☆訪問者からの声

過去帳　No.8（2004.02.06まで）

　訪問者からの声（現在）に戻る

　

---

●訪問者の声（2003.05〜2004.02）

　

---

No.400【豆電球の消費電力と照度についてご質問の大学生Y.Y.さん（2004.02.06）】

はじめまして。ＨＰ拝見いたしまして、メールさせていただきました。

現在実験の課題で困っています。

初歩的な実験で暗室で豆電球を電池で光らせ、照度、電流、電圧を測定しま

した。しかし照度と電流・電圧の関係を表す理論式がわかりません。ぜひ教

えてください。

　

　

　

　

→【安藤回答2004.02.07】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

白熱電球の発熱発光は、電気のジュール熱作用を利用しています。

ジュール熱の発光する発熱の約10%が発光エネルギとなります。

発光エネルギーは光束と比例関係にあり、単位面積あたりに入射する

光束で照度が求まりますから、電球の発光電力が2倍になれば照度も

2倍になります。

　　照度　∝ （←比例という数学記号）　消費電力　=　電圧x電流

ただ、白熱電球の、発光効率がすべての電圧に対して10%であるかと

いうとそうではないかも知れません。熱により効率が変わる可能性が

ありますし、プランクの放射則により、温度が高くなるとエネルギー

全体の可視光に締める割合が増えてきます。

　

消費電力（電圧、電流）と、フィラメントの温度、フィラメントの放射

率、それに照度計での照度の値を実験から求めて、消費電力とフィラメ

ントの温度からプランクの放射エネルギーを求め、可視域での発光エネ

ルギーを求めれば、照度と消費電力の関係が導き出されると考えます。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.399【鉄道回生ブレーキの力率についてご質問の鉄道関係にお勤めのImさん（2004.02.01）】

はじめまして、Imと申します。

早速で申し訳ありませんが、ご質問させていただきたいと思います。

鉄道関係の仕事についています。最近の交・直流車両は、整流器にコンバータを

採用し、回生ブレーキの際、架線点にて力率１になるように制御しています。し

かし、車両では実際力率は０．96程度にわざと落としています。これは、変電所

の保護装置として、力率１では接地事故を起こしたと勘違いしてしまうから車両

側では力率を0.96程度としているのでしょうか？

具体的にご教授お願いします。

　

　

　

　

→【安藤回答2004.02.02】

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、鉄道関係の電力設備、電気関係についてほとんど現場を知

らず、ただ興味だけでああでもない、こうでもないと思いめぐらせ

ています。今回のご質問も、実際に関わっていないので回答が正し

いかどうか、まったく自信がありません。

参考程度としてご理解頂けると助かります。

　

　質問の内容は、架線点では力率1にして変電所に回生ブレーキ電

力を戻しているとありますから、理論的には力率=1であるけれど

も、実際の運用は、力率=0.96で行っていてその意味がよくわから

ない、ということでしょうか。関連する資料を調べてみた所、変電

所に戻す回生ブレーキのエネルギーは力率1で戻しているとあります。

それがどうして、0.96にしたほうが良いのかは、私にもよくわかり

ません。

　

　ご質問の車両システムは、架線に交流が流れ、車両内で整流器を

通して直流電動機を使って運行しているものと理解しました。

回生ブレーキには、直流用と交流用があるようですが、文面から見

ると架線に戻す際に力率1（実際は力率0.96？）に調整して戻して

いるようですから直流回生ブレーキと解釈してよいようです。

回生ブレーキによって得られた交流電力は車両のみならず一般の使

用目的が多いので変電所に送られ、他の車両の力行用および一般の

目的のために使用されるようです。（直流電力の回生は、他の直流

電車の力行のみにしか使えないため、他の電車が走っていないと、

抵抗を使って発熱によってエネルギを吸収しているようです。）

　

　回生エネルギーは、他の消費機器が働いていないとエネルギーを受

け入れてくれないために、安定したブレーキ（制動）の確保が難しい

ので、電気ブレーキ（発電ブレーキ）を併用したりしているようです。

電車の回生ブレーキは、小さな発電所ともとれます。普通の発電所が

需要に応じて発電量を制限しているのに対して、電車の回生ブレーキ

は、需要の見込みなど関係無しに発電して変電所に送られます。架線

の変電設備は電車の運行スケジュールを見ながら効率よく回生ブレー

キの発電エネルギを他に回す仕事をしなければならないでしょうが、

時にはうまく回生エネルギーを利用することができず抵抗を介して発

熱処理してしまうのかもしれません。

　

　こうしたいろいろな運用上の理由で回生ブレーキから発生する発電

エネルギーは、力率=1とするのではなく0.96としたほうが、設備に

対する負担が軽くなるのかもしれません。

　

以上が私の考える回答です。

また、詳しいことがわかりましたらご連絡いたします。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

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

No.398【電気コイルでご訪問のM.M.さん（2004.01.19）】

電気の入門者です、コイルのバイファイラ巻←これの巻き方が解からず、

電気コイルのタイトルで検索していましたら、偶然にこのページを発見→

訳が分からない程難しい内容ですが、少しずつ理解出来たらと思っていま

す、　その様な訳でこの資料を大切にしたいと思います。

私は内燃機関（２ストローク、エンジン）に付いては、少しは詳しいの

ですが→私から見ると専門家と言う人は、どの分野にもいるんだなと

感じました、自分の無い知識を持っている人を見ると、憧れと驚きを

感じます。バイファイラ巻まだ分かりません

失礼します→今日は良いページに当たりました。

　

　

　

　

→【安藤回答2004.01.19】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　発見→訳が分からない程難しい内容ですが、少しずつ理解出来たら

>　　　と思っています

→

ありがとうございます。

私自身も、電気のことがよくわからず、自分自身にわかるようにいろい

ろ書き殴っている次第です。

ちょっとした質問があればお寄せいただければ仕合わせです。

　

>　　私は内燃機関（２ストローク、エンジン）に付いては、少しは詳し

>　　いのですが。

→

2サイクルも環境問題で四苦八苦しているようですが、特徴あるエンジン

なのでうまく適合できて使用できるといいですね。

エンジン関係のお仕事をされているのですか？

　

>　バイファイラ巻まだ分かりません

→

以下のURLでバイファイラ巻きとキャンセル巻きの説明が載っています。

　　http://www.jarl.or.jp/Japanese/7_Technical/clean-env/core.htm

私自身も、バイファイラ巻きがどのようなものであるか知りませんでした。

ノイズキャンセル用に使われる巻き方のようですね。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

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

No.397【F.stopの使い方についてご質問のコマーシャル編集のBritさん（2004.01.02）】

　私は、コマーシャルの編集をしています。

最近仕事で実際に有った事なのですが、私と監督とで編集を行っている時の

事です。

パンダウンして行くと遠くから車が来るシーン。

フォーカスインしてパンダウンするのですが、

もちろん二人とも印象的なトップカットとして使っていたのですが、APの

チェックが入った時に、このボケは何ですか？とチェックが入りました。

最近ではカメラの意図してないボケをそのまま使ったりと当たり前だった

りするので、編集では以外と見た目で画的に力が有ればボケを使ったりしま。

す（カメラマンによっては使用して欲しくないと言う方がいるので使わない

場合もまれにありますが。）

しかし、そこで彼が言うには、

「そのボケはF-stopだから。カチンコみたいなものだから、そんなの使えな

いですよ。」

と言うのです。ま、確かにフィルムが回ったばかりでフォーカスが合ってい

ないのもあるかもしれません。

しかし、フィルムのスピードは安定してるところでフォーカスインしている

ので、私としては、カメラマンがフォーカスインを入れているように思われ

ました。それなら、説得行くものですが、

納得いかないのが、F-stopという言葉の使い方なのです。

この場合のF-stopの使い方は違うのではないでしょうか？

よろしく御願い致します。

　

　

　

　

→【安藤回答2004.02.11】

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、映画業界に身をおいていないのでこの場合のF.stopの使い方が

理解できません。f.stopは絞りの意味だから絞りに関しての画像のボケ

だと理解しました。ご質問の画像は、被写体は遠くから車がやってき

てそれをカメラで追うシーンで、ボケた画像からピントがあってその

まま車を追って行くと理解して良いでしょうか。「ボケがF.stop」と

いうのはかなりの業界用語ですね。絞りは、ある距離にレンズピント

を合わせると絞りにより被写界深度が決まって、ある距離から一定の

範囲しかピントが合わない性質があります。「ボケがF.stop」という

のは、ピント位置より遠く似合ってボケているという意味でしょうか。

レンズには過焦点距離というのがあり、レンズピントを無限遠に合わ

せておくとある距離から無限遠までピントが合うという性質がありま

す。遠くのもの（10m以上の距離）をとらえる時は、レンズを無限

遠に合わせておけばピントが合ってしまいます。今回の画像が、遠く

のものをとらえる撮影で、しかもピントが合っていない所から合うよ

うに撮影したのであれば、カメラマンが意図的にレンズのフォーカス

を近点から無限遠に持って行ったのだと思います。

　また、フィルムカメラが回り始める時にピントがボケるというの

は、初めて聞きました。フィルムカメラは、特に、アリフレックスの

場合は、露出時間が撮影速度の間隔の半分なので、立ち上がりの撮影

速度が低い時は長い露出時間となって、長い露出時間の中で画像が動

いて流れボケるという現象は起きます。それとも、カメラが立ち上が

る時にカメラが振動してボケるのでしょうか。

これも意外な表現でした。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.396【高木まさ（麻早）でご訪問の土木関係の設計者Koさん（2003.12.16）】

　何気なく「高木まさ」で検索しまたら、安藤さんのみがゲットでき、HP

拝見させていただきました。

すごい、積み重ねのあるすばらしいHPでしたね。

大好きなコーヒーに関するコーナーでは、コーヒー店主「林さん」からの

コメントを含み、早速実践してみたくなる　そんな惹きつけられる内容でし

た。

　ところでメールをいたしましたのには、もし、おわかりになっていればお

教えいただきたいと思いましてでした。

　安藤様の社会人成りたての頃のことでしょう（と推察いたしますが）から

もうお持ちではないかもしれませんが、先ごろ「高木まさ」の歌がラジオに

流れてきました。車だったもので、メモることもできず、、、大学の頃LPを

購入していたのですが、卒業の頃友人に貸したままになって手元になく、聴

きたいなあと思っていたところにラジオでの放送！もういてもたってもいら

れなくなってしまい、検索してみましたが、安藤様のHPのみがHIT!　もう忘

れ去られた存在の「高木まさ」さんですが、心に残る曲だったもので、でき

れば題名などわかればなあと思いました。レコードをお持ちか、ご記憶にご

ざいましたならばお教えいただけませんでしょうか。HP上へ掲載でも結構で

す。

あつかましいお願いとは存じますが、懐かしいあの歌をまた聴いてみたくな

りまして、、、おわかりになれば、、、、よろしくお願いいたします。

　

　　　　　　　　　　　　　M県在住　Ko　44歳でございました。

　

　

　

　

→【安藤回答2003.12.17】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

正確には、高木麻早ですので、これでインターネットを検索されれば

関連の情報がたくさん入手できます。

　　http://jahking.at.infoseek.co.jp/masa.htm

上のサイトには彼女のレコードジャケットが掲載されています。

LPは数年前に全て処分してしまいました。

彼女は、1973年デビューだそうですね。「ひとりぼっちの部屋」、

「想い出が多すぎて」、「コーラが少し」が有名な曲です。

1979年まではレコードを出していたようですね。

大学1年（1974年）の時、大学の学園祭のコンサートに彼女が来てい

て、見に行った記憶があります。

彼女は、名古屋の出身で、当時、名古屋には、チェリッシュや八神純

子がいてちょっと押され気味のようでした。

その後の活動はよくわかりません。インターネットで検索しても活動

しているような情報はなく、捜索願が出ているようです。

我々の世代では、彼女はそれほどメジャーにはならなかったけど、心

に残る女性シンガーソングライターであったと思います。

ちなみに、私は、今年の5月に、インターネット経由でポニーキャニオ

ンから出している「The POPCON」という5枚組のCDを買いました。

ポピュラーコンテストの想い出深い曲が収録されていて、高木麻早も

「ひとりぼっちの部屋」が収録されています。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.395【キセノン管の発光についてご質問のKuさん（2003.12.11）】

Kuと申します。

初めまして。

大変参考にさせて頂きました、有難う御座います

　

今、キセノン管の閃光発光について調べております。

ようはストロボなんですがいろいろな場所を巡回しながら勉強をしていたの

ですがよくわからないのです。

　

Xe管内部の発光は、最終的にアーク放電だと理解しました。

アーク放電領域に入ると放電維持電圧が数十ボルトと低くなるようですがス

トロボの場合コンデンサーに溜めたエネルギーをXe管に供給して発光してい

ますが、一般に発光量は（CV＾２）/２で計算されています。

電圧を上げれば発光量が効率よく高くなるのですが。。。

先ほどのアーク放電なら維持電圧が低くなって（CV＾２）/２で光量が上が

る領域が飽和して容量が増えないと効率が悪くなるように感じてるのですが

考え方が間違ってますでしょうか？それとも一瞬にコンデンサーのエネルギ

ーを放電してしまうので低維持電圧の領域まで達しないうちに発光が終了し

てしまうのでしょうか？

　

また、Xe管内部のガス圧を２気圧から３気圧品に変えても発光量を測定して

もあまり劇的な増加が見られませんでした。Xeガスの圧力を増やしたのだか

らXe原子密度も増えて電離密度も増えるので発光する電子が劇的に増えるの

じゃないかと思っていたのですが、なぜ光量が増えないのでしょうか？

なにか、飽和状態にあるのでしょうか？

　

なにかアドバイスを頂けましたら嬉しく存じます。

　

　

　

　

→【安藤回答2003.12.12】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　先ほどのアーク放電なら維持電圧が低くなって（CV＾２）/２

>　　で光量が上がる 領域が飽和して容量が増えないと効率が悪く

>　　なるように感じて るのですが考え方が間違ってますでしょうか？

→

（CV＾２）/２は電気エネルギーの総和です。

このエネルギーをたくさんの時間をかけて放電させれば単位時間の放電

エネルギーは小さく、弱い放電となります。放電の特性は、ガスの抵抗

（熱容量）によって流れる電流が決まるようです。クセノンガスの抵抗

が低ければたくさん電流が流れ、抵抗が高ければ電流が制限されます。

ガス抵抗は、チャージしたコンデンサの電圧をガス内に流れたピーク電

流で割ることによって得られるインピーダンスで、フラッシュの特性を

論ずる上では大切なもののようです。

当然の事ながら、放電電圧が低ければ流れる電流が小さく強い放電とは

ならないようです。

キセノンガスの電気放電はすなおな放電曲線を描いて放電します。

　

>　　それとも一瞬にコンデンサーのエネルギーを放電してしまうの

>　　で低維持電圧の領域まで達しないうちに発光が終了してしまうの

>　　でしょうか？

→

一瞬という表現がどのくらいの時間をさしているのかわかりませんが、

クセノンガスは1usから1000us程度の放電が一般的なようです。

1us以下のナノ秒発光は、クセノンガスでは困難なもの（クセノンガ

スの熱容量でガスが高温になっていて放電が終了しない。）と聞いて

います。放電を素早く終わらせるために熱容量の少ない水素を入れる

こともあるようです。

また、10ms以上の発光を行う場合も、複数のコンデンサバンクを次

々に切り替えてエネルギーを段階的にガス中に送り込んで発光を続け

させるようです。一つのコンデンサでは山なりの放電しか得られない

ようです。

　

>　　また、Xe管内部のガス圧を２気圧から３気圧品に変えても

>　　発光量を測定してもあまり劇的な増加が見られませんでした。

>　　Xeガスの圧力を増やしたのだからXe原子密度も増えて

>　　電離密度も増えるので発光する電子が劇的に増えるのじゃない

>　　かと思っていたのですが、なぜ光量が増えないのでしょうか？

→

ガス密度が増えると電気抵抗も増すので、放電電圧を高くしてやらない

と強い放電はできないと考えます。

ガスの放電に関しては、Paschenの法則があるようで、ガス圧と放電ギ

ャップに相関関係があるようですが線形ではないようです。特に高圧域

やギャップが長いと相関は大きく崩れるようです。

キセノンガスは本来、不活性ガスですので電気的特性は安定していて電

気を流しません。それを無理矢理高い電圧をかけてガスを励起させて光

を取り出すという方式をとっています。キセノンガス密度を高めればそ

れだけ電気は流れづらいので、電圧を高める必要があると考えます。

　

キセノンフラッシュランプに関しては、マサチューセッツ工科大学の

Edgerton博士が詳しい研究をされていますので、その文献を入手され

てご研究されれば、より理解が深まると思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.394【光と熱についてご質問の電気会社設計部門のM.A.さん（2003.12.2）】

突然のメールで申し訳ありません。

光と熱についての質問です。

小学校の時、虫眼鏡で太陽の光を集めて紙を

燃やす実験を誰もが経験していると思いますが、

　

質問�@

　白い紙と黒い紙ではなぜ発火する時間がちがうのですか？

質問�A

　虫眼鏡と太陽の間に熱線吸収フィルターを置いた場合

　白い紙と黒い紙は燃えますか？

　燃える場合、なぜ燃えますか？

質問�B

　熱線を全てカットしても光の集光で熱は発生しますか？

質問�C

　熱線と光は同じもの、それとも別ものですか？

　

以上、

どうしても理解できないので、ご教授おねがいいたします。

　

　

　

　

→【安藤回答2003.12.2】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　質問�@

>　　白い紙と黒い紙ではなぜ発火する時間がちがうのですか？

→

白い紙と黒い紙の本質は、光エネルギを反射するか吸収するかとい

うことです。黒い紙は光を吸収するので光エネルギーが熱に変わる

のです。白い紙の替わりに鏡をおきますと、鏡は90％以上の光エネ

ルギを反射してしまいますので鏡には白い紙ほど温度が上がりませ

ん。つまり、ものの内部に入り込むエネルギーの量によって発熱す

る時間が変わり、光を多く吸収する黒い（光を反射しないから黒い）

物体ほど速く熱せられます。

　

>　　質問�A

>　　虫眼鏡と太陽の間に熱線吸収フィルターを置いた場合

>　　白い紙と黒い紙は燃えますか？

>　　燃える場合、なぜ燃えますか？

→

程度の差こそあれ熱せられます。場合によっては燃えます。

この質問は、下の3の質問と関連しますが、光はエネルギーであり、

ワットもしくはジュールで表されます。

太陽光は、赤外域にたくさんのエネルギーを持っていて、そのエネル

ギーは人間の目には感じませんがものを熱する力を持っています。

赤外吸収フィルターを入れた場合、多くの赤外線はここで反射され透

過が抑止されます。しかし、赤外光の一部と可視光のほとんどは透過

しますから、このエネルギーで物体は熱せられます。

紙が燃えるかどうかはエネルギーの集光する度合いで決まります。

　

>　　質問�B

>　　熱線を全てカットしても光の集光で熱は発生しますか？

→

燃えます。

アルゴンレーザは、500nm近辺の緑の光しか発光しませんが、

4W程度の光エネルギのレーザビームに紙をかざしますといとも

簡単に数秒で発火します。

光はエネルギーなのです。

　

>　　質問�C

>　　熱線と光は同じもの、それとも別ものですか？

→

電磁波という観点からは同じものです。

波長の短い400nmから70nmが可視光で700nmから

10,000nm（=10um）程度が赤外光もしくは熱線と呼ばれるも

のです。

　

参考までに、日焼けは熱線ではおきません、紫外線による化学変化

です。

波長が短い光は、熱変化より化学変化を起こさせ、量子エネルギー

が高いものです。波長の短いX線という光はもっと量子エネルギが

高く分子を分解し、原子を遊離するほどの力を持っています。

　

以上、ご参考までに。

　

　

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

No.393【電力についてご質問の製材業を営むM.S.さん（2003.11.29）】

偶々.索引検索して　大発見　

読ませて頂きました、感激いたしました。

F県に住む　1951年生まれの文系人間です。

電気について.全くの素人で高校で物理の授業で最後のいい加減に

すごしたのが最後で　全くの素人ですが。

いくつか　お教え願えれば幸い。

　

私は.町工場｛製材業｝の２代目で家業について約三十年になります

工場の電力配線も　大分老朽化も進み　内心不安も有ります、

数年前ら.電気の勉強して　電気トラブルの時、電気工事店の電工に

トラブルの説明や簡単なトラブルは自分で治せるようになりたいと

思っていたのですが。　　ようやく始めました。

　

　1.当社の各動力モ-タのスイッチにコンダンサ-がついていないが、知人

　　の金属加工の工場に行くと各工作機械のスイッチの二次側にコンデン

　　サ-がついています、各スイッチにコンデンサ-を二次側に取り付ける

　　と力率改善するのですか。

　2.受電装置にある。相進コンデンサ-は　どのような役割をするのですか

　　なんとなく分かる感じがするが不明。

　3.愚問その3、電力会社の配線が　雨や雪にさらされても短絡.漏電がな

　　いのはなぜ　　

　4.接地線について　イマイチ不明で　困っています　お教えいただけれ

　　ば幸い。

　5.家庭用の給配線で　　Ｒ.Ｎ.Ｔまたは赤。白.黒

　　ＲＮまたはＮＴから100Ｖ取って配線した時、Ｎ相中性線が切れた時

　　抵抗が並列回路になって電圧が分散する分けが　イマイチ理解不明。

　

　　宜しければ　お教え願いたい。

　

　

　

　

→【安藤回答2003.11.29】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　1.当社の各動力モ-タのスイッチにコンダンサ-がついていないが、

>　　知人の金属加工の工場に行くと各工作機械のスイッチの二次側

>　　がにコンデンサ-ついています、各スイッチにコンデンサ-を二

>　　次側に取り付けると力率改善するのですか。

→

スイッチを入れたときに、モータの場合、瞬間にたくさんの電流が流

れるので、その電流を補償してやるためにコンデンサがついています。

コンデンサがついてないモータのスイッチを入れると室内の電灯が一

瞬暗くなりませんか？

コンデンサが入っていないと、スイッチを入れた瞬間電流をたくさん

食うために電圧が下がります。コンデンサはそれを改善してくれます。

　

>　2.受電装置にある。相進コンデンサ-は　どのような役割をするの

>　　ですかなんとなく分かる感じがするが不明。

→

力率改善のための設備機器です。

大きな誘導モータを使う事業所では、電圧と電流の位相がずれるため

に発電所から送られてくる電力を効率よく使用できません。

モータというものは電気的にはやっかいなもので、電気を与えて回そ

うとすると、モータ自体が逆に発電し電気を起こし電気を流れにくく

すしま。誘導電気機器に電圧と電流の位相がズレるのはこのためです。

電流の位相のズレをこのコンデンサで補償してやれば供給側の電力の

負担が軽減されます。こうしたコンデンサを設置すると電力会社の契

約基本料金が安くなるようです。

　

>　3.愚問その3、電力会社の配線が　雨や雪にさらされても短絡.漏

>　　電がないのはなぜ　　

→

絶縁対策をしっかり取っているためと考えます。水中ケーブルなど

は耐水性のケーブルを使っています。

カミナリには避雷針を設けて設備を守っています。カミナリが送電

に紛れ込むとサージ電流が流れますが、こうしたサージ電流を吸収

する設備を電力会社の送電設備は持っているようです。

細かく見れば、電気の通り道は絶縁材料の劣化によって電気が漏れ

る漏電が起きています。

漏電の度合いを絶縁抵抗測定器で測って管理しています。

劣化した電線や保持金具は発熱を伴い電力がロスし、出火の原因と

もなるので交換が必要です。

　

>　4.接地線について　イマイチ不明で　困っています　お教えい

>　　ただければ幸い。

→

　発電所から送られてくる電力は、数十KVの高圧で送られてきます。

途中変電所で降圧し、最終的には600Vや200V、100Vにして、事

業所や家庭に送られます。変圧する際に、変圧する場所の0Vを特定

する必要があります。それを接地（アース）と呼んでいます。電気は、

2つの線から送られてくる両者の電位差で電圧が決まり、特にアース

をとらなくても、変圧過程で希望する電圧を得ることができます。

しかし、変電設備で漏れがあった場合、、高圧電源が低電圧側に漏れ

て危険な場合があります。アースはこのような不祥事を回避するため

に取られるものです。

　モータや電力設備でアースが取られるのは、機器の電源線が劣化し

て漏れが生じたとき、筐体（きょうたい）に電源からの電気が流れ込

んで電位を持つため、人が装置に触ると感電する危険があるため、筐

体をアースして装置の電位を落とすためです。洗濯機などのように筐

体から漏れる電圧を検知してブレーカを遮断する漏電ブレーカが必要

な場合もあります。

　

>　5.家庭用の給配線で　　Ｒ.Ｎ.Ｔまたは赤。白.黒

→

　この質問の意味がよくわかりませんでした。申し訳ありません。

一般家庭では単相3線式という配線方式で電源が供給され中性線を挟

んでそれぞれ100VACが供給され、R相とT相を結線すれば200VAC

が得られる便利なものです。エアコンなどのように電力をたくさん消

費するものは電圧が高い方が電流が少なくてすみ電気料金が得なため

よく使われています。

　ご質問の中で中性線が切れるというのはどういう事でしょう？　中

性線が切れるというのはAC100Vが機器に供給されないということで

すが、抵抗が並列回路になっているという説明がよくわかりません。

具体的な配線のご説明が頂けると当方も理解しやすいのですが。

　

　

以上、ご参考までに。

　

　

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

No.392【光源フィルタについて御質問のK大学K.S.さん（2003.11.28）】

安藤幸司さま：

はじめまして、光について分からなくなったとき、いつもこのサイトを

参考にさせて頂いています。

私は、K大学に通うK.S.といいます。

　

ランプのついてお聞きしたいことがあります。

ランプの中には、ハロゲンランプのガラス球の

着色塗装を行った色電球があります。

しかし、市販の物はワット数が低いためインテリアには

良いのですが撮影には適しません。

５００Wのライトにカラーフィルタを取り付けて、そこ光源の下で

撮影を行うことを考えているのですが、５００Wとなるとその熱で

フィルタには過大な負担がかかります。

次に、５００Ｗの光源下の下でカメラのレンズの前に

カラーフィルタを取り付け撮影を行う方法もあります。

　

二つの方法のライトからの光は、以下のように進みます。

ライト前にフィルタを取り付けた場合：

光源→フィルタ→物体表面での反射→カメラ

カメラの前にフィルタを取り付けた場合：

光源→物体表面での反射→フィルタ→カメラ

　

この場合、カメラで観測される輝度は同値になるのでしょうか。

直感では、フィルタを先にいれようが、後にいれようが違いは生まれない

とおもうのですが、物体表面での輝度は、入射する光の波長、光の量（拘束）

によって決まるものだと解釈しています。

そのため、物体表面への入射前に、フィルタの有無で波長、拘束

が変化すれば、輝度が同値になるとは思えなくなってきました。

　

実際に、撮影を行い確認することが良いと思うのですが、

手元に撮影環境がないためなかなか行うことができません。

　

長々と書いてしまい申し訳ありません。

もし、上記のことに関し安藤様の御意見等頂けると

本当に助かります。

よろしくお願いします。

　

　

　

→【安藤回答2003.11.29】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　この場合、カメラで観測される輝度は同値になるのでしょうか。

→

ほぼ同じと考えて良いと思います。

ただ、使用するフィルタの透過特性によってかなり変わりますから、

絶対に同じというわけではありません。

ランプに色温度補正のフィルタを入れたときとカメラレンズに色温度

補正フィルタを入れた場合の特徴を以下に述べます。

光源につけたフィルタが暗いものであったり、レンズに装着するフィ

ルタが明るいものであったりとフィルタによる透過特性に大きく依存

すると思います。

どちらが負いかは好みの問題であろうと思います。

　

【カメラレンズに取り付けるフィルタ】

・光源にフィルタを取り付けられない場合に使用（タングステンフィ

ルムで太陽光下での撮影）。

・朝方や夕方で太陽光の色温度が違う場合に使用。

・カメラレンズにフィルタを取り付けると画質が低下するので、嫌う

カメラマンもいる。

・レンズの口径に応じたフィルタを用意する必要がある。

・屋外撮影に主に使用。

・露出補正倍数は、使用するフィルタによって違う。暗いフィルタも

あれば明るいフィルタもある。

　

【光源に取り付けるフィルタ】

・ストロボ（白色光）とタングステンランプ（赤色）を同時に使用す

るときに、色温度を合わせるためタングステンランプにセロファンベ

ースのフィルタを使用。

・光源に取り付けるフィルタは消耗品（頻繁に交換して使う）。

・人間の目で色合いのチェックができる。

・スタジオ撮影に主に使用。

　

>　　直感では、フィルタを先にいれようが、後にいれようが違い

>　　は生まれないとおもうのですが、物体表面での輝度は、入射

>　　する光の波長、光の量（拘束）によって決まるものだと解釈

>　　しています。

>　　そのため、物体表面への入射前に、フィルタの有無で波長、

>　　拘束が変化すれば、輝度が同値になるとは思えなくなってき

>　　ました。

→

ご質問の趣旨は、被写体の前と後のどちらにフィルタを入れたら良

いかというご質問でしょうか？

強い光を被写体に入れて被写体が問題があるようでしたら光源側に

フィルタを入れるべきでしょうし、被写体からの反射光の特定の波

長だけを検出したいのであればカメラ側にフィルタを入れるべきで

す。

なんども言いますが、どちらのフィルタが光をたくさん通すかは、

使用するフィルタの透過特性できまります。

同じフィルタを使うのであればレンズに届く光の量はフィルタをど

の位置においても同じになると思います。

（ただ、一般の撮影では光源に使うフィルタとレンズに使うフィル

タは同じではありません。顕微鏡に使うようなフィルタの場合は、

同じフィルタを使います。）

　

ご質問の具体的なことがよくわからないので、こちらで勝手に判断

してお答えしました。

　

ご参考までに。

　

　

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

No.391【感電についてコメントをいただいたS.K.さん（2003.11.24）】

始めまして　S.K.　と申します

安藤さん（失礼だったらごめんなさい）のサイトを見て勉強させてもらって

います。とても有意義なサイトと思います。

若輩者ながらちょっと気になる記述を拝見しましたので、意見させていただ

きます。

http://www2.ocn.ne.jp/~anfowld3/Elecitmf.htm

電気がビリビリするのは人体に電気が流れるからである。筋肉の伸縮

は脳からの電気信号で動いているのだが外部から強い電気が流れると

脳の指令とは関係なく動いてしまう。これがビリビリ作用。心臓に電

気が達したら、規則的に動いていた心臓が止まるかめちゃめちゃに動

いて大変なことになる。体内にたくさんの電流が流れると電子レンジ

と同じ状況が起き、体内を加熱させタンパク質の破壊、火傷を伴う。

　

の最後の「電子レンジと同じ状況」というのは不正確さが著しいような。

感電するときは体内を電流が流れ、体内の抵抗でジュール熱が発生し

そのため組織が損傷するというのが今まで私が得てきた知見でした。

電子レンジはマイクロ波の照射により水分子が動き熱が出ますので

発熱の原理が違います。結局「熱」ということになれば分子の振動ですか

らかまわないと判断されればそれを尊重いたします。

　

失礼しました。

　

　

　

→【安藤回答2003.11.25】

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご丁寧に、曖昧な記述をご指摘いただき心より感謝申し上げます。

早速修正いたしました。

ご指摘のように、ニクロム線などのように電子が流れることによって

ジュール熱を発生させる電気作用と、電子レンジのようにマイクロ波

をつかって水分子を振動させる方式とでは加熱原理が違います。曖昧

な表現で不可解な記述になっていることを恥ずかしく思いました。

　

まだ、いろいろな所で曖昧な表現やおかしいところがあるかと思いま

すが、お気づきの点があればご指摘頂ければ幸いです。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

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

No.390【引用と著作権についてのコメントをいただいたH.S.さん（2003.11.15）】

安藤さま、はじめまして。

　

　何処かの掲示板にあったLink を辿り、ノッキングの話の

ページを拝見しましたが、どうにも気になったのでmail

差し上げております。

　ノッキングの話の中で、大部分は『エンジンのロマン』からの

引用と思われますが、文献の紹介はあるものの引用の

許諾は受けていらっしゃるのでしょうか？

　法律には疎いのですが、著作権について調べると、

「公正な慣行に合致」し、「目的上正当な範囲内」で行われる

引用とありますが、ノッキングのお話は殆ど全て引用と思われ

果たして著作権に合致した引用と言えるのでしょうか？

　

『エンジンのロマン』は私も大好きな本の一つで、

著者のエンジン開発に対する真摯な姿勢にとても共感を

憶えます。

その中でも良い文章を広く公開したいという気持ちは良く

判ります。

それだけに余計に割り切れない思いがあります。

もし引用について許諾を受けておられるのなら

その旨記載し堂々と公開して下さい。

ご参考までにasahi.com の著作権についての記述の

URL を記します。

http://www.asahi.com/information/copyright_detail.html

　

P.S.

ノッキングのお話があるページの背景、とても文章を読み難い

と感じましたがどう思われますか？

　

　

　

→【安藤回答2003.11.15】

AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

メールの趣旨よく理解できました。

ご指摘ありがとうございます。

　

ノッキングの引用の件、承諾は受けていません。

誹謗中傷の類で紹介しているわけでなく、むしろ好意的に取り上げた

つもりで、さらに当方のサイトは営利目的を前提としてないので、許

される範囲と思っていました。

また、引用についても、「主」と「従」の関係を満たしていると考え、

引用の目的が引用先の著作であるノッキングそのものでなく、高速度

カメラの側面から興味ある文章を紹介しているスタンスを取っている

ので、これも許されるのかな（引用先の著作物を侵害し、損害を与え

るものではない）、と独自に判断しました。

引用そのものの出典は明らかにし、段を変え色を変えて識別してある

ので、著作権の侵害には当たらないと考えています。

紹介の内容が少し多くなって、紹介程度に短くすべきとは思いました

が、ここは全部紹介した方が本の内容自体もより詳しくわかると思い、

そのまま手を加えずに掲載しました。

　

ご意見をありがたくいただきまして、今後のホームページ運営に反映

させていただきます。

背景画像も強くて字が見づらい、というご指摘、ありがとうございま

した。

このサイトの背景を設定するとき、何度か試行錯誤し私のパソコンと

ブラウザソフトでは許容できる範囲と考え採用しました。言われてみ

れば少しきつい感じを与えますね。少しコントラストを下げるか、別

の背景に変えてみようと思います。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

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

No.389【バルブ露光について質問のビデオプロダクションのK.T.さん（2003.11.12）】

　長時間露光のことを ”バルブ露光” といいますが、

この”バルブ”の語源は、何なのでしょうか？

いろいろ調べましたが、わかりません、ご存知でしたらお教え願いたいのですが・・・・・

　

　

　

→【安藤回答2003.11.13】

安藤@Anfoworldです。

　

　この語源は、カメラ初期のシャッタ機構から来ています。

初期のカメラは、シャッタ起動に、ブロアブラシに使われているよう

なゴム球（バルブ=球根形状）を使って圧搾空気でシャッタを動かし

ていました。

　初期のフィルムカメラは、8x10インチ程度のシートフィルムを使用

した大きなもので、レンズだけ表に出してカメラ全体を黒幕を被ってカ

メラマンが黒幕の中に入り、カメラ背面のガラスのピント面を見ながら

蛇腹機構をノブで動かしながらピント調整を行いました。撮影する際は、

遠く離れたレンズのシャッタを切るために、ブロアブラシのようなゴム

製の空気バルブを使って、そのバルブを握りつぶして空気をシャッタ機

構部に送っていました。

　バルブは、このシャッタ作動の「搾り玉」から来ています。バルブを

握っている間だけシャッタが開いている作動モードを「B」モードとか

バルブシャッタと言っています。

この空気バルブが、ワイヤーのレリーズに代わり、電磁レリーズに代わ

り、電子ボタンに代わりました。

ちなみに、「B」シャッタの他に、「T」シャッタがありますが、これは、

Timeから来た言葉だそうです。

数秒から数十秒以上のシャッタ露光をしたい場合、バルブでは手が疲れて

しまうため、空気バルブを一回搾るだけでシャッタが開き続け、もう一回

バルブを搾ることによりシャッタが閉じるモードです。

　

以上、ご参考までに。

　

　

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

No.388【キャンドルとカンデラの違いについて質問のビデオプロダクションのK.T.さん（2003.11.05）】

用語集の編纂で、また疑問が出来ました。

　

光度

光の強さの単位。光の量の単位である光束に対し、光の強さを表し、

ある方向の単位立体角に放射される光の強さをいう。

単位はカンデラ（cd）で、メートルなど国際的な標準単位を決定す

る組織の国際度量衡総会（略称ＣＧＰＭ、General Conference of

Weights and Measures）が1979年にカンデラを定義した。

古い単位としてキャンドル（c）があり、1カンデラ（cd）は約0.98

キャンドル（c）である。

面状の光源や、面に反射する光の強さ（単位面積あたりの光度）を表

したものが輝度で、単位はニト（nt）である。

１平方メートルの面の光度が、１カンデラ（cd）のとき１ニト（nt）

である。

　

という解説文を作ったんですけれど、”古い単位としてキャンドル（ｃ）が

ある”という下り、調べますと、キャンドルパワー（ｃｐ）という単位が出

てきて、現在でも欧米で使われているとか、

”1860年にイギリスの首都ガス条例で、正式な光源の基準となり1881年に

国際電気標準会議（IEC）で国際標準単位となった。

そのときは１時間に120グレーンの割合で燃える６ポンドの重さの鯨ロウソ

クが基準となっていた。”云々あるのですが、

キャンドルという単位はキャンドルパワーという単位と同義であり、現在も

欧米で使われている、としてよいものでしょうか？

　

　

　

　

→【安藤回答2003.11.05】

安藤@Anfoworldです。

　

>　　キャンドルという単位はキャンドルパワーという単位と同義で

>　　あり、現在も欧米で使われている、としてよいものでしょうか？

→

厳密には、candela（カンデラ）とcandle（キャンドル）の区別をし

ておくことが必要かと思います。

光度の国際単位は、カンデラであり、キャンドルではありません。

キャンドルは「ろうそく」の意味で、明るさの意味合いは、現在では

ありません。カンデラはラテン語の「ろうそく」から来ていますが、

英語では光度の単位のみ使われています。

キャンドルを光の単位として使っていたのは、日本が「燭」を光の

単位として使っていた時代の単位です。

勿論、燭はイギリス人が光の単位を決めた明るさで、その明るさは

K.T.さんが調べ上げられている通りです。その燭にできるだけ近づ

けるように、より科学的に光度を定義したのが、カンデラです。

ですからカンデラは、キャンドルを元に定義づけられたものです。

現在、日本では燭を使っていないように、欧米でもキャンドルは使

っていないはずです。

また、キャンドルにはロウソクの意味がありますから、それを区別

するためにキャンドルパワーと言っているのだと思います。

　

　

>　　フート・カンデラ

>　フィートキャンドル と述べている文献があったんですが、

>　そうではなく、１９７９年にカンデラを定義した、カンデ

>　ラを元にした単位、として考えてよいのでしょうか？

→

カンデラとキャンドルの関係は上で述べましたごとくです。キャンドル

表記は古いものと解釈して構わないと思います。

また、フートでなくフィートであるのは、何かの勘違いかと思います。

正式な表記はフート・カンデラ（fc）です。

その文献は、由緒正しいものなのでしょうか？　私はその単位に出会っ

たことがありません。

フート・カンデラは、英国、米国が写真界をリードしていた時代の名残

であろうと思います。日常生活にフート・インチを使っている米国やハ

リウッドの映画業界では馴染みやすいのかも知れません。

国際単位は、ルクスで、現在の多くの人たちはこれを利用していますし、

公的な文書ではルクスで行わなければなりません。

　

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.387【レンズ絞りを表すFについてご質問のビデオプロダクションのK.T.さん（2003.11.04）】

安藤様。

　

K.T.です。先日はお忙しい中、質問にお応え頂き、ありがとうございました。

味を占めて（・・・・失礼！）また質問なんですが・・・・・

今度は、安藤さんのサイトでも、実に詳細に説明なさってる、光について

です。ずばり、全光束 と 光束 の定義は違うのでしょうか？

光束について解説をまとめていたところ、全光束と光束が入り交じって説

明（同義と解釈出来る）しているものが多いので、分からなくなってしま

いました。もし、よければ、お教え願いたいのですが・・・・・。

あと、これはまったく笑ってしまうのですが、こちらのスタッフの素朴な疑

問で、絞りを表わす、Ｆ という単位がありますが、この Ｆは何を略したも

のなのでしょうか？！

突然つっこまれ、いつもなじんでいる割には、考えもしなかった質問で慌

てて調べましたが・・・・・なんとわかりません！

これもご存知でしたらお教え願いますでしょうか？・・・・・

　

つまらない質問でごめんなさい。

どうか宜しくお願い致します。

乱文、失礼致しました。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2003.11.04】

安藤@Anfoworldです。

　

>　　全光束 と 光束 の定義は違うのでしょうか？

→

全光束は、光源から放出されるすべての光束の総量を表し、光束は

任意の範囲での光の量です。光束は、1cdの光度を持つ光源が単位

立体角に放出される光の量を1ルーメンと定義しています。1cdの点

光源が全空間に放出する全光束は4πルーメンになります。

また、1m²（1平方メートル）に1ルーメンの光束が入射したときの

照度は1ルクスである、というような時に光束を使います。

　

　

>　　絞りを表わす、Ｆ という単位がありますが、この Ｆは何を略し

>　　たものなのでしょうか？！

→

諸説あるようです。

英語ではF-stopとかF numberと言っています。F値の語源がどこから

来たのかの説明はあまり載っていませんね。

もっとも信頼性のある説は、1932年にAnsel Adamsが示したと言わ

れるもので、焦点距離の倍数を表す数値としてのfocal length stopか

らF値が使われたようです。

1932年は、エジソンが発明した映画カメラが急速に進化していた時代

です。

この時代、カメラのレンズは単玉レンズしかなく、今では一般的なレン

ズ絞り機構も内蔵していませんでした。

被写体の明るさが刻々変化する中、撮影条件を整えるために、レンズか

ら入射する光の量を調整する機構として、レンズの後ろに幾種類かの穴

を開けた円板シャッタを置いていました。今の絞りです。当時、このピ

ンホールの穴の直径をレンズ焦点距離の何分の1という表し方で呼んで、

例えば、f/8と言うような言い方をしていました。f/8とは焦点距離の8

分の1の直径の穴のことです。レンズの口径が焦点距離と同じであれば、

F/1であるわけです。

F-stopという言い方は、このようにレンズの口径を表す言い方として使

われましたが、その後、レンズに絞りが内蔵されるようになってレンズ

の口径を自由に設定できるようになると、絞りに数列を与える考え方が

編み出され、それがF-numberと呼ばれるものになったそうです。

F-numberは、

F/1、F/1.4、F/2、F/2.8、F/4　・・・

のように、√2=1.41421356倍ずつ増えていく等比級数です。√2とし

たのは、レンズの口径が√2倍ずつ増えることで光の量も2倍ずつ増える

から露光の計算が行いやすかったためです。（レンズは口径が2倍にな

れば面積は4倍になるので、口径が√2倍で面積は2倍になります）

　

というわけです。

レンズ焦点距離のf100mmと、レンズ絞りF/5.6という表記は何だか紛

らわしい感じを抱きますが、実は元々は同じ所から来ていたんですね。

　

ご参考までに。

　

　

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

No.386【ロータリプリズムカメラの結像についてご質問のビデオプロダクションのK.T.さん（2003.10.30）】

突然、お便りいたします。

私、特撮、ＣＧ等のＶＦＸ会社のK.T.と申します。

現在、当方で、映像技術解説集という内容のものを作っておりまして、

調べ物で、こちらのページを見つけました。

大変素晴らしいサイトですね！！びっくりしました。

さっそくですが、プリズム式のハイスピードカメラの仕組みについて、説明

しておられますが、いま、そちらの文献を参考に（拝借、なんてひどい事は

しません！・・・笑）文章を書いているんですが、僕の以前からの理解で表、

現するとプリズムを回転させる事によって、フイルムの相対速度（見かけの

速度）をあげている、と思ったのですが、そうではないのですね？

フイルムはやはり、相当の速度で走行させ、複雑なシャッターの構造をなく

すためにプリズムはあるのでしょうか？

　

質問にお答え頂くと幸いです。

乱文、失礼致しました。．

　

　

　

　

　

→【安藤回答2003.10.31】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

　ロータリプリズム式高速度カメラの基本構想は次の通りです。

　従来の間欠掻き落とし方式では、フィルムが止まったり移動したり

とフィルムにかかるストレスが大きく、500コマ/秒以上ではパーフォ

レーションが持たないことから、フィルムを連続して送る方式が考え

出されました。フィルムを連続して送るとフィルムが静止しませんか

ら、どういうタイミングでフィルムに像を結ばせたらよいかと考えて、

カメラレンズとフィルムの間に回転プリズムを置いて、移動するフィ

ルムに像が乗っかるように回転プリズムで像を移動させ、フィルム上

にはあたかも静止したように見せています。

従って、回転プリズムは、フィルムの相対速度を上げるというより、

高速で移動するフィルムを光学的にキャンセルして「0」にする働き

を持つものです。

　ロータリプリズム式カメラの場合、最高撮影速度は、フィルムの高

速走行限界とプリズムの回転限界の双方となり、16mmフィルムでは、

10,000コマ/秒、35mmフィルムでは3,000コマ/秒となっています。

　

　回転プリズム自体にはシャッタ機能はありません。あくまでも光路

の移動だけです。プリズムの角度によっては、プリズムが結像に及ぼ

す収差が甚だしくなり、フィルム上での像がシャープに結ばなくなる

ため、プリズムの回転がある回転角度になったら円板シャッタなどで

光を遮って露出を抑制しています。一般的に、ロータリプリズム式カ

メラのシャッタは、撮影速度の1/5が多いようです。

（アリフレックスは1/2ですね。）

　

以上ご連絡申し上げます。

　

　

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

No.385【レーザライトシートについてご質問のS大学Y.Y.さん（2003.10.28）】

安藤幸司様

　

私は，S大学大学院生のY.Y.といいます．

実は，一度ライトシート光の件でメールさせていただきました．

その節はどうもありがとうございました．

　

今回は，ステレオ撮影についてわからないことがありメールさせていただ

きました．高速ビデオカメラでレーザーシートをステレオ撮影する場合，普

通にレンズとカメラを接続したのではピントが合わない問題が生じます．

そこで，レンズとカメラの間にチルト機構を取り付け，レンズとカメラ撮像

面に角度を持たせることで解消できることがわかりましたが，実際そのよう

な機構をつけるとすると，自作，あるいは特注でしかできないのでしょうか？

また，カメラはN社のものを使っているのですが，そのような機構をつけると

画像の端がきれてしまうと言われてしまったので，高速をあきらめ，CCD

（日立国際電気のKP-F110）で考えています（実際は高速ビデオでやりたい

のですが）．Nikonに一眼レフ用のそういったレンズがあったのですが，レン

ズと一体型・単焦点であり，取りたい画像が小さいために，実際撮りたい画

像が撮れるか？，接写リングを使用しても光学的に問題ないのか？等が判定

できません．

　

質問になっていないかもしれませんが，ご回答いただければ幸いです．

　

　

　

　

→【安藤回答2003.10.31】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　高速ビデオカメラでレーザーシートをステレオ撮影する場合，普

>　　通にレンズとカメラを接続したのではピントが合わない問題が生

>　　じます．

→

レーザシート手法によるステレオ撮影という意味合いがよくわかりま

せんが、以下のような解釈でよいでしょうか。

　

レーザシート撮影法は、光のシートで断面を切り出すために、撮影に

よって得られる情報は平面情報と解釈しています。

カメラ撮像面とレーザーシート断面が平行面になっていれば、レーザ

シートによって得られる断面は光学的な補正を加える必要はありません。

レーザシート面がカメラ撮像素子面と平行面でない場合なんらかの補

正が必要となります。

このような撮影条件を、ステレオ撮影と呼んでいるのでしょうか。

　

メールでご指摘されているように、被写体面と撮像面が平行にならな

い場合、被写体が正しい形状で撮影できなかったり、ピントが合わな

くなりますので光学的な補正が必要です。

アオリ付きレンズはこの不具合を解消するものです。

被写体と撮像面の平行を保持する手法は、このほかに、被写体範囲が

狭ければ、レンズの前にミラーを置いてミラーによって像を正しい位

置関係にする方法や、被写体面と撮像面の角度がわかっていればその

角度を元にして撮影から得られる画像を処理して正しい面に直す方法

が考えられます。

　

アオリ撮影は、蛇腹のついたレンズ（4x5シートフィルムカメラに使

われるレンズ）では非常によく使われる方法です。

35mmライカサイズ用のカメラ（ニコンFマウント）にも1、2種類ア

オリレンズがあると思います。

　

N社の高速度カメラがアオリレンズが使えないのは、N社のカラーカメ

ラが撮像面とカメラレンズマウントの間にダイクロイックミラーやリ

レーレンズが入っているため、アオリレンズを使うとレンズからの光

をうまくカメラ撮像面まで入れられないためと考えます。

　

お手持ちのニコンFマウントレンズで簡単なアオリ機構を作る方法を紹

介します。

撮影現場を真っ暗にして、ニコンFマウントレンズをカメラに装着せず

別の保持機構で保持してレンズのアオリが効く構造とし（つまりレンズ

を撮像面に対して傾けられる構造とし）、被写体面を光らせてうまく撮

影できるかどうか確認します。

レンズがカメラに対して浮いているので、浮いたところから光が入らな

いように黒布か何かで覆う必要があるかもしれません。

これでうまくいけばしっかりとした保持構造のレンズを作ります。

Cマウントレンズではレンズとカメラ撮像面までのフォーカスが長く取

れないので、ニコンFマウントレンズや、アクロマートレンズ（焦点距

離の長いもの）、4x5インチシートフィルムカメラ用のレンズなどを使

う必要があるかも知れません。

　

他の高速度カメラでも単板の撮像素子のものであれば、通常のアオリ機

構付きレンズが使えると思います。

　

以上、わかる範囲で回答申し上げます。

　

　

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

No.384【TTL信号出力についてコメントを下さったT.K.さん（2003.10.26）】

安藤さん　こんにちは．

ご無沙汰しております．

貴ページをリンクさせて頂いております　ＴＡＭＯです．

　

http://www2.ocn.ne.jp/~anfowld3/Elecitel2.html#2.

電気についてのデジタルな話

でちょっと気になる表現があったのでメールします．

>　(6)　出力部はLow信号の時に電流が自分の中で20mA程度流れ、

>　　　High信号の時に外部に最大35mA程度まで流すことができる。

についてですが

ノーマルＴＴＬのＳＮ７４００Ｎの　ｆａｎ−ＯＵＴは　１０ですから

ＩｏＨ＝−０．４ｍＡ　　　　　　　　　　　　　　

（≠約３５ｍＡ）

ＩｏＬ＝　１６ｍＡ

で　電流の絶対値では　　ＩｏＬ　＞＞　ＩｏＨ　です．

　

ＴＴＬは　トランジスタ回路ですから　ロジックレペルは電圧でも　動作は

電流モードで考える必要があります．　ＴＴＬを理解するのには

ｆａｎ−ＯＵＴの概念が大切だと思っています．

私は　真空管からスタートしたので　この電流モードで考えることに多少

慣れたのは就職してからです．

引用元：　ＳＮ７４００Ｎのデータシート　

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/sn7400.pdf

　

では　また・・・．

　

　

　

　

→【安藤回答2003.11.11】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご指摘ありがとうございました。早急に変更しておきます。

『Anfoworld別館』の奇天烈エレキテル第二部は一向に更新できな

くて申し訳なく思っています。時間を作って精を出すように致しま

す。

ありがとうございました。

　

　

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

No.383【半導体レーザ光をリング状にすることについてご質問ののM.H.さん（2003.10.24）】

安藤様

突然メールにて失礼します。

私は、半導体レーザを使ったはんだ付けシステム開発をしている

ＭＨというものです。光学系については素人で、これから勉強しよう

と考えていた時、ＨＰをみせていただき、内容の豊富さに驚愕して

いるところです。早速ですが、半導体レーザの光をリング状に集光

させたいと考えているのですが、実際可能なものでしょうか？

半導体レーザの光は、シングルモードの光ファイバーφ0.8?で

伝送させるのですが、光学系により、リング状にさせるということは

可能でしょうか？それとも、レーザ素子から出た直後でリング状にし

ないと無理でしょうか？突然不躾な質問をしてしまい、恐縮ですが

豊富な知識のなかからお知恵を貸していただけないでしょうか？

　

　

　

　

→【安藤回答2003.10.26】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

イベントのディスプレーなどで、レーザを使って字や絵が描かれる

のを見られたことがあるかと思いますが、ガルバノミラーやAOM素

子を使ってレーザを振らせてリサージュ図形の円を描かせることが

できます。

この方式の円は大きいので、小さい円を作るには、プリズムを用い

た回転体を用いて、光軸を回転中心からわずかに偏芯させ、回転体

の回転で円形を作る方式もあります。これはレーザ加工機で比較的

大きな穴をあけるのに採用されています。

三番目の方法は、レーザをビームイクスパンダで拡げてコリメータ

レンズで平行光にして、平行光からでた光にマスクを施して希望す

る円形形状を作る方法です。この方法は光のロスが大きくなります。

　

以上述べた方法は、アルゴンレーザやヘリウムネオンレーザ、YAG

レーザなどビームがきれいなレーザに対して採用されているもので、

半導体レーザを使って、しかも光ファイバーに導かれたものでは、

きれいな円形ができるかどうかよくわかりません。

以上ご連絡申し上げます。

　

ご参考までに。

　

　

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

No.382【オートブラケット機能についてご質問ののK.U.さん（2003.10.21）】

安藤さんのＨＰを見て、あまりのわかりやすさにちょこちょこお邪魔させ

ていただています。

　

このたび、勉強をすすめるにあたって疑問がでてきました。

　

現在、デジカメのオートブラケット機能で撮影した画像の輝度階調を調べ、

校正曲線を作成してみたのですが、適正画像の校正曲線はＥＶ値が変わっ

てもあまり移動しません。アンダー画像はＥＶ値が上がることで下に移動

し、オーバー画像はＥＶ値が上がることで上へと移動していきました。

これらはどういったことが原因で起こっているのでしょうか？？

　

　

　

→【安藤回答2003.10.22】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご質問の意図が私の方で十分にくみ取れていませんので適切な回答

かどうかはわかりません。

オートブラケット機能で撮影した画像と、オートで暗く撮影されて

いたものと比較して、明るくうつっていたり暗くうつっていればオ

ート機能は働いています。

撮影された画像の濃度曲線があまり変化していないとのご指摘につ

いて、オートブラケット機能は撮像素子に入射する光量を単純に増

やしているだけなので（絞りを変えるかシャッタ速度を変えるなど

の方法で）、被写体の輝度と画像の明るさの関係（ガンマ値）は変

わっていないと思います。単純にシフトしているだけです。

オートブラケット機能は、測光手法を補正するもので、オート撮影

ではほしい部位の露光が暗くなったり、逆に明るくなったりしてし

まうとき、露光量をシフトさせて光量を変化させるだけの機能だと

思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.381【高速度カメラ使用でご訪問のS.T.さん（2003.09.29）】

貴兄の高速度カメラ入門を読んで大変感謝しております。

ひょんな事から、あるメーカーの高速度カメラを体験することとなり、興味

を持ちましたので、高速度カメラの事を詳しく知りたくなりWEB検索で貴兄

のサイトを発見しました。若干、カメラの知識もあり、3D計測も少し知識の

ある私は、非常にわかりやすい文章だと思います。

　貴重な知識を文書にし掲示されている貴兄に感謝いたします。

大変ありがとうございました。

　

　

　

→【安藤回答2003.09.29】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

微力ながら、AnfoWorldを少しずつ手を加えて行きたいと思ってい

ます。これからもよろしくお願いします。

ご連絡ありがとうございました。

　

　

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

No.380【画像処理ソフトSion Imageの解析処理方法についてご質問のC大学電気工学Y.U.さん（2003.09.25）】

突然のメールで失礼いたします。

　

私はC大学*電気*のY.U.と申します。

「小島・岡本：　医学・生物学研究のための画像解析テキストNIHImage, Scion

Image実践講座，羊土社，2001」

非常に参考にさせていただいております。

Sion Imageに関しまして、ひとつ質問がありメールさせていただきました。

私のメインテーマは、プラズマを用いた表面処理です。

プラズマで表面処理するという物理現象を「NIH（Scion） Image」を用いて

明らかにしたいと考えております。

　

マニュアル：

http://www.scioncorp.com/downloads/user_manuals/Scion_Image_Mac_Manual.pdf

を読んだところ、検出された認識物体の長軸、短軸の長さをbest-fitting

ellipseという方法（P.40）で測定するとのことですが、

この手法に関して詳しく知りたいのですが、Webや他の書籍と調べたのですが、

どうしてもこの手法に関する情報を得ることができません。

　

この手法に関する数学的手法やキーワード、または詳しい文献等に関して知

るところがありましたら、教えていただけませんでしょうか？

　

　

　

→【安藤回答2003.10.04】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

Imageはフリーソフトウェアで取扱説明書やソフトのバージョンア

ップはボランティアの持ち寄りで成り立っています。

希望の画像処理の仕方は、残念ながら私自体もよくわかっていません。

画像処理関連の書籍からひもといていくしか方法がないと思います。

それか、Imageの画像処理に関してインターネットフォーラムがあれ

ばそこにアクセスして疑問を投げかけて見るというのも一つの解決か

と思います。

ご期待に添えず申し訳ありませんが、ご連絡申し上げます。

　

　

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

No.379【VICONについてご質問の大学生asaさん（2003.09.16）】

初めまして。私は大学でモーション関連の研究に従事始めた学生です。

高速度カメラ入門、参考になりました。

特に、VICONにかかわることになるため、その関連のことを調べていたた

め、その部分が特に助かりました。

　

その上で、少々質問させていただきたいのですが、

VICONによって可能になること、特に動作解析の

オイラー角、関節角、モーメント、EMG、トルク、パワーデータ表示

と、あげられていましたが、VICONの動作解析において、この点が不備で

あったり、不完全であったりそのような部分はどこになるのでしょうか。

医療、リハビリ分野で広範な利用をされているだけに、精度にしろ、かな

りの信用がおけるものとなっているのでしょうか。

　

すみません、不躾に申し訳ありませんが、よろしくお願いします。

　

　

　

　

→【安藤回答2003.09.16】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

VICONは、画像計測ではなくカメラを使った非接触計測なので私の

テリトリーには入りませんが、面白いシステムなので紹介しているだ

けです。

私のサイトのVICONに関するトピックは、4年前に更新したきりで古

くなってしまいあまり参考になってきています。今はシステムもかな

り進んでリアルタイム（人が動くその端からパソコン画面に3次元構

築されたモデルが同じように動く）処理が出来ているようです。

VICONは、開発以来多くの改良が加えられ、今やハリウッドのモーシ

ョンキャプチャのジャンルではしっかりとした地位を築いているようで

す。もちろん開発の本流であるリハビリ、人体計測分野では傑出の感が

あります。

　

危惧される点はよくわかります。システムが巧妙で、コンピュータ技術、

光学技術、電気計測技術、画像計測技術など一つ一つをしっかり把握し

てないと安定したシステムの維持が難しいと思うからです。システムも

高価です。

こうした理由からか、日本ではVICON研究会なるものがあり年に数回会

合があるやに聞いています。

本格的にVICONを研究されたければそういう会合に出席されるのも良い

かも知れません。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.378【CCDカメラの歪み特性についてご質問のN大学N.K.さん（2003.09.11）】

安藤様

初めまして．私，N大学工学研究科のN.K.と申します．

カメラについてどうしても分からないことがあり，インターネットで調べていたとこ

ろＡｎｆｏＷｏｒｌｄを見つけました．

私は現在ＰＩＶ装置を用いて流れの解析を行っています．

使用しているカメラはＤ社のＨ**Ｒ（５０４×２４２）です．

これを拡大モードで６４０×４８０にしています．

撮影速度は２００ｆｐｓです．

いまはＰＩＶの性能を評価しようと思い，レコード盤の上に塩をまいて上から撮影

し，きちんと剛体回転しているかを確認しようというものです．

解析はＺ**という解析ソフトを用いてます．

　

結果は円形にならず変な歪みが出ていました．解析ソフトはおそらく問題がないの

で，カメラに問題があると思われます．

分解能によって引き伸ばしたり，縮小させたりしてることはあるのでしょうか？

５２０×４８０のカメラで撮影しても同じような結果を得ました．

　

何かご助言をいただけたら幸いです．よろしくお願いいたします．

　

　

　

　

→【安藤回答2003.09.11】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　使用しているカメラはＤ**社のＨ**Ｒ（５０４×２４２）です．

>　　これを拡大モードで６４０×４８０にしています．

→

このカメラは、市販のインターライン型CCDを使用しています。

高速度カメラとするために縦の走査線の数を間引いて半分にしていま

す。水平方向も若干トリミングしています。

この変則的な画素を、640x480空間のあるメモリ領域に落とし込ん

でいると考えられます。このとき、被写体空間とカメラの画素の空間

的位置関係（一対一に対応して撮影されているか）、と画像情報とメ

モリ空間をどのような定義付けで管理されているのかが問題となりま

すが、結論的に言えば、空間キャリブレーションが取れていないと考

えられます。

　正方形のチャートを写されて、この画像を画像計測ソフトで読み込

んで座標位置を測定されてはいかがでしょう。アスペクトが違ってい

れば画像処理ソフトでアスペクトを変えて保存し直し処理後の画像で

計測されると良いかと思います。

メーカに相談すれば空間補正（アフィン変換）をしてくれると思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.377【CCDカメラの画素についてご質問のS.K.さん（2003.09.6）】

<<家庭用ビデオカメラのCCDの現状と、１画素あたりの受光量の推定に関して>>

　

S.K.と申します。

安藤様、大変貴重なHPを公開していただき、この二年以上に渡って事ある毎

に参考にさせていただいております。誠にありがとうございます。

私は個人的にカメラなどに興味を持つ者ですが、安藤様のHPを拝見して以来、

理数系の性もあって色々と光学機器関係の計算をしたりするなど、私なりに

視野を広げることができ、大変感謝しております。

　

さて、件名の前者に関してですが、安藤様の書かれている許容錯乱円につ

いての記述、

>　d = 2 x λ x F　（d：許容錯乱円、λ：波長、F：レンズ絞り）

>　この式によりますと、λ = 550nm、F = 5.6でd = 6.16umとなり、

>　レンズをF5.6以上に絞り込むとレンズが撮像素子に負けてしまいます。

>　従って今後は小さな撮像素子ではむやみに細かな画素のものは出てこ

>　ないように思われます。撮像素子のイメージサイズが大事な理由の一

>　つがこのレンズとの相性なのです。

　

現在のＣＣＤは恐ろしいほどの高密度化をしており、御存知かと思いますが、

例えば家庭用ビデオカメラの場合の総画素数（括弧内は有効画素数）ですが、

画素ピッチ　2.65ミクロン程度 ： 1/4型155（139）万、

　　　　　　1/4.7型107（100）万、1/6型68（63）万

画素ピッチ　2.5 ミクロン程度 ： 1/6型80（70）万、

　　　　　　1/3.6型211（192）万

画素ピッチ　2.35ミクロン程度 ： 1/3型331（305）万

　※これらを使った製品は、最低被写体照度15ルクスよりも暗くなり

　　ます。ゲインアップを最大の18dBとしても、ISO500相当以下で

　　しょう。

ちなみに、家庭用ビデオカメラで最も画質と感度の高い機種の場合は次のようです。

画素ピッチ　7ミクロン程度 ： 1/3型38（34）万

　（最低被写体照度４ルクス）

　

高速度撮影業務でお使いのビデオカメラと比較すると、最近の家庭用ビデオ

カメラのＣＣＤは、非常識とも思えるような数値かもしれませんが、レーリ

ーの式との関係も含めて、どのように思われるでしょうか？

私は、画素数ほどの性能が出ていないと思います。なぜなら、画素数だけで

考えるとカメラ部分の性能ならば、放送局用のビデオカメラをも越えるはず

ですが、現実は否です。

また、同じ程度の画素数でも、デジタル一眼レフと普通のコンパクトデジカメ

との比較では、あきらかに画質差があります。デジタル一眼レフや放送局用カ

メラでは、レンズなどの違いは当然ありますが、レーリーの式に対しての差異

も無視できないと思います。

（ビデオカメラでは三板式か否かの差異もありますが、単板同士のデジカメを

考慮すると、絶対的な違いは三板式か否か以前の問題かもしれません）

　

件名の後者に関してですが、上記の二種の1/3型CCDは、１画素あたりの面積

に驚くほどの違いがあります。本来は開口率や受光素子の性能も考慮する必要

があると思いますが、まずは同じ明るさのレンズの場合の、１画素あたりの受

光量が知りたくなりました。

単に割合とした場合、38（34）万画素と331（305）万画素とでは、およそ

９倍ほどの違いとなり、１画素の面積としては、約50平方ミクロンと約5.6平

方ミクロンと思われます。

具体的にレンズの明るさとシャッタースピードを設定した場合の、１画素あた

りの受光量を推定してみたいのですが、宜しければ御指導いただきたく御願い

申し上げます。

　

追伸：家庭用ビデオカメラの場合、最広角での標準的な開放Ｆ値は、Ｆ1.6〜

F1.8です。

基本となるシャッタースピードは 1/60秒、電子式手ぶれ補正あるいはフリッ

カー軽減の場合は 1/100秒となります。

　

　

　

→【安藤回答2003.09.07】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　最近の家庭用ビデオカメラのＣＣＤは、非常識とも思えるよう

>　　な数値かもしれませんが、レーリーの式との関係も含めて、ど

>　　のように思われるでしょうか？

→

　CCD/CMOSカメラは、デジカメ、携帯電話、8mmビデオカメラな

どのコンシューマ市場のみならず、計測、監視、学術分野に幅広く使

われています。

　IC技術の延長上で作られる固体撮像素子（CCD、CMOS）は、驚く

ほど細密な描画技術を使ってサブミクロンの製造を可能とし、小さな

センサーチップでメガピクセルを達成しました。

結論から述べると、そうした小型メガピクセル素子にレンズの性能が

ついていっていない、というのが現状です。

我々の世界の計測分野でも、メガピクセルの素子が出回り始めた当初

はそれに見合ったカメラレンズがなくて、1年半ほどまえにやっと使用

に耐えるレンズが出回り始めたというのが現状です。

　今のIC技術からすれば、もっと細かな画素の（小さなイメージエリ

アでメガピクセル級の）撮像素子を作ることは可能でしょうし、一つ

のウェハからたくさんの撮像素子を作れば利益が出ますから、撮像素

子メーカは素子の大きさを小さくしたいのでしょうが、その性能を

満足させるレンズは、原理的にも製造的にも苦しいと思います。

　ただ、小さいセンサーも、胃カメラの先端に取り付ければ小さな

径で装置ができたりしますから、光学系の解像力の限界はあれ、小

さいチップの需要はあると思います。

　

>　　また、同じ程度の画素数でも、デジタル一眼レフと普通のコン

>　　パクトデジカメとの比較では、あきらかに画質差があります。

>　　デジタル一眼レフや放送局用カメラでは、レンズなどの違い

>　　は当然ありますが、レーリーの式に対しての差異も無視できな

>　　いと思います。

→

画質を優先するカメラでは、画素サイズをむやみに小さくせず、9um

角程度の大きさのものを使っています。

つまり、放送局用素子は2/3インチ（8.8mmx6.6mm）サイズ程度を

使っています。一眼レフデジカメではもっと大きな素子を使っていま

す。計測用の撮像素子には、1辺が18mmのものや24mmのものがあ

ります。大きな素子は、歩留まりの悪い製造ですと一つのウェハで少

ししか作れないのでメーカにとってはリスクが大きく、それにたくさ

ん出回らない物なので高価なものになります。

放送局用のセンサーは、センサーの中でもグレードの高いものを選り

すぐって出荷していると聞いています。

センサーは、同一基板上に百万もの画素を作るわけですから、その中

には画素が死んでいたり、光が入っても設計通り電荷を発生してくれ

ない画素があったりします。また、固体素子は熱によって特性が変わ

りますから使用温度によって当然感度が変わってきます。それらをう

まいこと補償してやらなくてはなりません。だから、素子には当然グ

レードが存在します。

計測用カメラでは、固体撮像素子を一定の温度に保つ機能がカメラの

中に組み込まれていたり、画素毎に感度や濃度のバラツキを補正する

回路が組み込まれています。そうした付帯設備も高価なカメラでない

とできないことです。

　

>　　具体的にレンズの明るさとシャッタースピードを設定した場合

>　　の、１画素あたりの受光量を推定してみたいのですが、宜しけ

>　　れば御指導いただきたく御願い申し上げます。

→

　入射する光エネルギーに対してどれだけの電荷が発生するかという

理論的な数値は、QE（quantum efficiency、量子効率）という値で

求められます。具体的な説明は、「光と光の記録」の中にQEという項

目で説明をアップしておきました。入射光によって発生する電荷は入

射面積が大きいほど多く、面積に比例するので、受光面積が2倍になれ

ば2倍の感度になります。

　一般的に、固体素子は、画素サイズすべてが受光面積になっておら

ず、転送部やスイッチトランジスタが配列されれているので受光面積

は画素サイズよりも小さくなります。その割合は開口率（fill factor）

という値で示されます。

撮像素子の前面には、その他に、マイクロレンズ、赤外カットフィ

ルタ、RGBフィルタ、モアレ防止LPF（low pass filter）、対物レン

ズにズームレンズを使用する場合はレンズの透過率などが入ります

ので、それぞれの光の減衰を考慮しなければなりません。

　入射光で起電した電荷は、増幅回路を通りますが、撮像素子がノ

イズ成分を出さないS/N比がよい設計になっていますと、高い増幅

ができます。ノイズが多いカメラですとたくさんの光を入射させて

ノイズ成分に打ち勝つだけの電荷を発生させなくてはなりません。

　このように考えると、カメラの詳細なデータがないと、受光と感

度の相関は推定できないと思います。

基本的には、

　　画素サイズ、開口率、フィルタ係数、ゲイン、S/N比でおおよそ

の見当がつけられます。

大まかなとらえどころとして、

　　画素サイズの大きいものは感度が良い。

　　開口率が高い方が感度が良い。

　　冷却機能があるものの方が感度が良い。

　　S/N比が良い素子ほど感度が良い。

　　開口率100%のフルフレームトランスファタイプのCCD素子は

　　蓄積する電荷がもっとも高い。

　　（←　これはS/Nが良いことにもつながる）

　　単板カラー撮像素子よりモノクロ素子の方がフィルタ成分がない

　　ぶんだけ感度が良い。

　　開口率100%のフルフレームトランスファタイプのCCD素子は

　　LPFを入れる必要がないので感度が良い。

　　同じF1.8のレンズを使った場合、レンズ枚数が少ない単焦点

　　レンズの方がレンズ枚数が多いズームrレンズより光の伝達は高い。

などがパラメータです。

　こうしてみると、感度を推定される前に何台かのカメラを使って同一

条件で撮影テストをされた方が考え方がまとまるような気がします。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.376【人の動きを映像で解析するシステムについてご質問の映像ディレクターH.O.さん（2003.08.29）】

安藤様

　

はじめまして。H.O.と申します。

画像解析を検索していたらこちらのページにたどり着きました。

私は映像ディレクターなのですが、板金と曲げ加工の熟練工の技（カンと

コツ）を画像により科学的に分析するという企画を考えなくてはいけません。

熟練工が打つハンマーの角度、早さ、強さなどを映像とデータで分析するには

どんな方法が良いのか迷っています。

また、こんなデータをとったらおもしろいなど、助言をしていただける大学教

授などのアドバイザーも探しております。

突然で申し訳ありませんが、アドバイスがございましたらよろしくお願いいた

します。

　

　

　

→【安藤回答2003.08.29】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

人の動きを画像から解析する手法はカメラが登場してきた時代より手

がけられていて、スポーツ工学分野では重要な計測手法の一つとなっ

ています。ここ20年の映像計測は3次元解析が主流です。

スポーツ工学分野（バイオメカニクス）では、DLT（Direct Linear Transfer）

手法を用いて2〜3台の同期をとった高速度カメラを使って得られた画

像から、人の関節部を測定して3次元計測を行っています。

動きがそれほど速くない人の動きなどは、人体に反射マーカを貼付して

輝度の高いマーカを通常のカメラで取り込んで画像処理を施し、ほぼリ

アルタイムで3次元情報を得るVICONと呼ばれるシステムがあります。

CGの基本となる人の動きの骨格を得るものです。このシステムは元は

義手、義足などのリハビリ関係の歩行分析などに使われていたものを、

昨今のモーションキャプチャの需要の高まりに乗って映画、コンピュー

タゲーム分野で急速に普及しています。

　

また、ロボットを開発しているメーカでは、熟練工の動きをロボットに

教え込むために、熟練工の動きをモーションギアやモーションキャプチャ

で取り込んでフィードバックさせています。

　

私自身、これらの分野で著名な大学の先生方との面識はないので、これ以

上の情報は持ち合わせていません。

職業訓練関連の先生や、人間工学を研究されている先生方がこの方面に詳

しいようです。

　

以上、知りうる情報を連絡します。

ご参考までに。

　

　

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

No.375【発電機の作り方をご質問の中学3年のO.さん（2003.08.17）】

中３の男子です。

夏休みの自由研究で電気を作って(発電）みたいのですが　手作りでできる　

発電の仕方を　教えてください。

　

　

　

→【安藤回答2003.08.17】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

その1.

おもちゃ屋さんで、乾電池で動くモータを買ってきます。

モータのシャフトに手回しハンドルを取り付けます。

モータから出ている電線に豆電球を取り付けます。

手回しハンドルを回すとランプが点灯します。

（モータは実は発電機なのです。モータに電気を与えると電動機に

なり、逆にモータを回すと電気が発生します。）

　

その2.

おもちゃ屋さんで太陽電池を買ってきます。

太陽電池から出ている電線に豆電球を取り付けます。

太陽電池に光をかざすとンプが点灯します。

　

その3.

レモンとクギ、それに銅の板（銅箔）、針金、豆電球を用意します。

クギのクビ下に針金を巻き付け、銅箔の端にも針金を巻き付けます。

それぞれ巻き付けた針金には豆電球を結線します。

クギと銅箔をレモンに差し込むと、ランプが点灯します。

　

その4.

プラスチック製の下敷きを頭に乗せてこすります。

ティッシュの切れ端を置いた机の上に、下敷きをかざすとティッシュ

の切れ端が吸い寄せられます。

　

以上、ご参考までに。

　

　

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

No.374【レーザ機器関連仕事に従事されているの光学機器販売のH.A.さん（2003.07.28）】

何よりも好奇心の塊のような気性と、ねえこんなに面白い事僕は知ったんだ、

黙ってられないよ、君も興味感じるだろう？

と誰彼かまわず話し掛けずには居られない

陽気な教育者にもってこいのキャラクターのお方でしょうか？

ＣＡＴＶのレーザー発信機の出力+10ｄＢｍの根拠が知りたくて迷い込み、

明日の準備の為油売ってる間無いのに、思わず読み込んでしまいました。

レーザー核融合の山中先生にＬＩＮＤＥ？のルビーロッドやＥＤＧＥＲＴＯＮ？

のランプを買って頂いたのが自分ではついこの前だった感じなのにその後の

オプトロニクスの発展には驚くのみです。

出張から帰ったらゆっくり読ませて頂きましょう。

先ずは、！！！！！送りました。

　

　

　

→【安藤回答2003.07.29】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

おっしゃるとおり、好奇心の固まりで始めたホームページです。

社会人になってから、テレビ技術や光の本質を知るようになりまし

た。形式張らずに、難しい数式を使わずに、歴史的な側面にスポット

を当てて「光」を紹介して、情報を共有したいと思い、運営しています。

おもしろい情報をおもちでしたら、是非紹介下さい。

　

今後ともよろしくお願いします。

ありがとうございました。

　

　

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

No.373【光度と輝度についてご質問の光学機器販売のH.I.さん（2003.07.24）】

光度と輝度の相関は、どのような単位換算式があるのか教えてください。

基本的な内容です居ません。

　

　

　

→【安藤回答2003.11.11】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

光度と輝度は、大変理解しずらい内容を持っています。詳細は、

「光と光の記録」に述べてありますので参照下さい。その上でわから

ない内容をご連絡ください。

光度は、光のもっとも基本的な単位です。光の単位はすべてこの値か

ら導かれています。この単位は、イギリスで使われていたペンタン灯

の炎の明るさ（キャンドル）をもとに制定され、この光度で照度

（ルクス）、光束（ルーメン）が求められます。

輝度は、光度と似たような明るさの単位ですが、輝度は単位面積あた

りの光度が単位になっています。光源が小さい点光源の時には、明る

さを光度で表し、広い面積で光っているテレビ画面などは輝度で表し

ます。

光度と輝度の換算式はどの参考図書を見ても載っていません。しかし、

『光と光の記録』では、換算の考察を施しています。

　

以上、ご参考までに。

　

　

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

No.372【グレースケールとレンズによるEV値の変化についてご質問のM.Fさん（2003.07.23）】

安藤様

　

ご多忙中にもかかわらず、プライベートの貴重な時間を割いてご回答

（No.370の件）頂きまして、ありがとうございました。（又、お返事遅く

なりましてすいません。）

とは言え、私の場合、理論と知識が完全に結び付いておらず、ご回答を全

てを咀嚼し、理解するまでには、時間がかかりそうですが・・・。

（誤解しないでください。安藤様のご回答は理論的であり、大変分かりや

すいものですが、私の理解力、常識的な基礎知識が欠落している為です。）

　

失礼ついでに、もう２点質問させてください。

　

１．18%反射のグレーについてですが、オックスフォードグレーNo.22とか

Kodak Gray Card等ありますが、色が多少異なる気がします。

（オックスフォード　グレーは、若干薄いヨウナ気が・・・。）

18%反射率という意味で、見た目の黒の濃度は、無関係なのでしょうか？

　

２．完成品レンズユニットに例えば、テレコンバージョンレンズ等付加的なレンズを装着

しますと、

集光率が変わる→（レンズが受けると言う意味で）被写体照度が変わる→ＥＶ値も変わる。

の認識でよろしいですよね？

（愚問の様な気がしますが・・・。）

　

お返事頂ければ幸いです。

　

　

　

　

→【安藤回答2003.07.24】

安藤@AnfoWorldです。

ご連絡ありがとうございます。

　

>１．18%反射のグレーについてですが、オックスフォードグレーNo.22

>　　とかKodak Gray Card等ありますが、色が多少異なる気がします。

>　　18%反射率という意味で、見た目の黒の濃度は、無関係なのでし

>　　ょうか？

→

ここの所は、私も詳しくはわかりません。

グレーチャートに波長の反射特性が添付されていれば解明できるかと

思いますが、可視光全域にわたって18%の反射を持つものが該当する

のでしょうが、白色光源にしても、ハロゲン光やメタルハライドラン

プ、太陽光で色温度が違ったりしますから、そのあたりの許容はある

ものと思っています。

厳密に調べたければ、色温度計や色差計を用いて白色光源を特定し、

反射板の特性を割り出すしかなかろうと思います。

多くのカメラマンはそこまでは行わず、体に馴染ませるようにして使

い慣れた灰色板を使っているものと思っています。

18%反射板が無いときは、緑の葉や人の肌も18%の反射に近いそうで

す。人の肌と緑の葉では色合いが随分と違いますが大所、可視光の18%

程度を反射しているようです。

　

>２．完成品レンズユニットに例えば、テレコンバージョンレンズ等付

>　　加的なレンズを装着しますと、

>　　集光率が変わる→（レンズが受けると言う意味で）被写体照度が変わる

>　　　→ＥＶ値も変わる。

>　　の認識でよろしいですよね？

→

テレコンバージョンレンズを使うと、有効絞りが変わり、表示絞りの倍

程度になるというのを聞いたことがあるかと思いますが、このことが、

まさに上記の質問に当てはまると思います。

別の意味では、物体から放射される光を受光する場合、焦点距離が長い

レンズですと受光角度が狭くなるためたくさんの光を集められず暗くな

ります。

上の説明の「被写体照度」は、撮像面上の像面照度のことを言っておら

れるのですか？

私の認識は、被写体（人物などの物体）に降り注ぐ光で決まる被写体上

の照度と認識しています。これはレンズによっては変わりません。

被写体の照度は、あくまで光が物体に降り注ぐものであり、レンズとは

無関係です。

　

EV（Exposure Value）は、撮像面上で受光する光の総量を規定するも

ので、受光する時間（露出時間）とレンズの口径比（絞り）で決まるも

のです。

テレコンバージョンレンズを装着した場合には、レンズの見かけの焦点

距離が変わるのでレンズの口径が同じでも口径比（絞り　=　口径/焦点距離）

が変わり、露光量に影響を与えることになります。

　

以上、ご参考までに。

　

　

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

No.371【EV値と照度値についてご質問のM.Fさん（2003.07.17）】

前略、ものすごい情報量に感銘しております。

　

EVとＬｕｘの関係に関して、非常に興味があります。

と言うより、被写体輝度と被写体照度及び、ＥＶ値に関してです。

　

貴兄が『カメラ撮影には光が非常に重要な役割を果たします。』と書かれ

ている様に、カメラは、ＡＶ、ＴＶ、とＩＳＯで撮影すると言うより、光

源の光が、被写体に届き反射し、その反射に応じて被写体を写し止める

（勿論、ＡＶで被写界深度，ＳＶで止めの表現は異なりますが・・・。）

ことであり、それが、適正露出と最近、新境地に達しました。

　

ＥＶをルクスで表現できないかな？と・・最近思っていて、店員さんを中

心にあちらこちらで、聞いてみても、『関係あるだろうけど・・・。

で、何なの？』

　

そこで、質問です。

　

１．ＥＶとルクスの関係を式で示すと、どうなりますか？ご紹介頂けな

いでしょうか？

（主要被写体以外からの反射云々は、度外視して・・。ただ単純に。）

　

２．被写体輝度と被写体照度の違いを説明願えませんか？

　　貴兄が言われる被写体照度とは、限りなく、被写体輝度と私が思っ

ていたことなので・・・。

（被写体自体が発光しているのではないので照度となる？のでしょうか？）

　　

３．下記式（すいません。無断で貼り付けました。）で、Ｍのところの、

『被写体の大きさ』が分かりません。

（１＋Ｍ）²を換算値で表現できますか？

　　　　E = 235 x (1+M)² x F² / （T x ASA）

　　　　　　　E：撮影に必要な被写体照度（ルクス）

　　　　　　　M：撮影倍率

　　　（Ｍ = 撮像素子面上のイメージサイズ / 被写体の大きさ）

　　　　　　　F：カメラレンズ絞り

　　　　　　　T：撮影露出時間（秒）

　　　　　　　ASA：フィルム感度（ISO = ASA）

　

　 以上、ご連絡頂ければ幸いです。

　

　

　

→【安藤回答2003.07.17】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　カメラは、光源の光が、被写体に届き 反射し、その反射

>　　に応じて 被写体を写し止めることであり、それが、適正

>　　露出と最近、新境地に達しました。

→

頭の中にその考えが入っていると、光のとらえ方もずいぶんと整理さ

れるかと思います。

　　物体に光が当たる。

　　物体から光がはね返る。

　　-　これがものが見える基本です。

これに加えて、物体が自ら光る、というのがあります。

これらが、カメラ撮影で光を捉える場合の大切な考え方だと思います。

物体に光が当たる度合いが照度という単位であり、物体から光がはね

返る度合いが輝度、物体が自ら光度合いが光度、です。

これらの単位を結びつけるのが、光束です。詳細は、「光と光の記録」

に紹介しています。

　

>　　１．ＥＶとルクスの関係を式で示すと、どうなりますか？

>　　　　ご紹介頂けないでしょうか？（主要被写体以外からの

>　　　　反射云々は、度外視して・・。ただ単純に。）

→

EVは、被写体の反射した明るさを数値化したものですから、基本的

には輝度です。ルクスは照度で、物体に光があたる度合いを表して

います。両者の関係は、物体が18%反射のグレーと見なして

　　　　照度（ルクス） = B（輝度）　x　3.14　x　0.18

という関係があります。

EV値は輝度と同じ考えですから、上式の輝度にEVを変換参入して

やればよいことになり、

　　　　照度（ルクス）　=　2 x 2^EV　=　2^{（EV + 1）}

となります。

2の（EV+1）乗が照度となります。EVが0の時は、照度2ルクス、

EVが1の時は、4ルクス、EVが16の時に130,000ルクスとなります。

　

>　　２．被写体輝度と被写体照度の違いを説明願えませんか？

>　　　　貴兄が言われる被写体照度とは、限りなく、被写体輝度と

>　　　　私が思っていたことな ので・・・。

>　　　（被写体自体が発光しているのではないので照度となる？

>　　　　のでしょうか？）

→

　被写体照度というのは、撮影する物体に光が降り注ぐ量です。そこ

には物体の陰影の考慮はいっさいありません。被写体がどんな形状な

のかは全く関わりなく、被写体に雨のように、太陽光のように降り注

ぐ光の量を照度として示します。我々は、その降り注ぐ光の量を照度

計や入射露出計で受け止め、照度（単位面積にどれだけの光束が降り

注いでいるか）を求めています。

　被写体輝度は、入射した光がどの程度反射して光が戻るかを表した

数値です。もしくは、液晶画面や室内照明のようにどの暗いの明るさ

で光っているかの明るさを示すものです。輝度の考え方は、被写体の

反射特性、発光特性に大きく左右されるため簡単には数式で表しにく

いところがあります。理論的には、完全拡散面という物体を仮想し、

その完全拡散面での論議では、

　　　照度（ルクス） = 3.14　x　B（輝度）

という関係が成り立ちます。完全拡散面は現実にはあまりたくさんあ

りません。青空、雲などがこれに近く、スライドを見るシャーカステ

ン、酸化マグネシムの球などがこれに近いものです。完全拡散面の説

明は、「光と光の記録」を参照下さい。

実際の物体は、黒いものや、金属面のようなもの、波長選択反射をす

るものがあったりで、上の式に乗せるのは困難です。

　実際には、輝度計と照度計を使って、被写体に降り注ぐ光を照度計

で測り、被写体から反射される光を輝度計で測ってその差異を見くら

れれば違いを納得できるかと思います。

　写真撮影でも、入射露出計（照度を測る）で露出を決める方法と、

反射露出計（輝度を測る）で求める方法の二種類があってその選択は、

カメラマンにゆだねられています。露出計は、ただし通り一遍の露出

設定しかできず、被写体が真っ黒のものであってもその補正はしてく

れません。　輝度計は、物体のいろいろな部位の明るさを測っていろ

いろな手法で露出を決めることができます。

　

自発光のものについては、照度という値は適用されません。

ただ、照度換算ということは2.で述べた式から行われることがあり

ます。この考え方は、室内のテレビがリビング内の明るさ（照度）

と比べてどのくらいの明るさに相当するかを比較する場合に使いま

す。

　

>　　３．下記式（すいません。無断で貼り付けました。）で、

>　　　　Ｍのところの、『被写体の大きさ』が分かりません。

>　　　（１＋Ｍ）²を換算値で表現できますか？

>　　　　E = 235 x (1+M)² x F² / （T x ASA）

>　　　　　　　E：撮影に必要な被写体照度（ルクス）

>　　　　　　　M：撮影倍率

>　　　　　　（Ｍ = 撮像素子面上のイメージサイズ / 被写体の大きさ）

>　　　　　　　F：カメラレンズ絞り

>　　　　　　　T：撮影露出時間（秒）

>　　　　　　　ASA：フィルム感度（ISO = ASA）

→

被写体の大きさは、視野の大きさです。人間一人を撮影する場合には、

1.8m（=1,800mm）ということになりますし、本を写すなら、

30cm（=300mm）ということになります。大きな山を写す場合は

10km（=10,000,000mm）ということになります。

撮影倍率は、被写体をカメラ撮像面に写し込む倍率で、大きな物体を

撮影するときの倍率Mは非常に小さなものになります。

人の撮影の場合は、

　　　M = 36mm/1800mm = 1/50

　　　36mmはフィルムライカサイズの横方向のフィルムサイズ

山の撮影では、

　　　M = 24mm/ 10,000,000 = 1/417,000

　　　24mmはフィルムライカサイズの縦方向のフィルムサイズ

となります。Mが小さいとき、すなわち被写体が大きいとき、 (1+M)²

は1に収れんします。従って、この項目は無視し必要な照度値を求め

てよいことになります。この値は、露出の倍率補正というもので、

被写体が小さいとき、露出計で測った露出条件よりこの倍数分だけ暗

くなるため見かけの絞りが大きくなることを示しています。

Mが1/2の時、（1+M)²は、2.25となり2倍の光が必要となり、

M=1（等倍撮影）では4となり4倍の光（2絞り分の光）が必要となります。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.370【高速度カメラのレンタルについてご質問の会社員Y.K.さん（2003.07.04）】

私はS県にありますT社のY.K.といいます。

鋸の製造をしていますが切断中のビデオを取りたいのですがカメラがありま

せん。購入するには金がないしどこかでレンタルできるところがないでしょ

うか。スピードは一秒間に１０００コマあれば十分です。できましたらレン

タルできるところを教えてください。

　

　

　

　

→【安藤回答2003.07.09】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご連絡遅れまして申し訳ありません。

需要が無いためにレンタル業務で成り立っているメーカーは少ない

ようです。

オリックスレンテックで高速度ビデオカメラを扱っているようです

（ただし、機材は古くて比較的高価）。

また、機材を貸し出すのみで撮影はお客様の責任のようです。

　

最近のカメラは安価になってきて、安いものは70万円（白黒、250

コマ/秒）で購入できますし、300万円程度でパソコンに接続して即

座にAVIファイルにできるカメラもあります。

最新鋭の1500画素x1100画素、1000コマ/秒（部分撮影で100,000

コマ/秒）のものは850万円します。

　

のこぎりの切断状況は、1000コマ/秒から10,000コマ/秒程度必要か

と思います。

チェーンソーの弛みや移動速度などは1000コマ/秒で十分かも知れま

せん。

おもしろい応用で興味がありますが魅力ある情報を提供できず申し訳

なく思っています。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.369【電気部品のJIS規格についてご質問の会社員N.T.さん（2003.06.24）】

＊初めてメールをさせて頂きます。下記質問にご回答頂きます様お願い致

します。

私は海外からの輸入によるの電気部品総合卸業に勤務しておりまして、電

気工事材料の販売を担当しております。

日本国内の電気工事材料は大半のものに「ＪＩＳ」がついており「電気用品

安全法」を取得しておりますが、海外（輸入元は主に韓国になります）の商

品には「ＪＩＳ」がついているものは少ないと思われます。「ＪＩＳ」は任

意規格であり強制規格ではないため「ＪＩＳ」がついてない商品でも電気工

事に使用出来ると認識しておりますがよろしいでしょうか？

但し「電気用品安全法」はクリアしてなければならないとおもいますが・・・

　

又、電気事業法の電気技術設備基準においてその他に制約はありますか？

　

以上　ご回答よろしくお願い致します。

　

　

　

　

→【安藤回答2003.06.24】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

JISは日本が決めた工業規格で、製造側もユーザ側も一定の品質が維

持できる規格として重要なものと認識しています。

海外製の製品でも日本で使用できると思いますが、設備受け入れ側

（ユーザ）はJIS規格に準拠した品質の部品を要求するのと違います

でしょうか。そうした一定の品質を要求しないユーザであるなら特

に問題ないと思います。（しかし、そういうユーザがいるかどうか

は疑問です。）

　もし、何も規格を取得していない製品を販売するとして、その場

合どのような形でユーザに信頼させるか、そうしたドキュメントを

作る方がかなりの労力が必要とされると考えます。

　

JISは、日本国内だけの規格ですが、米国ではUL規格、国際的には

IECなどの規格、電磁ノイズを扱う製品はCEに準拠する必要があり、

日本の製造メーカが海外に輸出するときこうした規格を取得します。

　

そちらが扱おうとしている製品もなんらかの規格をクリアしている

ものと思われます。

その規格がJIS規格に適合していればその証明書だけでよいかと思い

ます。

　

いずれにしましても、まったく規格を取得していない製品を扱うに

は、ユーザが自身で検査できる計測器を持っていてユーザが責任を

持つか、販売する業者が責任をもつか、製造者が責任を持つかの必

要があろうと考えます。

　

この方面は、私自身専門ではないのであまり詳しいことはわかりません。

わかる範囲で回答申し上げました。

　

　

　

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

No.368【冷却型CCDのISO感度についてご質問の会社員K.K.さん（2003.06.19）】

安藤さま

　

はじめまして

K.K.と申します。

仕事で光学機器メーカーのセールスをやっております。

　

「光と光の記録」を拝見したのですが、該当する項目が無かったよ

うなのでお聞きしたい事がありご連絡しました。

　

お聞きしたいのは冷却CCDカメラで言われる冷却温度とISO感度の相関

です。具体的には冷却温度で室温-25℃といえばISO感度のどれぐらい

に相当するのでしょうか？また逆に撮影感度ISO1600ですと冷却温度

は室温でどれぐらいになるのでしょうか。

　

たいへん初歩的な質問でお恥ずかしいのですが、教えていただきましたら

幸いです。

　

追伸、私は仕事柄WindowsとMacの両方を使用しているのですが、最近

小学校2年生の娘にはiBookを買いました。学校でもパソコン教育が始ま

っているのですがやはりWindowsです。

せめて家庭だけでもMacでと思っています。

　

　

　

　

→【安藤回答2003.06.19】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

世に出ている冷却CCDは、冷却によって感度を上げると言うよりも露

光時間を伸ばすために撮像素子を冷やしているように見受けられます。

例えば、30度程度の一定の温度に保つセンサーでは0.1秒程度までの

露光時間に使われ、-25度のペルチェ冷却では2秒程度、-197度の液

体窒素冷却では1時間から2時間程度、液体ヘリウムなどでは10時間

の露光を行っているカメラがあります。

　

CCDカメラの感度は、冷却温度だけでは決められず、

1. 撮像素子の冷却温度

2. 撮像素子の大きさ（受光面積）

3. 撮像素子の開口率（受光比率）

4. 読み出し方式（インターライン方式かフレームトランスファ方式か）

4. 蓄積電荷の読み出しスピード

4. 後段の電子増幅

によって決まります。カメラからの受光信号はノイズとの戦いですか

ら、ノイズが低くS/Nの良い映像信号であるなら、後段で電子増幅し

てやれば相対的に感度がよいカメラとなります。

そのノイズは、ほとんどの場合撮像素子の熱電子ですから撮像素子を

冷やしてノイズを抑えるわけです。

　

私の経験では、一般の2/3インチインターライン白黒カメラ（冷却を

していない）で1600 ISO相当が一般的でした。

1画素が12ミクロンx12ミクロン程度の大きな画素を持ったフレーム

トランスファ方式のCCDカメラは冷却無しで5000 ISO相当を持ったも

のがあります。

天体観測用に作られた電子冷却用の16ビットCCDカメラでは、入射光

を広い範囲にわたって受光できるので（1：65,000）、撮影後に下位

ビットの情報を拾い上げて画像にしたところ50,000 ISOの感度があり

ました。

　

>　　また逆に撮影感度ISO1600ですと冷却温度は室温でどれぐらい

　　　になるのでしょうか。

先にも述べましたように、2/3インチ白黒インターライン方式のカメラ

では、室温で（特別な冷却機能がなくて）1600 ISO相当の感度を持っ

ています。

最近の1/3インチカラーCCD（インターライン方式）でも室温で400 ISO

相当はあるようです。

過日、病院の研究室で生物顕微鏡に取り付けられていた米国MTI社製の3

板式1/3インチCCDカラーカメラは、室温操作でかなり感度が高く、

4,000 ISO相当あるかと思われるほどのものでした。カメラヘッドが小さ

く顕微鏡に簡単に取り付けられていました。いったいどのようにしたらこ

んなに感度の良い小型カメラができるのだろうと今もって不思議です。

　

以上ご参考までに。

　

>　　追伸、私は仕事柄WindowsとMacの両方を使用しているので

>　　すが、最近小学校2年生の娘にはiBookを買いました。

　お仕事は医学関係のお客様がいらっしゃるようですね。

このメールは、旅先の宿で打っていますが、使用しているコンピュー

タはiBookです。操作感覚に違和感がなく、フォントが美しくて字を

見てて疲れません。Officeは新しいものが入っているのでWindows

からの文書も問題なく見ることができます。

　

>　　学校でもパソコン教育が始まっているのですがやはりWindows

>　　です。せめて家庭だけでもMacでと思っています。

学校は、単に予算だけを獲得して入札だけでコンピュータを購入す

るので100％Windowsです。それに価格面で安くしなければならな

いのでかなり安価なパソコンが入っているようです。ハードディス

クがクラッシュすることもあるようです。

それだけ粗悪なものが入るんですね。

パソコン教室には40台くらいパソコンが入るわけで、その中の一台

でもパソコンがクラッシュすると授業が続けられない。そのために

事前に、一台一台パソコンをチェックしなければならないらしいで

すけど、そこまで管理できる人が学校にはいないらしいです。

米国では、教育用にマックがかなり導入されているようですけど、

日本は美術学校や音楽関係以外にマックが導入されるのは滅多にな

いようですね。

　

　

　

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

No.367【分光器ついてご質問のrakkoさん（2003.06.16）】

学校で光物性の実験を行ったのですが、パワーメータを使ってシステムの

分光特性（光源プラス分光器）を求め、分光器の特性を推測するところで、

分光器は単色の波長を取り出す目的のほかに使い道はあるのでしょうか？

　

　

　

　

→【安藤回答2003.06.17】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

分光器の主な働きは、入射する光を分散させる働きを持ち、ご指摘の

ごとく希望する単色光を取り出すことの目的の他、入射する光の波長

成分がどの程度あるかを調べることに利用されています。

波長純度の高い光を取り出したいときや、光の波長特性を調べる上で

は重要な器械だと思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.366【光のエネルギー量についてご質問のasaさん（2003.06.15）】

初めて利用させて抱いています。突然ですがお聞きしたいことがあります。

通常のLOW PASSフィルターに白色光を照射させてxy色度図から主波長を

求めようと思います。そこでまずはxy色度図の勉強を始めたのですが、そ

の前のRGBの算出が必要のようでR,G,Bはr(λ),P(λ)の積分となるわけです

が、問題はエネルギー量P(λ)をどのような形で用いればいいかわかりませ

ん。各波長に対する透過率は分光分析にて得られています。他の方々はど

のようにエネルギー量を算出しているのですか？

もし何を行ってるのか理解しがたい場合指摘してください、かいとうします。

何とかして自問を解決したいので..

ぜひ教えてください。

　

　

　

→【安藤回答2003.06.16】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

わたしも詳しくは知りません。

光のエネルギーは、パワーメータと呼ばれるものを使って測定面に光

を入射させて測定します。

分光器の射出側にパワーメータを取り付ければ、波長毎のエネルギー

を取り出すことができます。

分光計測ではパワーメータでエネルギーを求める他にも、フォトダイ

オード（フォトマル、リニアCCDアレイ、CCDカメラ）を取り付けて

光の強度を求めることもあります。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.365【ワットとカロリーについてご質問の会社員Y.M.さん（2003.06.15）】

安藤　様

　

私は現在、「半導体熱交換素子」という新しい「熱源」を製造販売する会

社に勤務しております。

　

私どもの「半導体熱源」は、ニクロム線の発熱と異なり不思議な性質をも

っております。

電気的に大変省エネですが、発熱温度はかなりのものなのです。

したがって、雪や氷を、１/10位の消費電力で融解させてしまいます。

したがって、

（W　×　0.864　＝kcal）

の従来の電熱線で要していたカロリーが無くても、融解できることになり

ます。

　

しかし、役所などで基準としている「ロードヒーティング」における

「カロリー基準」に合致せずいろいろと、物議を醸し出しております。そう

こうしているうちに、私も頭の中が混乱してきてしまい、あらためて

「ジュールの法則」を勉強してみようと、「ジュールの法則」で検索してい

るうちに安藤様のHPに出会い、勉強させていただいております。

　

しかし、どうもワットとカロリーの関係がわかりずらく、悩んでいる今日

この頃です。

「役所の人」の頭の固さにはホトホト参ってしまいます。

「発熱温度」と「カロリー」を切り離してくれないとどうしようもないの

ですが、いくら説明してもわからないようです。

　

ちなみに弊社のヒーターは、先月「JR東日本」殿のt新幹線の車輪融雪に正

式に採用いただいた実績があります。

それなのに・・・・・・「役所」では、規則一辺倒で、困ったもんです！

　

それにしても、安藤さんのHPは大作ですね！これからも、勉強させてください。

ありがとうございました！！

　

　

　

　

→【安藤回答2003.06.16】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

半導体熱交換素子は、制御性がよく扱い易い熱源というカテゴリー

でしょうか。熱源として、半導体を使うのはおもしろい発想だと思

います。昔、小さいヒータの変わりにトランジスタを使ったことを

思い出しました。トランジスタは電流増幅素子なので、電流制御で

発熱が変わりこまめな熱制御が可能でした。

　

大電力を使って発熱を使う装置は、サイリスタを用いて電力制御で

発熱体の温度制御する方式とか、周波数を制御して発熱を制御する

のが一般的なようです。

　

熱量も、いろいろなエネルギ（機械的はエネルギや電気エネルギ、

光エネルギ、音エネルギ、化学エネルギ）を一元化するために、

ジュールとワットで換算する必要があり、熱量独特の言い方とし

て、カロリーという単位を採用していると解釈しています。

カロリーは、1gの水の温度を1°C高める熱的エネルギーと定義され

ています。

この1カロリーという熱量が、エネルギーに換算するとどのくらいの

量になっているかを調べた人が、ジュールという人で、彼は精密な撹

拌装置（羽根車）と保温箱、温度計、羽根車の仕事量がわかる装置を

組み合わせて計測しました。

その結果、

　　1カロリー　=　4.12 ジュール

という換算値を得ました。この関係はどのようなことがあっても崩れ

ないと思います。

電気もエネルギの固まりですからジュールで表すことができ、電圧と

電流を掛け合わせた値に通電した時間（秒）を積算して求めます。

　

私の認識では、電気エネルギはほとんどのケースが熱エネルギに変わ

ると思っています。電球にしても、10%の光エネルギの他90%は熱

に変わると思っています。その光エネルギーも最終的には熱エネルギー

に変わります。つまり使った電気はすべて熱に変わると思っています。

ですから、

御社のホームページの説明の中で、御社の素子は熱交換率が高いと説

明されていますが、その説明が私には十分に理解できないでいます。

といいますのは、電気エネルギーが熱に変わらなければ、何に変わる

のだろう？　という疑問がわくからです。

ニクロム線に電気を流して電気を消費するとしたら、それはすべて熱

に変わるのだと思っています。御社のホームページの説明では、ニク

ロム線の熱交換率が45-65%とありますから、残りの55-35%はどこ

に行ってしまうのだろう？　と思ってしまうのです。

おそらく、御社の製品は希望する対象物に効率よく熱を伝える構造を

持っていて低電圧で温度制御できるからそういう意味で効率が良いと

言っているのだろうと思います。

　

一般のニクロム線の発熱体と御社の製品を実際に発熱させて、電力と

発熱の関係を比較されるとよりわかりやすいかと思います。

たとえば水の温度を暖める（カロリーの定義が水の温度なので）際に、

ニクロム線と御社の製品ではどの程度効率がよいかを実験されてその

結果を紹介いただけると理解が深まります。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

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

No.364【暗所視、明所視、薄所視力で質問のK大学学生A.H.さん（2003.06.13）】

以前(2001.05.19)、太陽光について質問させて頂いたK大学のR.H.と申

します。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。

　

1.暗所視と明所視、その中間の薄所視の定義

　暗所視と明所視とでは、異なる視神経を用いているとの記述があります

　が、暗所・明所の照度についてどのような定義があるのでしょうか。

　

ご多忙のところ申し訳ありませんがどうぞよろしくお願いします。

　

追記

　卒業研究、大学院の研究でハイスピードカメラを使用しています。

　研究室の説明書・解説書を読みあさっていたところ、ハイスピードカメ

　ラに関する資料に"安藤幸司"の文字を見たときには非常にうれしく思い。

　ましたよく使っているカメラのメーカの人だった、、しかも大阪営業所!!

　

HPを読んでいて気がついた点がありました。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

この3,000cd/m²の輝度を持つ3,500kmの球形をした月が、384,000km

離れた地球を0.2ルクスで照らすというのです。このレイアウトは月と地球

の距離が月の大きさに比べて十分に遠いので月を点光源と見ることができま

す。月の光度はデータによると8 x 10¹⁶ cdとありますから、このデータを

使って地球面の照度を計算すると

E = 8 x 10¹⁶ cd /（3.84 x 108）2 m²

　= 0.54　ルクス

という値が算出されます。データによる地球面での照度0.2ルクスと2倍強の

違いがあるが、この誤差は月の位置（地球の測定緯度）と大気の吸収係数に

関わりがあるものかも知れません。

ーーーーーーーーーーーーーーーーー

地球面の照度計算についてですが

月の光度を地球の射影面積で割る計算式になっていると思います。

E=8 x 10¹⁶ cd /（3.84 x 10⁸）² m²

ではなく

E=8 x 10¹⁶ cd /（3.84 x 10⁸）2×π m²

=0.172

となり照度0.2luxに非常に近い値になります。

　

　

　

→【安藤回答2003.06.1】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　暗所・明所の照度についてどのような定義があるのでしょうか。

　網膜にある視細胞は推状体と桿状体の二種類があり、推状体細胞は、

明所視を司り網膜の中心部3mm部分に密集しています。桿状体は、

暗所視を司り、中心の周りを取り巻いています。二つの視細胞が切り

替わるのは被写体の輝度が0.002cd/m²（照度にして0.03ルクス）

で、満月の夜より一桁暗い明るさで役割を交代します。

　人が暗いところに入った時、最初に、明るい場所で主役であった推

状体細胞の感度が約1,000倍くらいに上昇します。この状況が約10分

ほど続き、続いて徐々に桿状体細胞が働きだし、この細胞の感度も

1,000倍に向上します。暗いところから明るいところに出るときは

1-2分で順応します。

　薄明視については、まだ見識がありません。もうしわけありません。

推状体細胞の感度が約1,000倍くらいに上昇し 桿状体細胞も働き出し

たあたりを薄明視と言うようです。

　

>　地球面の照度計算について

貴重な情報ありがとうございました。

もう少し、検討させてください。

私の理解では、光度というのは面積で割ってはいけないような気がし

ています。光度と輝度というのはなかなかとらえづらい考えで、やや

もすると混乱してしまいます。

光度は距離と仲がよく、面積と仲が良いのは光束（ルーメン）です。

輝度の単位は、なるほど光度を面積で割ったような次元になっていま

すが、私の考えは、

　　ある光度 I を持った点光源をRの距離で完全拡散球で包み込むと、

　　拡散球面上の輝度は、

　　立体角πで除した値に距離Rの二乗に反比例した値となる。

　　B = ρ * I / （π * R ² ）

　　　Ｂ：　輝度

　　　ρ：　透過率

　　　Ｒ：　光度Iと拡散球までの距離

というものです。この場合もRは光度と拡散球までの距離であり、照射

される面積ではありません。

　

今回の情報は、月明かりの照度の問題の回答の一つとして、ありがたく

拝領し、もうすこし私の方で検討して見たいと思います。

もし差し支えなけば、光度を地球の射影面積で割る計算式をもう少しわ

かりやすく説明いただけると助かります。

　

いつも応援してくださいまして心より感謝申し上げます。

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

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

No.363【反射板の単位について情報提供の会社員M.Y.さん（2003.06.12）】

安藤様。

　

はじめまして。

S社のM.Y.と申します（現在、国土交通省に出向中）。

いつも参考にさせていただいております。

小生にとって、このＨＰはバイブル的存在となりつつあります。

　

さて、

反射板の部分ですが、cd/m^2・luxというという単位の謎について、簡単

に記させていただきます。

　

反射体の反射性能は、ＪＩＳ　Ｄ　５５００に準拠しており、

直径７０ｍｍの反射体に、反射体の箇所での照度が１０．７６lux（アメリ

カのSAE規格を参考にしているため、このような値となっている）の光を

照射した場合のｃｄ（光度）であらわします。

単位としては、ｃｄ／１０．７６luxとなります。

　

例えば、反射体の色が白色で、

光の入射角が０degree

観測角が０．２degreeの場合は、

３５（ｃｄ／１０．７６lux）以上の反射性能が必要と定められています。

　

これを、日本でもなじみがある単位にすべく、cd/?・luxに換算されてい

ます。

３５（ｃｄ／１０．７６lux）／０．０３５＾2π（ｍ＾2）×１０．７６（lux）

＝約８５０（cd/m^2・lux）

　

ということで、日本では、

反射体の色が白色で、

光の入射角が０degree

観測角が０．２degreeの場合は、

８５０（cd/?・lux）以上の反射性能が必要と定められています。

　

更に詳しくは、社団法人　日本道路協会が発行している、視線誘導標設置基準・同解

説をご覧願います。

　

以上、参考になればと思い、メールさせていただきました。

　

　

　

→【安藤回答2003.06.1】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

疑問に思っていたトピックに対する回答ありがとうございます。

10.76Luxは、米国の1フートカンデラに相当する照度の値で、これ

を割って日本が使っている値に直しているのですね。

1フートカンデラ（つまり、10.76ルクス）の照度をφ70mmの反射

板に照射させた時の反射光の輝度（cd/m^2）の意味合いでしょうか。

　

下記のご説明では、10.76ルクスの照度を反射板に照射したときの反

射する光度（cd）と説明されていますが、上の理解とちょっと合点が

いかないので、教えていただいたJIS D 5500を読んでみようと思いま

す。

その後、私の理解を再度ご確認頂いて、Webサイトにアップしようと

思っています。

貴重な情報ありがとうございます。

　

　

　

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

No.362【1cdとエネルギーについて質問の韓国電機メーカY.M.さん（2003.06.11）】

はじめまして、Ｙ.Ｍ．と申します。今春から韓国の電機メーカに勤務して

います（韓国在住）。

照明系の計算をする関係で、照明系の本を読んでいたら、ルーメンの定義

の処で、

１Ｗ(λ＝555nm）＝６８３ｌｍ　

という基本式に出会いました。

この６８３という数値の起源について知りたいと思ってWEBを検索したら、

安藤さまのHPに出会いました。

　安藤さまのHPでは、６８３の起源について、

　

＞ 1979年10月11日パリで開かれた第16回度量衡総会では光度

＞ の単位を以下のように取り決めた。

＞ 『1cd（カンデラ）は、光の周波数 540 x 1012 Hz において問

＞ 題とする方向の放射強度が1/683 W/ステラジアンである光源の

＞ 特定方向への放射強度とする』

を挙げていらっしゃいます。　確かにそうなのですが、

　「なぜ車は前へ進むのか？」

という疑問に対して、

　「アクセルがあるからだ。」

と答えられたような気分です。

　

683という値を導出するには、どのような計算をすればよいのでしょうか？

お教えいただきたく、よろしくお願いいたします。

　

　

　

→【安藤回答2003.06.07】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

1cd の定義は理解されていますでしょうか？

1cd の光度（明るさ）が光の古来の基準でした。

1cdは、人間の感じる明るさ（すなわち可視光領域）を基準とした数

値で、W（ワット）は、物理学の分野で発達し、パイロメータや、光

高温計、放射温度計などで精度良く求められるようになってのち、両

者の互換をとる必要が出てきました。

しかし、１cdとエネルギーの間には単純には換算できない問題があり

ます。人が光源に対して感じる波長別の感度強度（比視感度）を調べ

なければなりません。

比視感度を調べて、1cdを定義した標準光源の発する光度とエネルギー

（ワット）を求めて、人間の比視感度のピークである555nmがどれだけ

の換算になるのかを求め、最終的に555nmの光の1Wを683 lumenと定

めたのです。

　

この換算値を求めるまでに、

1cdの定義、人の比視感度の定義、標準的な光源（1cdを定義した光源）

の発する可視光領域のエネルギ（W）を求める歴史があり、これより最

高ピーク値の値を定義したと言えます。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.361【USB対応のマウスについて質問のY.O.さん（2003.06.07）】

以前、安藤さんに質問した事があり、その折、丁寧な回答を頂きまして、

非常に助かりました。

ありがとうございました。

　

再度、質問がありましてご連絡した次第です。

もし、時間が許せば　で結構ですので、返信いただければと思います。

　

現在、マウスでも裏側のボールがLED（ダイオード）タイプの物がありま

すよね。それをUSBポートに差込めば、自動的に認識してくれるとのこと

で購入しました。

ですが、認識する時と、しない時とあります。

システムからデバイスマネージャーへいって、マウスの状況を確認すると、

HID互換・・・といった項目が追加されていても認識しなかったり、

全く出ていなかったり・・・。

　

どこをどういじれば完全にそのマウスを認識させられ、常に使用できるのか・・・・

不明です。

もし、御存知であれば、御教え願いたい・・・といった内容です。

　

突然のメールなので、"無礼な奴だ！"と思われることと思います。

気分を害されたら　非常に申し訳ありませんです。

　

　

→【安藤回答2003.06.07】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

USBは、最近主流になってきているインタフェースバスです。

コンピュータを立ち上げたままプラグを抜き差しでき、自動的に認

識してくれるのでとても重宝します。

USBは、マウスのほかにもプリンタ、MO、CD、ハードディスク、携

帯用モデム、画像キャプチャ装置などたくさんの種類が出回っていま

す。

　

私自信、USBタイプのマウスで認識がしなくなることは経験してませ

ん。プリンタで認識しなくなったことがありました。

これは、USBのハブを用いて同じ階層のところに同じメーカのタイプ

の違う2種類のプリンタを接続したときに一方のプリンタが認識しな

くなるというものでした。

階層を変えたら二つとも認識するようになりました。

思い出しましましたが、二種類のUSBのマウスを同時に接続したとき

も一つのマウスが動かなかったことがあります。また友人のコンピュ

ータを購入した際、通常のマウスと、赤外線通信によるワイアレス方

式のUSBマウスを同時に使ったときもワイアレスマウスが動かなかっ

たことがあります。

こうした不具合は、USBバスでの通信の手順が装置側でうまく作り込

まれてないように感じます。

USBはいろいろな機器と接続しますからすべての接続を考慮してドラ

イバが作り込まれていないように思います。

これらの不具合は私自身あまり深くつっこまずに使える範囲で使用し

ているので適切なアドバイスができません。

　

強いてあげるとすれば、

1. マウスのドライバソフトは適切にインストールされているか？

2. 信頼のおけるメーカのオプティカルマウスを購入しているか？

3. マウスのドライバーソフトは最新のものを使用しているか？

（製品に同梱されているソフトも古いものがあり、

インターネットでメーカのサイトで最新バージョ

ンや情報を収集する必要有り）

4. 同時にたくさんのUSB機器を接続したりハブを使っていないか？

（問題のあるマウスだけをUSBポートに接続してそれが正しく

動作するか確認する。それがうまく動作しない場合は、マウス

そのものに問題があるか、USBポートに問題があるか、パソコン

のハードウェアに問題があるか、OSに問題がある）

5. ほかのパソコンでそのマウスを使った場合に同じような問題が起きるか？

6. OSは最新のバージョン（アップデートされたもの）を使っているか？

などがチェック項目です。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.360【LEDの照明を研究されている韓国大学C.K.先生（2003.06.04）】

はじめまして。

　

私は、韓国のK大学のC.K.と申します。

何年か前に、先生のHP、特に光の記録関連資料をみて、大変勉強になりま

した。

　

私は、１９９３年に東京へ行き、T芸大にて博士（美術、デザイン）を頂

き、２０００年春にソウルに戻りましたが、論文を書くときに先生の文書

は大変役に立ちました。その後、すっかり忘れていましたが、今回LED関

連資料を調べていたところ、先生の文書を思い出し、GOOGLEで検索した

ら、ありまして、またも助かりました。ありがとうございます。

　

いま、やっているのは、１Wのアメリカ製（L社）LEDをストロボ発光させ、

照明演出することですが、先生の文書で、ヒントを得て、韓国の会社に作

らせています。

　

私は、大学院生をやりながら、東京の照明デザイナー、I先生に教えて頂き

ました。博士論文と作品（芸大の場合、個性的な独自の作品が必要です。）

のテーマを‘小さな光’とし、夜空の星や夜景の小さくなって見える光の

造形原理みたいなものを研究し、作品をつくりました。そのとき出会った

のが、１９９６年ごろのN社の白色LEDです。そのあと、韓国のいろいろ

な照明設計プロジェクトをやったり、ソウル市の‘光のマスタプラン’など

がをやりなら、ずいぶん楽しんで（？）います。２００１年に今のK大学の

助教授となりました。

　

最近は、２０２０年まで、アメリカのエネルギー省（DOEが照明用電力需要

の５０％をLEDなどSSLでカットする計画（ROADMAP）を見てから、LEDを

デザイン（照明器具や設計技術など）的側面から考え直しています。この件

に関しては、また先生に相談できるかもしりません。

　

というわけで、初めてのメールで、長くなりましたが、何か先生の文書から

でしょうか、長く付き合った気がしてこうなりました。これからもよろしく

お願いします。

　

　

→【安藤回答2003.06.04】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

韓国から、しかも達者な日本語でメールをいただきありがとうござい

ます。

当方、韓国語があまりわからず、パソコンにもハングル文字が入って

いないので日本語で失礼します。

大変、詳しいメールをいただきまして、舞台や演出の照明分野にもLED

が使われ出していることに思いを新たにしました。

私の方は、学術分野で「光」と関わっていますけど生活の中の光は大切

なものだと実感しています。

　

そちらの仕事がうまくいきますよう祈念しています。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

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

No.359【電界発光について質問の工業大学の学生さん（2003.05.29）】

はじめまして工業大学に通っているものですが、

電界発光というものについて調べていてこの場

所を見つけたのですが、とても知識があるよう

なのでもし知っていたら簡単で良いですので教

えてください。よろしくお願いします。

　

　

　

→【安藤回答2003.05.29】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

電界発光についてはそれほど認識がありません。

「光と光の記録　-　EL (Electro Luminescence) 表示灯」を参照

下さい。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.358【力率改善コンデンサについて質問のTNK社のA.H.さん（2003.05.29）】（2003.07.26　コメント訂正）

はじめまして。

TNK社のA.H.と申します。

　

まず、状況を説明致します。

現在、インドネシアのバタム島で、電気空調設備工事を行なっております。

昨年、省エネ対策として、客先の受電盤にキャパシターバンク（コンデンサ

ーユニット）を設置しました。

1次側の電源仕様は、三相四線式３８０V50Hzです。

電気料金は、受電盤に取付けたKWHメータによって計算されています。

受電盤のバスバーに並列で、コンデンサーユニットを取付けました。

その後、KWHメータを計測して、取付け前と比較した結果、約5％程度減っ

ていました。ただし、天候や生産機器の稼働状況が、同じとは限らない為、

正確な数値は出せていません。

　

そこで質問なのですが、キャパシタ‐バンクで、本当にKWHを削減できる

のでしょうか？自分で、いろいろ調べたのですが、コンデンサーユニット

で力率を上げても皮相電力が減るだけで、有効電力（KWH)は変化しないと

いう結論にたどり着きました。

実際のところはどうなのでしょうか？

力率が85％から98％に改善したことによって、確かに電流値は減ってい

ます。しかしこれは、皮相電力が減ったからであって、有効電力には影響

してないと思うのですがいかがでしょうか？

　

もし、力率を改善すればKWHが下がるのであれば、その理由を教えていた

だければ、助かります。

いろいろと聞いてみたのですが、人によってまちまちで、納得のいく答えが

得られませんでした。

　

力率を上げれば電力が下がるという人は、電圧降下が減る為、ケーブルの抵

抗分損失が減り、電力量が下がる。

二次側の生産機器のモーター効率が上がるので、電力量が下がる。と教えて

くれました。なんで二次側のモーター効率が上がるのかは、分からないようです。

　

突然のメールで、申し訳ありませんが、ご教授いただければ非常に助かります。

　

　

→【安藤回答2003.05.29】（2003.07.26追記）

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、電力関係の専門家ではないので、ご質問のについて確信をも

ってご回答できる自信がありません。しかし、大所、私の見方で正

しいと思っています。そちらの電力関係の詳しい方に私の意見をも

とに最終判断をされると良いかと思います。

もし私の考えが間違っているようでしたらご面倒でもご連絡頂ければ

幸いです。

　

まず、電力計ですが、これは一種の電流計です。フランスのアラゴと

いう学者が発見した渦電流を応用して、回路に流れる電流に応じてア

ルミ円板に渦電流が発生しその電流によってアルミ円板が回転し、そ

の回転数で電力を換算するものです。

この電力計には電圧は関与していず、電流のみでアルミ円板が回転し

てこれによって電力量を換算し、使用した電力として電力料金の換算

が行われます。

（↑2003.07.26追記：　上記訂正があります。電力量計は、電圧と

電流を導き入れて電圧のコイルと電流のコイルの双方の位相でアルミ

円板が回り電力を計算しているそうです。したがって、電力計は、電

流だけを測定しているのではなく、電圧も加味して電力を測っていま

す。したがって、電力計は有効電力しか測定しません。一般家庭です

と力率の悪い機器は多くないのでそのまま電力量として料金の徴収が

行われますが、工場では力率の悪い機器に対しては力率改善勧告のた

めに力率割り増し徴収が行われているそうです。これは、別途、無効

電力を測定する電力計を使って、有効電力と無効電力を測定し、85%

を境に力率がよい場合には力率割り戻しを、悪い場合には力率割り増

し徴収を行っているそうです。）

　

発電所で作られる電力は電圧と電流の位相のそろったもので、これが

消費地に送電されています。

　

機械の実際の仕事は、電圧と電流の掛け合わせたもので表されますが、

両者の位相がずれると電気は流れるものの機械がまったく動かないケ

ースが出てきます。たとえばコンデンサモータなどでモータを回すた

めに入れるコンデンサを間違えると、電気は流れるけれどもモータが

回らないという不具合が出てきます。しかもこの場合、電力計は、渦

電流によってアルミ円板はグルグル回って料金換算されます。

（↑2003.07.26追記：　上記訂正があります。電力量計は、電圧と

電流を導き入れて測定するため、上記の場合には、電力計のアルミ円

板が回らず料金換算されません。しかし、力率が悪いと、力率割り増

しと言って別途追徴料金が課せられます。）

　

同じ電気を流すならば機械に加える前に適切なコンデンサ（力率改善

装置）を配置して電力会社から供給される電圧と電流の位相と同じに

してやれば効率よく電気を使うことができ不本意な電力料金を支払わ

ずにすみます。

　

仕事は、何度も述べますが電圧と電流のかけ算です。電圧が最大の時

に電流が最大になるようにしてやるのが一番効率が良いのです。白熱

電球などは、インピーダンスが抵抗成分だけなので、電圧と電流の位

相がそろっているのでアラゴの渦電流は正直に電力を算出してくれま

す。しかし、インピーダンスにコイル（誘導負荷）のようなインダク

タンス成分やコンデンサー（容量負荷）のようなコンダクタンス成分

が入っていると電流は流れているのにそれ相応の仕事をしてくれない

のです。電圧が141Vの時に電流が０であったら電力は0になります。

逆に電圧が0となったときに機械が5Aの電流をほしがる場合も電力は

0となります。

　

>　　力率を上げれば電力が下がるという人は、電圧降下が減る為、

>　　ケーブルの抵抗分損失が 減り、電力量が下がる。

→

力率改善は、電流と電圧の位相のズレに関与するものであって、電

圧降下の改善を狙ったものではないと思います。力率改善の結果電

圧が正常になったとしてもそれは二次的な効果であると思います。

　

>　　二次側の生産機器のモーター効率が上がるので、電力量が下が

>　　る。と教えてくれました。

→

これは正しい回答ですが、理由は上に述べたごとくです。

ちょっと不思議な話ですが、モータは、実は電気を与えて回ってい

る間中実は発電もしているのです。モータの発電量以上に電気を与

えるのでモータは回るのです。モータに電気を与えて回転させて、

しばらくして与える電気を遮断してやればモータは勝手に回って電

気を発生します。つまり、モータは自らの回転で発電もしているの

です。これをミクロ的にみてみますと、交流電源では120回に一回

（もしくは100回に一回）電気が休む時があります。これは交流周

波数が60Hz（50Hz）だからです。この電気が休んでいるときでも

モータは止まらず回っていますから自ら電気を発生して電気が逆に

回路に流れるようになります。これが発電所からの電力をモータが

正しく受け止めずに逆に位相を変えてしまう大きな要因なのです。

これは、電気の電磁誘導作用といってモータが動く大切な働きでも

あるのですが、力率が変わるという問題も兼ね備えることになりま

す。

　

いずれにせよ、アラゴの電力計の電力値と電機機械の仕事の関係が

力率改善によってどのように変わるかは、電機機械に仕事の測定装

置をつけ（発電機を取り付けその電力をはかるか、水をくみ上げるポ

ンプであるなら一定時間にどれだけの水をくみ上げられるか、など）

力率改善前と改善後で電力計が示す電力にどれだけ差があるかを確認

されると良いかと思います。

電機機械のする機械的な仕事が一定で電力側の電力計の読みに差があ

れば、力率が改善された（電気料金が安くなる）として良いと思います。

電力の読みに差がなく逆にモータの回転数が上がって機械的な仕事が増

えてもそれはそれで力率改善と言えると思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.357【自動車DC電源とモータについて質問のjeronimoさん（2003.05.20）】

こんばんわ、jeronimoと言いますが、

自動車のシュガーライター接続でのインバーターは、プラグ式のほかに、

端子接続でのライター接続のインバーターはあるのですか？

モーターで時速を測定する場合は、プーリと、ベルト両方必要ですか？

それとも、プーリだけで可能ですか？

交流と直流のタコジェネでは、どちらが多く電圧を発生させるのですか？

もしも、インバーターに端子接続が可能な場合、業者に頼めば３箇所の端子接続を

作って貰えますか？

　

　

→【安藤回答2003.05.20】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　自動車のシュガーライター接続でのインバーターは、プラグ式

>　　のほかに、端子接続でのライター接続のインバーターはあるの

>　　ですか？

→

このところは、私自身よくわからないので回答できません。

シガーライターはプラグ式になっているので、その如くプラグ式だと

思いますが。端子接続するには、シガーライガー部を取り外して、そ

こに繋がっているリード線を引き出して端子接続させるということで

しょうか。

　

>　　モーターで時速を測定する場合は、プーリと、ベルト両方必要

>　　ですか？それとも、プーリだけで可能ですか？

→

モータ単体では、速度の出しようが無いような気がします。

モータの性能は、軸の回転数と軸のトルクであり、モータに取り付

けられたギアやプーリ、それに取り付けられたベルトなどにより最

終的に移動するもので、回転体なら周速を、回転体から移動を得る

ものは速度を表すのではないでしょうか。

質問の意味がちょっとくみ取れず難儀をしています。

　

>　　交流と直流のタコジェネでは、どちらが多く電圧を発生させ

>　　るのですか？

→

タコジェネは、一種の発電機であり、その出力は直流であろうと交

流であろうと種類によって異なります。巻き線の大きなものは出力

が大きくなるでしょうし、少ないものは小さい出力となるでしょう。

　

>　　もしも、インバーターに端子接続が可能な場合、業者に頼め

>　　ば３箇所の端子接続を作って貰えますか？

→

質問の意図がわからないので答えようがありません。

可能であればできると思います。

　

・・・

何を質問されたいのでしょう？

そちらは、何をなされようとしていらっしゃるのですか？

この方面のことは、わかる範囲でご回答申し上げましたが、正直な

ところ当方は専門でないので適切な答えを提供できているか自信が

ありません。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.356【電気のサイトに訪問のT.K.さん（2003.05.19）】

安藤さん　はじめまして．

自己紹介の為に　ホームページを開いているT.K.といいます．

一昨年の１１月に失業しまして　昨年３月に再就職後に便利かも

と思い　ＨＰにトライした次第です．

　

検索エンジンで　偶然に貴ＨＰ別館を見つけました．

とても　気に入ったので　私のＨＰ別館のリンク集に追加させて

頂きました．

次男（高１）に　電気の事を説明する事がありますが　なかなか

素人にわかりやすい説明は難しいと実感させられます．

うまく説明できないのは本人がよく理解していない為でも

ありますが・・・．

今後は　貴ＨＰをテキストとして説明する事ができます．

　

では　また・・・．

　

　

　

→【安藤回答2003.05.19】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご丁寧にご挨拶いただきまして恐縮します。

ホームページをご愛用いただき感謝しています。

超音波関係のお仕事をされているのですね。

超音波は、興味深い分野だと思います。

私の方は、画像計測の関係の仕事をしていますが、超音波関係の仕

事も少なからずあります。

キャビテーションなどは、画像計測でよくテーマになります。

超音波を加える物体が透明体である場合は、内部の応力を可視化す

るのに光弾性法を用います。

レーザを変調する素子として光学結晶に超音波を加えて光学歪みを

発生させて入射するレーザ光を屈折させて光を任意に曲げます。こ

の素子（AOM = Accoust Optical Modulator）は、パルスYAGレー

ザなどの発振素子に使われています。

また、超音波振動子の挙動が見たいという要求がありトライしまし

たが、かなり難しいテーマでした。

200KHz程度で振動しその振幅が1umも満たないものでは、可視化

はなかなか難しいというのがよくわかりました。

　

光学計測と、超音波を使った装置で関わりがあればまた御連絡差し

上げたいと思います。

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

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

No.355【電磁ノイズとアースついてご質問のT大学電気工学M.M.さん（2003.05.11）】

はじめまして。突然のメール失礼いたします。

　

私はT大学で電気を学んでいるM.M.と申します。

電磁ノイズとアースの関係について調べるために色々な所をさまよって

Anfoworldにたどり着きました。

訪問者のページでさまざまな質問に詳しく回答していらっしゃるのを見て、

私の質問にも回答してくださるのでは、と思いメールさせていただきました。

　

早速なのですが、EMCに関する実験をして“電磁ノイズとアース（あるいは

グランド）との関係を説明せよ”との問題が出ました。

調べてもなかなか答えを見つけることができませんでした。

いきなりでぶしつけではありますが、回答していただければ幸いです。

　

よろしくお願い致します。

　

　

　

→【安藤回答2003.05.11】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

非常に大づかみな質問なので、ご自身の知りうる情報をレポート形

式にして作成されればよいかと思います。作成の要点は、電磁ノイ

ズとはどのようなものかという理解と、アース（グランド）がどの

ような働きをもつものであるかという理解と、この両者がどのよう

な関係にあるかの3本立でレポートをまとめれば良いかと思います。

　

電磁ノイズは、コンピュータ機器の発達とともに大きくクローズア

ップしてきたもので、古くは、カミナリ、放電、自動車エンジンの

イグニッション、ソレノイドの開閉、などの強い電気が空中に放射

する際に外部に与えるノイズを指していました。これらのノイズが

放射されるとラジオに雑音が入ったりテレビの画面が乱れたり、装

置が誤動作したりしました。

　

近年、多くの電子機器が内部にマイクロチップを持つようになりそ

れに使われるクロックが10MHz〜100MHzと高周波であるために外

部に電磁波ノイズを出しやすくなったり外部からのノイズを受けや

すくなりました。携帯電話から出される電波が心臓のペースメーカ

を乱すというのもペースメーカ側からすれば携帯電話の送信出力は

電磁ノイズとなるのです。

　

アース（グランド）は、電気回路から漏れた電気をすみやかに吐き

出す水道の排水溝のようなもので、電気機器のケースに漏れ出たり

蓄えられた電気を速やかに流し去る働きがあります。アース（グラ

ンド）はまた、外部から入ってくる電気に対しても内部の電子回路

に入る前の段階で速やかに流しさる働きを持ち、電磁ノイズに対し

ても静電遮蔽（シールド）構造を施して内部回路を覆ってアース

（グランド）に流し去る働きをします。

　

電源ラインに乗って入ってくる電磁ノイズや自らの機器から電源ラ

インを伝って外に出ようとするノイズに対してはノイズ対策回路を

電源ラインに施して、余分なノイズ成分を除去しグランド（アース）

に落とす処理も行われます。

　

上記のような基本機能を元に自分で再度調べ直して魅力あるレポー

トをお作り下さい。

　

以上参考までに。

　

　

　

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

No.354【冷却CCDについてご質問の会社員S.T.さん（2003.05.08）】

はじめまして、S.T.と申します。ホームページ一通り見させてもらいましたが、

知識の豊富なこと、奥深いこと、理論的な説明が適切でわかりやすいことなど、

とても驚きと感動をもって拝見させていただきました。

私は冷却CCDカメラの開発関連の仕事に現在携わっていますが、会社がこの事

業に参入して間もないことと、経験者が全然いない状態でスタートしたという

こともあって、いろいろな面で苦労しております。電気関係のことは今までそ

れを専門としてきましたしそれなりに経験もありますので、極限の性能まで出

せたかどうかは別として最初としてはそこそこのものになりました。しかし、

カメラとしての光学関係、機構、画像評価方法など、カメラとしての基本的な

経験がまったくないため、全体のシステムとしてはかなりまとまりのないもの

になってしまいました。その中でも特に苦労したと言うか、今もってどうした

らよいのかわからないのが、CCDカメラの性能としての画像評価方法です。

特に冷却CCDの場合暗電流ノイズを極限まで減らすのを目的として何らかの方

法でCCD素子そのものを冷却していますが、素子自体のスペックはメーカーの

データーシートにて確認するとしても、実際のカメラの性能としての暗電流の

測定、またシステムノイズの測定などどのように測定し、性能として公表する

べきなのかよくわかりません。

他メーカーのカメラのスペックを見ても明確に表示しているところはほとんど

ないように思いますが、少なくても自社ではそういったものの評価方法を確立

しておく必要があると思いますし、メーカーとなるなら当然のことと思ってい

ます。その辺のことで、何か良い方法などありましたら、ご指導ください。

　

　

　

→【安藤回答2003.05.09】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

冷却CCDカメラの評価として、使う立場から言いますと、被写体の発

光光量に対してCCDが受光して電荷を蓄えるに十分な蓄積時間の間に、

どれだけノイズ成分を受け入れてしまうかで性能が判断できると思い

ます。

X線撮影などの蛍光面発光は、0.05秒から2秒程度の露光がないと

CCDカメラは十分に電荷を蓄えることができませんし、ラマン分光な

どでは24時間の電荷蓄積を行う場合もあると聞きます。天体観測の撮

影では1時間から2時間ほどの蓄積を行います。

こうした長時間の露光で微弱光を蓄積する場合に撮像素子まわりの熱

電子がフォトダイオードに入り込みノイズとして蓄えられてしまうこ

とが大きな問題となっています。

従って冷却CCDの場合は、蓄積時間によって、恒温制御、ペルチェに

よる-14度程度の冷却、液体窒素による-300度の冷却、それ以下のヘ

リウム冷却などの冷却CCDが作られています。

　

我々がよく使う画像評価としては、試験するCCDカメラのレンズにキ

ャップをし、光が入らない状態で、希望する露光時間露光し、その画

像をファイルして、画像処理ソフトウェアで呼び出して各画素の暗電

流分のノイズをラインプロファイルで出したり、疑似カラーでパター

ン表示したりしています。

カメラが10ビットの画像取り込みをするものですと、濃度は0〜1023

階調までのデジタルデータで画素を数値化できますので、ノイズがど

の程度まであるかを統計処理する事ができます。通常、1000階調あ

る中の100まではノイズで埋もれるケースがあり100〜1000までを

画像データとして使います。

　

品質の悪いカメラですと、300近くまでノイズとなったり、撮影毎に

その値がふらついたりします。

CCDの素子によっては、一つの画素に100,000個の電子を蓄えるこ

とが出来るタイプのものや、5000個の電子しか蓄えることができな

いものがあります。電荷量が大きいものほどノイズに対する許容量が

大きいので画質の良い画像がえられます。

　

次の画像評価は、CCD撮像素子に1〜1000までの光を入れた場合に、

CCDの画素がその光に対応して1〜1000までの電荷を蓄えてくれる

かどうかの濃度特性評価があります。

これは、ステップタブレットと呼ばれる濃度の良くわかった階調別

のチャートを使って均一な面光源を背面から当ててその濃度階調画

像をカメラで撮影します。

得られた画像を画像処理ソフトで呼び出しラインプロファイルによ

って濃度測定を行います。

　

CCD素子は画素の一つ一つが感度にバラツキがあると考えて良く、

こうした個々の感度のバラツキをどのような形で補償するかがカメ

ラ作りのノウハウになっています。

このカメラがカラーの場合には色の補償が加わってきます。

　

カメラの総合チェックを行う場合には、カメラの解像力、濃度などを

チェックするチャートが市販されていますのでそれを使って検査を行

います。

　

カメラ内部の電流や電圧、電荷量の検査については私自身そのやり方

を十分に理解していません。

使う側からのカメラ性能の評価は今述べた如くです。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.353【光度と光束についてご質問の会社員T.Y.さん（2003.05.08）】

はじめまして、光の単位系に関して勉強中のものです。

「光と光の記録」拝見させていただき

大変勉強になっております。

さて、光度［ｃｄ］と光束［ｌｍ］

の関係について質問させていただきます。

貴ホームページで、

　光束＝光度×立体角

で求められることは図などからも理解できるのですが、

光源が点光源でない場合、どのように変換するのでしょうか。

ホームページ上で説明されているように

立体角を使用すれば変換できるとは思いますが、

ＬＥＤの場合ある立体角にたいして

均等な光度とはなりません。

ＬＥＤのカンデラをルーメンに変換するには

どうすればよいでしょうか。

お忙しいところ申し訳ありませんが、

ご解答よろしくお願いいたします。

　

　

　

→【安藤回答2003.05.08】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

光度は、点光源を大前提としています。

点光源の定義は、漠然としていますが発光体の大きさが測定する距

離の1/10以下であれば点光源と見なしているようです。

100Wの白熱電球は、近くで見ると面光源ですが、3ｍ程度でそれ

からの照度を計れば、その電球は点光源としてみなして差し支えあ

りません。3mの距離で照度を測って、擬似的に白熱電球の光度を

求めてもよいことになります。

しかしその電球を20cmの距離で照度を測ってもそれから光度は求

められません。

　

>　　ＬＥＤのカンデラをルーメンに変換するには

>　　どうすればよいでしょうか。

→

上記の概念を念頭において、LEDの場合には、LEDから点光源と見な

してよい十分な位置から照度を測り、その照度値から光度を求めます。

LEDは発光に指向性がありますから角度を変えて照度を求め、それを

もとにLEDの輝度を求めます。

LEDの照射角度ごとに照度を測定し、そのデータから放出される光束

を求められると良いかと思います。

カタログに出ているLEDのカンデラ表示は指向特性図と一緒に表示さ

れていると思います。そのカンデラ表示は、LEDの大きさに比べて10

倍以上の距離の時には、光度-照度の相関が取れて、カンデラ-ルーメ

ンも求めやすくなると思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.352【銀塩フィルムの解像力についてご質問の会社員Ksさん（2003.05.02）】

膨大なデータで大変参考になり，また人柄の良さも垣間見れる当ＨＰの運営

ありがとうございます．

さて，質問で恐縮なのですが．．．

通常の３５ｍｍカメラで通常の５０ｍｍレンズ（もちろん性能差はあるでし

ょうが．．．）で黒白撮影した場合，そのネガ（あるいはポジ）フィルムの

解像度，小面積のコントラストはどの程度まで取れる物なのでしょうか？

例えばなめらかな階調のある円（真ん中が黒で周辺に行くほど白くなるよう

な）を紙に書き，それを色々な距離で（＝サイズで）撮影したとき，フィル

ム上ではどこまで小さくしても（遠距離から撮影しても）拡大プリントした

時にもその形状やコントラストが再現できるものなのでしょうか？

　

ご教授いただければ幸いです．

よろしくお願いいたします．

　

　

　

→【安藤回答2003.05.03】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

銀塩フィルムの性能を論ずる時に、解像力と階調を一度に論ずるこ

とはあまり行われていません。

解像力を求めるときには、コントラストが1:1000のような強い白

と黒のストライプの格子線（解像力チャート）を銀塩フィルムの上

に置いて密着撮影し微小間隔のコントラストを濃度計（デンシトメ

ータ）で測定します。チャートが細かくなるとコントラストが落ち

最後には全くコントラストが無くなってきます。

横軸にチャートの解像力の周波数、縦軸に記録できる濃度（コント

ラスト）を取ったグラフを描かせたものがMTF（Moduration

Transfer Function）と呼ばれるものでこの特性曲線から銀塩フィ

ルムの性能を表しています。

また、解像力チャートで、1：1.6の低いコントラストを持つもの

を使って同様のMTFを得ることもあります。

解像力は、

　　マイクロフィルム　>　ハイコントラストフィルム　

　　>　白黒ネガフィルム　>　カラーリバーサルフィルム

　　>　カラーネガフィルム

の順で性能が異なり、1:1000のコントラストを持つチャートでは、

マイクロフィルムで660本/mm、白黒ネガフィルムで200本/mm、

カラーネガフィルムで100本/mm程度の解像度となります。低コン

トラストチャートでは、1/2から1/3程度に解像力が落ちます。

　

アナログ記録媒体は測定が難しく一概に性能を表記するのは容易で

はありません。

映画用のフィルムは、解像力の点から言えば100本/mmの解像力を

持ち、イメージサイズが24mmx18mmであるため、4800x3600

画素程度の性能を有しています。

　

以上ご参考までに。

　

　

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

No.351【マイクロレンズアレイの回折ついてご質問のKIさん（2003.05.02）】

初めてメールさせていただきます，KIと申します．

貴兄の「光と光の記録」を最近発見いたしました．

これまで様々な本や雑誌，ＷＥＢ等でわかりやすい光学の入門解説は無い物

かと探していたのですが安藤さんのＨＰがこれまでで一番わかりやすく活用

させていただいております．

特に「光度，輝度，照度」の説明は詳しくわかりやすく書いておりすぐ参照

できるようブックマークをしておる次第です．

誠にありがとうございます．

これからも更新できるよう祈っております．

　

さてところで「光の回折-レンズの分解能」の項目の中で疑問が生じ，大変

ご迷惑なお願いなのですがもし下記の質問に回答していただければ大変助

かります．

　

・１枚のレンズではなく，レンズ径が数十ミクロンの小さい物が並んだい

わゆるマイクロレンズアレイに単色光を入射すると回折，干渉を起こしそ

の先にはスポットが並んだような強度分布が得られます．これは記述のあ

るレンズでの干渉では説明できないような気がするのですがどのように理

解すればよろしいのでしょうか？

　

・マイクロレンズアレイの一つ一つが全く別の形状をしているとすると回

折，干渉を起こす物でしょうか？また，その時の強度分布はどう考えれば

良いのでしょうか？

　

大変お忙しいところ勝手なメールを書いてしまい失礼いたしました．

よろしくお願いいたします．

　

　

　

→【安藤回答2003.05.03】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

マイクロレンズアレイに関しては、あまり深く関わったことがなく適

切なコメントが差し上げられません。

CCDセンサーに取り付けられているマイクロレンズや、液晶プロジェ

クタに使われているマイクロレンズアレイは、各画素に光を集光させ

る目的のものと理解しています。これらのレンズは、屈折が主な目的

であり、回折や干渉を起こすのが目的でないと理解していますがどう

でしょうか？

　

微小スポットを作る際には回折限界が重要な要素であることは認識し

ています。

最近のマイクロレンズは50um程度のものがあると聞いていますが、

これらは単に画素のセル内に光を集めるもので10um程度に集めるこ

とを目的としているため（厳密にしっかり集光させなくても良い）、

1〜2umで論議される回折の問題はそれほど大きな問題ではないと考

えています。

　

干渉に関してもマイクロレンズに入射する光がある程度広い巾をもっ

た波長であれば顕著な干渉は現れないと思っています。

　

私の思っているマイクロレンズアレイとご質問のマイクロレンズアレ

イの問題点に認識のズレがあるのかも知れませんが、より詳細な情報

を教えていただければわかる範囲でご回答申し上げます。

　

今後ともよろしくお願い申し上げます。

　

　

---

　

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

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

　訪問者の声3（過去帳　No.3 = 2000.02.22〜2000.10.28）に訪問できます。

　訪問者の声4（過去帳　No.4 = 2000.10.28〜2001.04.01）に訪問できます。

　訪問者の声5（過去帳　No.5 = 2001.04.01〜2001.10.12）に訪問できます。

　訪問者の声6（過去帳　No.6 = 2001.10.21〜2002.03.28）に訪問できます。

　訪問者の声7（過去帳　No.6 = 2002.04.09〜2003.05.01）に訪問できます。

　

　

　

　

Anfoworld に戻ります。