ｖ」

のWは、電気入力のW（ワット）ではなく光エネルギーのW（ワット）

です。非常に混乱を招く記述ですが、上記の式は光エネルギー（電気

エネルギーではありません）を一般のルクス（照度）、ルーメン（光

束）に直すとどのくらいの明るさになるだろうという目安です。

従って上記の式はなんども申しますが、光のエネルギーと旧来の明る

さの単位の橋渡しの変換式です。

この式の最後にVという係数がついていますがこれは光の波長によって

変わる値で、緑の波長555nmを1として青色、赤色領域は1以下の値に

なります。

紫外線は光エネルギーが強くてもV（比視感度係数）が0ですから明る

さとしては見えません。赤外線も同じです。

　

luxは、照度の単位です。照度は光源と照射する位置で変わり、照射距

離が半分になれば照度は4倍になります。反面照射できる範囲は1/4に

なります。

通常、照度は実際に必要な照射距離から測りたいランプを用いて照度計

で測るのが一番てっとり早い方法です。（照度計はカメラ屋で照度計を

購入できます。ミノルタかセコニックで扱っています。）

白熱ランプは、点灯によってフィラメントが蒸発しますから点灯時間で

明るさが変わってきます。点灯する電圧でいとも簡単に明るさが変わり

ます。ランプを覆うランプハウス（反射鏡）によっても大幅に変わりま

す。

ランプ製造メーカーでは一般的な値としてこれらのデータを提供してく

れるものと思います。

　

魚を集める水面からランプまでの距離を設定しそこでサンプルのランプ

をおいて照度と照射エリアを求めます。その照度分布を紙に写してラン

プを等間隔においたときのその照度分布を重ね合わせて照度を足し算し

エリアも同時に求めます。

ランプは100時間程度で明るさが暗くなってしまうので安全をみて設計

した方がいいと思います。

また、潮水や雨、衝撃などでランプが壊れても十分に照度が満足できる

だけの安全を見ておくことが必要かと思います。

　

白熱電球とハロゲン電球ではハロゲン電球の方が明るさ、寿命、堅牢さ

で優れています。

水銀灯やHMI（メタルハライド）ランプはハロゲンランプより4倍明るい

と言われています。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.236【マイクロ波の人体に与える影響ついてご質問の看護婦O.A.さん（2001.07.31）】

こんばんは。突然のメールで失礼します。

私は開業医に勤務している看護婦です。リハビリの一環として低周波の治

療機を使用しています。そのマイクロ波が人体のどのように影響するのか

疑問です。介助者はほとんど毎日４時間くらいは治療機に囲まれて仕事を

していますので少々心配になってきています。他のサイトを探してみまし

た。電子レンジなどの家庭用のものに関しては多少資料があるようで、あ

まり人体の影響はないようですが医療用としては掲載されているものが見

つかりませんでした。

漠然とした質問で申し訳ありませんが、助言を頂けたらと思っています。

　

　

　

→【安藤回答2001.07.31】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

生命に関わる貴いお仕事に従事されているとのこと。一時も気が抜

けない立場にある環境を察し致します。

人を助ける器械も度を過ぎると少々心配になりますよね。

薬も度を越えれば毒ですから。

　

さて、マイクロ波の人体に与える影響ですが、ここのところは私は

全く専門外なのでどうお答えしてよいか皆目わかりません。

電波や電磁波は私たちの回りに飛び交っていてその中を生活してい

るわけですが、つまるところマイクロ波の持つ強さとそれを受け続

ける時間が人体に悪影響を及ぼすと考えられます。

　

わたしのわかるのはこの程度です。

装置については装置メーカーに問い合わせるのが一番かと思います。

　

これに懲りずに今後とも宜しくお願いします。

　

　　→　【2001.08.05　O.A.さんからのフォローアップ】

お返事ありがとうございました。

結局メーカーに問い合わせました。

メーカーによるとやっぱり装置からの距離と出力によってその影響

は異なると返事が返ってきました。

結論は日頃の業務範囲では影響はほとんどないとのことでした。

これで少しは安心して業務に携わることができます。

　

今回ひょんなことで安藤さんのＨＰを拝見することになりました。

数字が苦手な私にはちょっと頭が痛くなるような事もありました

が、いろいろな分野の事がでているのでおもしろかったです。

暑い夏ですが、がんばってください。

　

　

　

　

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No.235【電子メールの送受信ついてご質問の北海道中学3年H.さんとS.さん（2001.07.23）】

こんにちは、はじめまして。突然失礼します。

北海道S中学校の3年HとSです。

現在、総合的な学習で、私たちは、メールのことについて調べています。

メールの文字が、電話線をどのように通るのか、わかりません。

電話線を文字のデータが通るのですか？

もし、よろしければ、メールの仕組みについて教えてもらえませんか？

また、メールについて詳しくてよくわかるホームページを知っていました

ら、教えてください。

　

では失礼しました。

　

　

　

→【安藤回答2001.07.23】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

夏休みにいろいろな見聞を広めるのは良いことですね。

通信というのは歴史があって、通信がなぜ必要であったのか、どう

いう恩恵を我々人類に与えたか、そこの所からひもといて行くのが

一番だと思います。モールスの信号通信、ベルの音声通信、マルコ

ーニの無線通信とドキドキするような話題がいっぱいです。

電気を専攻する学生の多くは無線に魅入られていると聞いています。

考えてみればモールスは既にデジタル通信を行っていたんですよね。

最近の電話やインターネット、電子メールの通信は全てデジタルで

行っています。

デジタル通信はコンピュータのもっとも根本的な原理です。

こうした物語は学校の図書館へ行けばおいてあるはずです。

町の図書館でもおいてあるはずです。

インターネットからの情報はともすると断片的になりやすいので正

式な書物を読まれることをお薦めします。

デジタルについては、AnfoWorldのトピック

http://www.anfoworld.com/Whatsnmf.htm

の中の「デジタルについて」を参照して下さい。

　

デジタル信号をどのようにして電話回線で送るのかはモールス信号を

おさらいすれば見えてくるかと思います。

デジタル通信の凄みは、一本の回線で複数の信号を同時に扱えること

です。それと情報の劣化がありません。どうしてそうなるかは「デジ

タル」関連の書物をお読み下さい。

また、デジタル通信はその通信速度がどんどん上がってきています。

デジタルの優位性が認められたため通信速度もすごい勢いで進化しま

した。

以上ご参考までに。

　

　　→　【2001.07.25　H.さんとS.さんからのフォローアップ】

北海道S中学校の、H.とS.です。

メールのお返事ありがとうございました。

紹介してくださったホームページに早速いってみました。

正直なところ難しくて、よくわかりませんでした。

でも、メールの文字は「モールス信号」で送られるのだというこ

とがわかりました。（あってますよね？）

まだ詳しくは調べていないのですが、メールを下さったことがう

れしくてメールしています！

　

では急いでいますので、失礼します。

また質問が出てきたら、メールしてもよろしいですか？

　

　

　

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No.234【太陽光エネルギ計測についてご質問の中学3年M.H.さん（2001.07.20）】

インターネットで安藤さんのホームページを発見してメールをはじめて書

いています。緊急事態（早く知りたいだけ）なので直接送ります。

今、とても困っています。何故なら中三の自由研究の課題に太陽電池のこ

とをとりあげようとおもってインターネットで色々調べているうちにどう

してもわからない事がでてきたからです。そのわからないこととは変換効

率を求める式

　　　　　　　出力電気エネルギー/太陽光エネルギー　×100

の「太陽光エネルギー」の求め方です、最初はその値を計る装置を秋葉原

までいって探したのですがそんな装置ないとわれしかもあったとしてもも

のすごく高額だとも言われました。そこで装置買収方法はあきらめて照度

などからわりだせないかという考え方に変え、またインターネットで調べ

たんですが見つかりませんでした。

もしそんな式があったなら教えてください。

　

　

　

　

→【安藤回答2001.07.21】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

太陽のエネルギーを測るのはなかなか難しいと思います。

太陽のエネルギーは赤外領域の熱エネルギーと、可視光領域の光エ

ネルギー、それに紫外線より短い放射によるエネルギー3つに分け

られます。

これらをすべてに渡って測定するのは高価な測定装置が必要です。

中学3年のレベルでは、以下の太陽定数（太陽について書かれている

文献を図書館で調べれば出ています。）を用いて変換するのが手っ

取り早いと思います。

　太陽定数：　1.94　　cal/cm2・min（= 1.35 x 103 W/m2）

この太陽定数をどのように使うかはそちらで考えてみてください。

太陽エネルギーから起電する電気エネルギーは、太陽電池に抵抗のよ

くわかった抵抗を接続してこれに流れる電圧と電流を測れば電気エネ

ルギーを測ることができます。

　

上の太陽定数は、太陽が天頂にあり途中の大気による吸収がないと仮

定したときの地球の表面で1cm^2の水平面積に1分間に受ける全放射

エネルギーを表します。

日本では、北緯35°、夏至の12時の通常の気象条件で1.3cal/cm2

・minとなり、さらに大気中の吸収があるのでこの値の30%程度が損

失として失われます。

　

電圧計や電流計がなければ、抵抗をニクロム線として、お湯を沸かし、

水の温度上昇でエネルギー換算するというのも一つの手です。この場

合もエネルギーロスは十分に考えられますのでその考慮を忘れずにす

る必要があります。

　

また、近くに科学博物館があればそこに出かけていって太陽のことに

ついて調べるのも一つの方法かもしれません。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.233【AnfoWorldにご訪問電気工学専攻のT.O.さん（2001.07.20）】

　突然お手紙申し訳ありません。

私は、現在大学（一応電気工学専攻）２年のT.O.と申すものです。

　

　ネットを散策していたら偶然に安藤様のホームページを発見しました。

元々私は映像に興味があるので、興味深く拝見させて頂きました。

　それにしても、凄い情報量ですね。ハイスピード撮影だけでこれほど綿

密にまとめてあるホームページは初めてです。こういった特殊撮影には私

も関心を持っていたのですが、なにぶん分野が特殊すぎて、参考文献にな

りそうなものがほとんど見つからなかったのです。唯一知っていたのが、

番組などに使われる、ソニーの3倍速ベータカムシステムや、1000コマ

/秒クラスのフイルムカメラぐらいでした。

それが、このページを見て今まで知っていたものとは桁外れの性能を持つ

機材やその意外な活用方法などを知り、正直驚いております。

　

　まだまだ隅々まで目を通していませんが、とりあえずメールさせていた

だきます。

　

　

　

→【安藤回答2001.07.21】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　唯一知っていたのが、番組などに使われる、ソニーの3倍速ベー

>　タカムシステムや、1000コマ/秒クラスのフイルムカメラぐら

>　いでした。それが、このページを見て今まで知っていたものと

>　は桁外れの性能を持つ機材やその意外な活用方法などを知り、

>　正直驚いております。

　

必要に迫られて開発が続けられてきた、というところが正直な所で

す。これらの多くは軍需から出発しています。

民間の需要だけではこれらの開発費は投資できないのでしょうね。

小さなマーケットの小さな窓から科学技術をみてやろうというのが

わたしの視点です。

　

これからも宜しくお願いします。

　

　

　

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

No.232【太陽電池の変換効率について質問の中学3年生M.H.さん（2001.07.20）】

インターネットで安藤さんのホームページを発見してメールをはじめて書い

ています。緊急事態（早く知りたいだけ）なので直接送ります。

今、とても困っています。何故なら中三の自由研究の課題に太陽電池のこと

をとりあげようとおもってインターネットで色々調べているうちにどうして

もわからない事がでてきたからです。そのわからないこととは変換効率を求

める式

　　　出力電気エネルギー/太陽光エネルギー×100

の「太陽光エネルギー」の求め方です。

最初はその値を計る装置を秋葉原までいって探したのですがそんな装置ない

とわれしかもあったとしてもものすごく高額だとも言われました。そこで装

置買収方法はあきらめて照度などからわりだせないかという考え方に変え、

またインターネットで調べたんですが見つかりませんでした。もしそんな式

があったなら教えてください

　

　

　

→【安藤回答2001.07.20】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

太陽のエネルギーを測るのはなかなか難しいと思います。

太陽のエネルギーは赤外領域の熱エネルギーと、可視光領域の光エ

ネルギー、それに紫外線より短い放射によるエネルギー3つに分けら

れます。

これらをすべてに渡って測定するのは高価な測定装置が必要です。

中学3年のレベルでは、以下の太陽定数（太陽について書かれている

文献を図書館で調べれば出ています。）を用いて変換するのが手っ取

り早いと思います。

　

　太陽定数：　1.94　　cal/cm²・min　（= 1.35 x 103 W/m²）

　

この太陽定数をどのように使うかはそちらで考えてみてください。

太陽エネルギーから起電する電気エネルギーは、太陽電池に抵抗のよ

くわかった抵抗を接続してこれに流れる電圧と電流を測れば電気エネ

ルギーを測ることができます。

　

上の太陽定数は、太陽が天頂にあり途中の大気による吸収がないと仮

定したときの地球の表面で1cm^2の水平面積に1分間に受ける全放射

エネルギーを表します。

日本では、北緯35°、夏至の12時の通常の気象条件で1.3cal/cm2・

minとなり、さらに大気中の吸収があるのでこの値の30%程度が損失

として失われます。

　

電圧計や電流計がなければ、抵抗をニクロム線として、お湯を沸かし、

水の温度上昇でエネルギー換算するというのも一つの手です。この場

合もエネルギーロスは十分に考えられますのでその考慮を忘れずにす

る必要があります。

　

また、近くに科学博物館があればそこに出かけていって太陽のことに

ついて調べるのも一つの方法かもしれません。

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.231【蛍光灯の調光について質問のN大学S.K.さん（2001.07.19）】

はじめまして、N大学のS.Kと申します。

　

蛍光ランプの調光方法について聞きたいことがあります。

大学院の研究でカラー蛍光ランプを使っています。この蛍光ランプの点灯

方式はグロー式なんですが、その場合どのような方法で調光させたらいい

んでしょうか？というかグロー式の場合調光できますか？一般の調光器で

すとラピットスタートのものにしか対応していない気がしたんですが。で、

もし可能であればその方法を聞かせてください。

　

　

→【安藤回答2001.07.19】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

蛍光灯の明るさを調整するのは、電圧だけではダメで放電の周波数

を変えてやる必要があります。

電圧を変えるだけではすぐ消えてしまいます。蛍光灯は放電点灯で

すから放電のための最低電圧が必要なのです。また電圧を変えると

蛍光灯のフィラメントから熱電子が放出されなくなり点灯を継続さ

せることができません。

蛍光灯は点灯するときに始動電圧が必要で通常はグローランプとト

ランスで昇圧させて点灯させます。

点灯の周波数を変えるには専用のインバータ回路が必要です。イン

バータ回路を用いると一般的なグローランプとトランスは必要なく

なります。インバータ回路に点灯回路が含まれるからです。

　

ご自分で、蛍光灯調光器をお作りでしたら、

「サイリスタ利用の電器工作」石川硯哉　著　日本放送出版協会

「サイリスタ応用のノウハウ」橋本健　著　日本放送出版協会

に詳しくその作り方が書かれています。

調光にサイリスタを使うのでノイズもかなりでます。

他の機器に影響を与えるようでしたら電源を絶縁トランスで分離し

た方が良いかもしれません。

　

また、パワートランジスタを用いて直流から交流周波数を作ってそ

の周波数を変えて調光するやり方もあると思います。

この方がノイズははるかに少ないと考えます。

製品では、京都電機器という会社が蛍光灯の調光装置を販売しています。

http://sv.fa-mart.co.jp/kyoden/06.html

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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

No.230【デジタル信号の波形について質問のY.Aさん（2001.07.17）】

安藤さま

　

　ただただ感動しています。

　すばらしいホームページですね。

　電気のことが苦手な私にとって

　分厚い聖書を手に入れたような気分で

　自分勝手に喜んでいます。

　

　私はN市民ですが、JR C駅より徒歩

　１０分程のところに事務所を構えている

　今年４１になる不動産屋です。

　

　毎日本当にお忙しいこととは存知ますが、

　貴重な時間を申し訳ないと思うのですが、

　電気と数学が苦手な文科系の私に極初歩的な質問を

　させて下さい。お返事は気が向いた時で

　かまいません。

　

（質問）

　

　私はＣＤで音楽を聞くのが好きなのですが、

　聞いている音の事がよくわかっていません。

　高性能のオシロスコープで４４．１ｋＨｚにサンプリング

　され１６ビットで量子化されたデジタル音

　（仮に４４０Ｈｚの正弦波）を

　どんどんどんどん拡大して見ていくと

　よく本に出ている挿絵（量子化の説明）の階段状の

　ギザギザが見えて来るのでしょうか。

　

　宜しくお願い致します。

　

　

　

→【安藤回答2001.07.18】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

本当に高性能のオシロスコープでデジタル波形をとらえればギザギザ

の波形が見られると思いますが、16ビット（65,000階調）ですから、

30W出力のアンプから出る音は4V程度で、1階調あたり61マイクロボ

ルトです。これをみるのはなかなか至難の業です。

波形を見る側の当のオシロスコープも最近はデジタルになっており普

通のマイクロフォンで拾った音声入力の波形をこのオシロスコープで

再現させますといともたやすくギザギザ波形となって画面上に表れま

す。

デジタルの考えかたそのものが人間に対して許容できる細かさに量子化

する、ということですから細かい所をみるツールがあればいともたやす

くギザギザ状の情報が見えます。

コンピュータの画像を拡大すればモザイク状になりますし、NC工作機械

でもギザギザ状に動いています。

FAXで送られるデータのピー、ギュルギュルもデジタル音です。もちろん

プッシュホンのピポパもデジタル音ですからこれをオシロで見れば綺麗な

周波数の矩形波を見ることができます。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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

No.229【SiN薄膜のパターン可視化について質問のメカトロ技術のJ.M.さん（2001.07.17）】

NM社に勤めるJ.M.です。

いつもお世話になっております。

　

突然のメール、お許しください。

　

当社は生産装置のメーカーでして、私の所属しているＦＡ事業部は主にワ

ンオフの生産設備を製作しております。

この中で、画像処理装置を担当しているものです。

あるテーマで「光学」をキーワードに検索をして、ＡｎｆｏＷｏｒｌｄ

に行き当たりました。

大変な博学、驚嘆するばかりです。

今後、時間をかけて勉強させていただくつもりです。

私も機械工学出身で、今のところ、光学はさっぱりです。

　

顧客引き合いに、

ＳＵＳプレート上全面にＳｉＯ2膜が形成され、その上にＡｕパターンが

あり、さらにその上に

ＳｉＮ膜パターンが形成されています。

このＳｉＮ膜パターンの形状欠陥を画像処理にて検査する。

というものがあります。

ＳｉＮ膜の厚みが０．３[μｍ]であり、透明で、肉眼では分かりませんで

した。

　

これを可視化しようとして、調査しましたところ、

ＳｉＮはバンドギャップが ５eV 程度で、それより大きいエネルギーを持

つ光は吸収される。

５eV バンドギャップの光は波長でいうと、２４０nm。

　

ということで、３５０nmにピークを持つ紫外線ＬＥＤ光源をハーフミラー

を使用して同軸光源として撮像しました。

また、カメラは最近出てきたSONYのXC-EU50 を使用しました。

結果としては、ＳｉＮ膜が黒く写るようになりました。

が、

不十分で、もっと真っ黒に見えるようにしたいと思っているところです。

２５０nm 〜３００nm あたりの紫外線光源を購入し、テストしたいと思

います。

　

質問させていただきたいのは、

�@この考え方はあっているのでしょうか？

�A２５０nm での効果を期待しても良いかどうか？どのような製品が市販

　されていますでしょうか？

�B膜への入射光と出射光がたまたま位相反転しているだけではないのかと

　気になっています。

そうだとすると、膜厚が変わると見えなくなってしまいます。

�C可視化の良い方法があれば、アドバイスいただけませんでしょうか？

�D紫外光光源を扱う上での注意事項にはどのようなものがありますでしょ

　うか？

　

以上、勝手なお願いばかりですが、

よろしくお願いいたします。

　

→【安藤回答2001.07.18】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

非常に興味深く拝読いたしました。

私自身こうした応用はまったく経験がないのでどうお答えして良い

かわかりません。

わたしの知りうる限りのコメントを差し上げたいと思います。

　

SiNの物質特性を利用して吸収領域の光を照射させそのパターンを可

視化するというアイデアは興味ある所です。

ただ、光源が250nmという短い紫外線のためいくつかの考慮が必要

かと思います。

　

一つは、250nmという紫外線はかなり短い光源のため、取扱には注

意が必要です。

散乱光が目に入ったり長時間皮膚にさらしていますと日焼けを起こ

したり皮膚癌を引き起こします。

また、通常のカメラは紫外域には感度がありません。レンズも400nm

-700nmの可視域で収差補正がされていてそれ以外はコーティング

で透過カットされています。

またCCD撮像素子も前面に可視光だけを通すフィルターが入ってい

るはずで250nmには感度がありません。

紫外光を検知するには紫外光に感度のある撮像素子を使うか、イメ

ージインテンシファイアなどの光増幅光学装置を使うのが一般的です。

　

250nmの紫外光線は量子エネルギーが強い光ですので簡単には発光

しません。

安価なものでは重水素ランプが210nmの紫外発光をします。

レーザではエキシマレーザというのが強烈な250nm近辺の紫外発光

をします。エキシマレーザは樹脂などのマイクロマシニング（コール

ドカッティング）やICのフォトレジスト用の光源として使われています。

これは高価です。

またYAGレーザの源振（10.6um）を光学ガラスを用いて4分の1の波長

265nmとして取り出すこともやられていますがこれも高価です。

　

メールによりますと測定したいSiNは可視光を透過する透明物質のよう

でそれも0.3umという薄膜のようですから、厚さに敏感に反応する干渉

を利用された測定方法を検討された方が問題解決が早いかもしれません。

薄膜の光干渉というのは、ちょうど水たまりにガソリンなどの油を浮か

せると油の厚さによって反射する光が変わる原理を応用しています。眼

鏡やカメラレンズにも薄膜をコートして干渉を積極的に利用して反射を

押さえています。

この原理を利用した干渉計を応用した装置を使えば薄膜のパターンを可

視光で可視化できるような気がします。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.228【電機用語「力率」、「インピーダンス」について質問のMoさん（2001.07.14）】

　いつも貴重な資料を当ホームページから拝見しており、日常役立てさせ

て戴いております。

　さて、幾つかお教え戴きたく、メールを申し上げます。お時間が有られ

ました時にでも宜しくお願い致します。

　

１、力率、電気でよく出てきます力率につきましてどの様なものでしょう

　　か。　力率と商用電源のＡＣ１００Ｖ、機器の消費電力、電流とかの

　　関係につきまして当方聞きかじりで上手く整理されておりません。

　

２、インピーダンス、電子回路でインピーダンスと言う言葉がよく出てき

　　ますがこれはどの様なものでしょうか。

　　また、直流インピーダンス、交流インピーダンス、インピーダンスが

　　低い、インピーダンスが高い、インピーダンスを合わせる、、、等の

　　ことは、具体的にはどのよ様なことでしょうか。

　

　

→【安藤回答2001.07.15】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　１、力率について

　電気は電圧と電流の積で消費電力が導き出され、これがエネルギ

ー消費の目安となっています。

白熱電球などは100Wの消費電力が一般的ですので、一般家庭の100

Vの電圧では1Aの電流が流れることになります。

交流電源では正弦波で電圧が変化しています。この電圧の変化に伴っ

て電流もおなじ時間タイミング（位相）で変化し、100Vの時に1A

流れてくれれば消費電力は100Wとして問題ありませんがこれがた

とえば、電動モータのような電気機器ですと電圧と電流の位相がず

れてしまいます。

例えば100Vの時に1A流れて50Vの時に2A流れる、というような

具合です。この場合瞬間瞬間のモータの消費電力は100Wなのです

が、見かけ上は、100Vの電圧がかかりなおかつ2A流れることにな

ります。この場合は200VAという表し方をします。実際の電力

（この場合は100w）と見かけの電力（皮相電力、この場合は

200VA）の比（この場合は、0.5、50%）を力率と言っています。

直流電源にはこの考えはなく交流電源で起きる問題です。

この問題は、ホームページ

http://www2.ocn.ne.jp/~anfowld3/Elecitel.html#ACとDC（交流と直流）

で触れています。

　

　

>　２、インピーダンスについて

　インピーダンスは、電流を通しにくい度合いを表す値で、抵抗

（オーム）、コイルのインダクタンス、コンデンサのキャパシタン

スを総称して言っています。

直流回路でコンデンサーやコイルが入っていない場合は抵抗値がイ

ンピーダンスとなります。

インピーダンスが高いと電気を通しにくく、インピーダンスが低い

と電気を通しやすくなります。

インピーダンスは周波数によって変わってくるのが一般的です。

この問題は、ホームページ

http://www2.ocn.ne.jp/~anfowld3/Elecitel.html#変圧

で触れています。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.227【セレン照度計についてご質問のN.K.さん（2001.06.29）】

突然で恐縮ですが、ドイツ企業から問い合わせがありました。

we are looking for a Company which still produce Selenium

Cells. We needthem for the repair

of Leica Meter MC, because we are the unique company in

Germany which still repair Leica meters.

という質問ですが、Selenium　Cells　を今でも製造している会社が日本にある

のでしょうか？　あるとしたらどこでしょうか？

ご存知でしたらお教えくださいますか？よろしくお願いいたします。

　

　

→【安藤回答2001.06.29】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

光電センサーの一つであるセレンのことだと思います。

セレンは、光に対して反応し起電する光電材料の一つと認識してい

ます。1960年代のカメラにはこのセレンが露出測光センサーとし

て使われていました。しかし、シリコンの純度が上がるに連れてシ

リコンフォトダイオードの方が性能が格段によくなったため1970年

以降のカメラ測光センサーはシリコンフォトダイオードが主流になり

ます。

セレンは電池が入らずに起電するためにある意味使いやすいのです

が（シリコンフォトダイオードは電池が必要）現在ではあまり使わ

れていないと思います。

　

セレン受光素子を作っているメーカーは存じ上げませんが、モリリカ

という会社はこの種の光センサーを作っていますので、ひょっとする

と彼らの製品群の中に希望のセンサーがあるかもしれません。

モリリカのホームページは以下の通りです。

　　http://www.smm.co.jp/moririca/profile.htm

　　http://www.smm.co.jp/moririca/products.htm

　

またセレン光電式露出計を作っているセコニックでもこの種のセンサ

ーを売ってくれるかも知れません。たぶん製品を買ってその中のセレ

ン素子を取り出すということになるのかもしれません。

　　http://www.sekonic.co.jp/

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.226【CCDの原理についてご質問の大学生さん（2001.06.11）】

CCDカメラの構造について調べてこい！というレポートがでてるんですけ

ど、どこのサイトいってもよくわかりません！かなりサイトめぐりしまし

た。

どこか構造について書いてるページしりませんか？？

　

　

→【安藤回答2001.06.17】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

どの次元の内容を知りたいのかよくわかりませんので的確な回答が

出せないでいます。

かなりのホームページを回られた内容でまだよくわからないという

ことなので、CCDそのものがよく飲み込めないんだろうと察します。

もう少し具体的に何がどう、わからないのか、自分のレベルがどの

程度なのかを教えていただけると方向性がわかるのですが。

ホームページでわからない場合は図書館、大学の図書館などを利用

するのも一つの方法だと思います。

　

ご参考までに。

　

　

　

　

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No.225【エンジン燃焼を研究されているN大学4年K.Aさん（2001.06.02）】

はじめまして，N大学4年のK.A.と申します．

検索エンジンで，“自着火”や“OHラジカル”などのキーワードから偶然こ

のサイトにたどり着きました．

私もO先生の研究室に所属しており，今，卒業研究をしています．

研究内容も，シリンダヘッドをガラスに替えて可視化されたエンジンを用いて

シャドウグラフ法やシュリーレン法などにより，ハイスピードカメラでノック

などの様子を撮影することになります．

ですので今後，質問させていただくことがあるかもしれませんが，そのときは

よろしくお願いします．

　

　

→【安藤回答2001.06.02】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

私は、昭和52年度　O研究室（正確にはT研究室、当時O先生は講師で

した）の卒業生です。

O先生はレベルの高い尊敬すべき先生ですよね。

技術とか学問に対して恐ろしく真摯な方ですから不真面目な態度な学

生は激しく叱責されます。

先生のバックボーンとか考え方に少しでも近づくことができればかな

りの成長をされると思います。

そうなるためには、かなりの努力が必要でしょう。

　

まあ、あせらずガンバって下さい。

　

　

　

　

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No.224【広角レンズについてご質問のT.T.さん（2001.06.01）】

始めまして。高速度カメラのホームページ大変興味深く楽しませて頂きまし

た。有難うございました。

　

いろんなホームページをみましたがこの光学分野で個人でされていて驚きま

した。実は、現在あるレンズを探してます。畑違いでしたら申し分けござい

ません。

現在、CCTVやFA、監視等に使用されている小型のレンズです。C＆CSマウ

ントあらゆるレンズメーカに問い合わせをしているのですが、実際テストが

できず困難してます。

それも現在あるレンズで最も高画質の超広角レンズを探してます。1/2f3.5

などです。

もしメーカをご存知でしたら教えて頂けないでしょうか。

お急がしいところ誠に恐縮ですが宜しくお願いいたします。　

　

　

→【安藤回答2001.06.02】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

CCD素子は近年サイズが極小化していて、小さな素子撮像面に1000

画素x1000画素が作られるまでになりましたが、この素子の解像力

性能を満足する像を結像させるレンズの良いものが追いついてないの

が現状です。

　

今回のご質問のように広角のレンズともなりますと、撮像素子のイメ

ージサイズが小さい上に広い範囲を取り入れなければならないという

問題があります。

　

現実には、使用する撮像素子のイメージサイズを決めて、撮影画角を

決めて必要なレンズの焦点距離を求めます。

次に、レンズの明るさを決めて、最後に必要十分なレンズの解像力

を持つレンズを探すということになります。

　

CCDレンズで名の通ったメーカーは、キャノン、フジノン、タムロ

ン、シグマあたりかと思います。

近接撮影で広角撮影しても良い応用であれば、オリンパスなどのフ

ァイバースコープ用レンズを流用して使うのも良いかもしれません。

　

特殊に設計するのであれば2、3の有能なレンズ設計会社を知ってい

ます。しかしカスタムメードで頼むと、高価なレンズとなります。

通常のレンズが5万円〜10万円くらいで入手できるのに対し、専用

に設計し制作するとその20倍から50倍程度かかります。

それだけの価値があり必要であるならばカスタムメードすることも

できると思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.223【光温度計についてご質問の電力会社のK.M.さん（2001.06.01）】

はじめてメールさせていただきます。

「光の単位」で検索し、貴HPにヒットしました。

すばらしく詳しいHPですね。感動しました。

　

私は動力用ガスタービンの計装設備を担当している者です。

「フォトン」という単位について調べております。

　

現在使用しているガスタービンの火炎検出器（米国

Re社製）のsensitivityは、

400mV@1×10の10乗photons/in2乗/sec.@310nm

となっております。

400mVになると火炎ONと判定します。

　

本火炎検出器は高額なので、安価なR.A. 社製の光ファイバー方式に変更

しようと検討しておりますが、「光源のエネルギーが1micro wattの時

にトリガーする」となっており、

Re社製の10の10乗photons/・・・と

同じなのか、よく分かりません。

　

つまり「photons」と「watt」の関係が分かりません。

　

フォトンについては貴HPに少しふれておりますので、

もしお分かりのようでしたら、教えていただきたく、

メールをしました。

　

あつかましいようで申し訳ありませんが、よろしく

お願いします。

　

　

　

→【安藤回答2001.06.02】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　「photons」と「watt」の関係が分かりません。

光をエネルギーレベルで考えるとき、大きく分けて二つの考え方が

出てきます。

一つは、光を波として扱う電磁波でこのエネルギーは通常W（ワット）

の単位で表します。

もう一つは、光を粒子としてみなす考え方で、これは光量子仮説から

導き出されたもので光を電子のように一つの粒子としてみなしその光

の粒子（光子）のもつ運動量を表すときに使われるのがフォトンとい

う単位です。単位は、

hυ

で表されます。これはプランク定数（6.625x10^-34 ［J・s］）と、

光の振動数（υ ［Hz］）の積で求まる値で、フォトンの単位はJ（ジ

ュール）となります。

フォトンも光出力もともにエネルギー量で表わされることがわかりま

す。

　

光を量子力学のレベルで見ると、光が放出されるエネルギーは連続で

なくて飛び飛びの値を持つことが確かめられています。この飛び飛び

のエネルギーを持つ光の性質から、また、光電子効果（コンプトン効

果）現象の結果からアインシュタインが光の粒子説を提唱し光量子

という単位を導き出しました。この時、ドイツの物理学者プランクが

不連続な値をとる量子レベルの振る舞いに対してある定数を導き出し

プランク定数として量子力学上広く知られるようになりました。

ですから、レーザーのように光の波長がよくわかった光が放出されて

いてその放出エネルギーがわかると、放出エネルギーをhυという単

位で割ってやって、光子が何個放出されたかという計算ができるよう

になります。

　

光子が何個放出されたが論議されるのは、化学反応などで光放出を

伴うとき、どれだけの反応が進んでいるかを導きだすのに有効なた

めです。

たとえば、1モルの組成をもつ化学物質を反応させ別の化学物質に

変化する際に特定の光の放出が認められている場合、1モル相当の

光子が放出されることが期待されるわけです。

こうした期待をもとに「フォトンカウンティング」計測が行われる

ようになりました。

このような観点から光エネルギーを個数として扱う必要上フォトン

という考え方が使われるのです。

　

フォトンは光の発光組成（定義上波長が重要な要素ですので）がよ

くわかった応用に使われるのが一般的で、雑種の光を扱うときはル

ーメンとかルクス、ワットで扱うのが一般的です。

火炎燃焼では、OHラジカル発光、CH発光、NO発光などの科学種を

検出する際にこれらの発光は特定の波長発光をするのでプランク定

数を掛け合わせて光のエネルギー量を量子化（光子）することがで

き、高感度検出器を使って「フォトン検出」行っています。

　

-------

>　ガスタービンの火炎検出器（米国Re社製）

>　400mV@1×10の10乗photons/in2乗/sec.@310nm

　

>　安価なR.A.社製の光ファイバー方式

>　光源のエネルギーが1micro wattの時にトリガーする

-------

両者の検出器の違いを見てみますと、

現行の米国Re社製のものは、光の波長310nmという紫外線領域の発

光を検知してます。紫外線を透過するフィルターを通して検出器で受

光し紫外線のエネルギーが400mVになった時点（このとき検出器は

1×10の10乗photons/in2乗/secのフォトンを検出する）でトリガ

ーが信号を出力する装置のようです。

感度も高いような（微弱な光を検出可能な）気がします。

　

安価なR.A.社製のものは、紫外線ではなく光そのものをすべて検出し

て（検出感度波長はたぶん仕様書とかカタログとか取扱説明書に書い

てあると思います）、それを電気出力にしている製品だと思います。

光ファイバーを採用しているので使い勝手はよさそうですが、光ファ

イバーは紫外線を概して透過しにくいですから、この製品の検出波

長は可視光（λ=400nm〜700nm）となるのでしょうか？

　

いずれにしても大きな違いはここの所だろうと思います。

二つ並べて使用して今までの使い方と問題なければ取り替えて使用

しても良いかと考えます。

検出光が紫外光であったり微弱光であったりすると安価なR.A.社製

のものへの切替は難しいかもしれません。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.222【ハンググライダーでの地形の明るさについてご質問のHさん（2001.05.30）】

突然メ-ルを　する無礼を　お許しください。

私は　愛知県　新城で新城スカイパ-ク　で趣味でパラグライダ-を土日の

休日　飛んでいる者ですが。そこのエリヤの　管理者でも有り　インスト

ラクタ-でも有ります。

教えて　頂きたいのは風の向きに　応じて町の中が　白く光る事に　付いて

素人でも解る様に　説明して頂けたら　幸いです。

1：地形　

　テイクオフ（パラが飛び立つ場所）アゲンスト（向かい風）逆を　フォロ-

　テイクオフは新城市中心より2.5Ｋm北　標高600mそして町の北側は断層

　の様に本宮山より10Ｋほど　標高700〜600m　　新城市内　標高80m南

　北4km東西10km新城市南側　不連続の200m〜300m　山が有ります。

　谷のような地形

2：時間

　10時〜15時　テイクオフより町を見て

3：状態

　南東の風　場合　テイクオフより見て　左側の町が白く　光ります。

　南の風　　場合　　　　　゛　　　　　正面　　　　゛

　南西の風　場合　　　　　゛　　　　　右側　　　　゛

　それ以外　若しくわ　風力8以上の場合町の中は光る事は有りません。

4：条件

　太陽光（日が出ている事）　町の中に北成分の風が入ってない事

　風力が8以下

　何故この様に　変わるので　しょうか？　町の屋根の陽炎　に関係する

　のでしょうか。

　何故アゲンストの　風の時見えて　ホロ-の時　光らないのでしょうか。

　私に取って　エリヤで飛ぶフライヤ-　の安全の為　3〜4km先の風向　

　風力を　把握するのは　大問題な事です。

　

よろしくお願いします。専門以外の事でしたらごめんなさい

　

　

→【安藤回答2001.06.01】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

初めて聞くことだらけで事実関係がうまく飲み込めないでいます。

ただ直観ですが、蜃気楼の一種ではないでしょうか。

太陽がほぼ天空にあって、その地面を熱していて南を向いて南風を受け

るとすると暖かい空気の塊と上空の冷たい空気の密度差で光の屈折が起

きて空の散乱光が下側から回り込むような感じを受けました。

北からの風だと概ね冷たいので密度差がでず光の屈折も起きにくいよう

な感じをうけました。

　

以上独断と直観で物を申しました。

またなにか情報が入ればご連絡差し上げます。

　

　

　

　

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No.221【太陽光についてご質問のK大学4回生A.H.さん（2001.05.19）】

はじめまして、メールをさせていただきます。

私はK大学機械系工学科4回生のA.H.と申します。

HPの検索エンジンで見つけ、拝見させていただきました。

非常に内容も充実しており、またよく整理されているので

感動しています。

　

現在、私は第*回衛星設計コンテストに参加しており

「アイデア部門」の衛星を設計しています。

その経過のなかで「光」について幾つかの疑問点が

でてきておりそれを調べようと思いましても大学の文献では

詳しく記述されていないために困り果てている次第です。

これらの内容について教えてはいただけないでしょうか？

　

1．宇宙空間で使用可能な光源について

　宇宙空間ではご存知の通り真空度が高いため

　通常の気体密封型の光源では破裂のおそれが

　あるのではと思ったからです。

　

2．人工衛星からの光について

　通常夜空を輝いて横切る人工衛星は太陽からの光を

　太陽電池パネル等で反射させて輝いているわけですが

　これを人工衛星上の光源から同様の効果を出すことは

　可能なのでしょうか？？（人工衛星に光源となる機能

　を付属させると言う意味です）また仮に可能であれば

　光源の種類としてどのようなものが考えられるのか

　よろしくお願いします。

　

3．cd（カンデラ）について

　太陽の光度：　　3.84 x 1027 cd というのがHPに記述されていますが

　これは理論的にどのようにして求めたものなのでしょうか？

　太陽からの放射照度についてはプランクの放射則により

　（T=5780[K])で求めることができますが、太陽の光度というのは

　そこからどのような過程で導かれるものなのでしょうか？

　

4．比視感度について

　比視感度についてのグラフを拝見しました。これを理論的に考える際に

　明所視・暗所視のどちらも数式では表すことはできないのでしょうか？

　

ご多忙とは存じますが、どうかよろしくお願いいたします。

　

　

→【安藤回答2001.05.19】

安藤幸司といいます。

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>1．宇宙空間で使用可能な光源について

宇宙空間の真空状態は高々1気圧の差圧ですから真空圧力による電球の

圧力破壊の問題はないと考えます。

宇宙関係機関で光源として問題になるのは、熱です。無重力状態では

対流による熱冷却ができないので光源が熱によって自滅するおそれが

あります。この場合、ランプを冷却するため冷媒を循環させるブリン

プなどをあてがう必要があります。衛星では電気エネルギーの高効率

利用が重要課題となっていて、熱を伴う光源が冷却にもエネルギーを

使うため頭のいたい問題になっていると聞いています。

　

>2．人工衛星からの光について

太陽と同じ輝度を持つ光源であれば同じように地球に照射できると思

います。

しかし、太陽の輝度と同じ光源をもちいるのは実用ではないような気

がします。逆に輝度が小さくても地球上から性能の良い天体望見鏡で

探ればその発光は検知できるかもしれません。

高度10Km程度を飛行している飛行機にはストロボが装備されていて、

夜間飛行などにはストロボを発光させながら飛行し地上からでも肉眼

で視認することができます。

地球上の特定のエリアだけに光を照射するのであればレーザの使用が

有効だと思います。

　

>3．cd（カンデラ）について

>　太陽の光度：　　3.84 x 10^27 cd というのがHPに記述されて

>　いますがこれは理論的にどのようにして求めたものなのでしょうか？

地球上で照度を測り、面積計算から光束を計算して、太陽と地球の距

離、大気による光の減衰、計測した面（緯度を考慮）などをもとに測

定した照射面積が太陽から放射される光のどれだけの立体角になるか

を求めてやれば、太陽の光束を求めることができ、太陽の表面積から

輝度を換算することができます。実際そのようにやっているとは思い

ませんが。

　

天体望遠鏡のようなものを使ってそれに輝度計を付け太陽表面の輝

度を測るというのが一般的な気がします。

その輝度も、緯度、太陽の位置、大気の湿度、汚れなどによって刻

々と変わります。

いろいろな場所で計測して、太陽の核融合反応の物理側面からエネ

ルギー放射を加味したり、太陽表面の温度を求めてプランクの放射

則に当てはめてたりして、最終的に太陽の光度を決定していると思

います。

　

簡単な手法は、望遠レンズにNDフィルタ（サングラスのような光を

減衰させるフィルタ）をつけたフィルムカメラで太陽を撮影し、こ

れとは別に輝度のよくわかった電球を同じフィルムを使って同じ像

濃度になるように撮影し、その結果から撮影条件、NDフィルタ、レ

ンズ口径、露光時間を換算して輝度を求めるという簡易的な測定方

法も考えられる思います。

　

　

>4．比視感度について

>　比視感度についてのグラフを拝見しました。これを理論的に考

>　える際に明所視・暗所視のどちらも数式では表すことはできな

>　いのでしょうか？

曲線からみると正規分布曲線のように見え、この式に近似させること

ができそうです。

限られた波長範囲なら式を近似させて線形にさせると何かと便利かも

しれません。

最近のコンピュータは処理が速いですから、近似させなくても別に比

視感度のテーブル（マップ）を作って必要に応じて数値を読み出せば

手っ取り早いかもしれません。

　

以上ご参考までに。

　

　

【2001.05.26　A.H.さんからのフォローアップ】

安藤幸司様

早速返信をいただき本当にありがとうございます。

HPを詳しく見ていて疑問点がいくつか出てきましたので

もう少し質問させていただきます。よろしくお願いいたします。

　

1.太陽光のデータについて

　　 > 太陽のデータを示します。

　　 > ・光束：　　3.57 x 10 ²⁸ lm

　　 > ・光度：　　3.84 x 10 ²⁷ cd

　　 > ・輝度：　　1.87 x 10 ⁹ cd/m2

　

となっているのですが、光度=2.838*10^27cd

の間違えではないでしょうか？（参考：照明ハンドブック）

　

この値から

光束=光度*4*π=2.838*10＾27*4*π=3.566*10^28 [lm]

大気外日光法線照度=光束/(4*π*(太陽地球間距離)^2)

=3.566*10^28/(4*π*(1.4960*10^11)^2)=126808 [lx]

　

輝度は照度を地球上から見たときの太陽の立体角で割ると出てくるので

θ=2*tan^-1(太陽の半径/太陽地球間距離)

=2*tan^-1(6.960*10^8/1.0960*10^11)

立体角はω=2*π*(1-2*Cos(θ/2))から求まるので

ω=2*π*(1-2*Cos(θ/2))

=2*π*(1-2*Cos(tan^-1(6.960*10^8/1.0960*10^11)))

=6.97978*10^-5 [sr]

照度を立体角で割ると

大気外日光法線照度/立体角=126808/6.97978*10^-5

=1.864*10^9 [cd/m^2]

　

整理すると

光度=2.838*10^27[cd]

光束=3.566*10^28 [lm]

大気外日光法線照度=126808 [lx]

輝度=1.864*10^9 [cd/m^2]

となり光度以外は非常に近い値になると感じたからです。

　

　　

　

　

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No.220【2灯の光源の合計照度についてご質問のM電機Iさん（2001.05.18）】

Iと申します。

HPを拝見させて頂いて、以前も一度ご質問させて頂いたことがあり

そのときはお世話になりました。

また最近わからないことがありましたので、もし可能であれば

教えてください。

　

照明（白熱灯）を二つ並べて照射します。二つ同時に照射したときの照度

は、それぞれ一つづつ