☆訪問者からの声

過去帳　No.10（2006.08まで）

　訪問者からの声（現在）に戻る

　

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●訪問者の声（2005.04〜2006.08）

　

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No.500【電車のモータ出力ついてご質問のKiさん（2006.08.05）】

安藤　様

　

奇天烈エレキテルに関してなのですが・・・

「1-2-2　電気の第二番目の働きは電磁作用」の【電車のモータ】の所で

書かれている内容なのですが

モーターの出力のＷ数は、モーターの軸出力のＷ数であり、それをモーター

の消費電力として山手線のくだりを書かれているのは間違っているのでは

ないかと思われますが・・・

　

　

→【安藤回答2006.08.05】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご指摘の件ありがとうございました。

さっそく訂正しました。

心より感謝いたします。

今後ともよろしくお願いいたします。

　

　

　

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No.499【Sonyマウントについてご質問のK大学Y.T.先生（2006.07.30）】

安藤教授殿

お忙しい所に割り込みまして恐縮です。

K大学に奉職する者でございますが、いわゆるSonyマウントというレンズの受け口

の機械的仕様（具体的な図面、フランジバック等の重要数値も含め）は公開されて

いるか、ご存じでしたらお教えいただけると嬉しく存じます。

目下屋外へ持ち出して撮像しながら計測もするというある光学系を考えているので

すが、主結像レンズの直後で可視（カラー）と近赤外とにハーフミラーで分波して

両CCDでもって確実に同じ視野を撮れるようにしないと意味がない事が確実になっ

て参りまして、その辺にゴロついているＣマウントのレンズではもはや如何ともし

難く、このような事を考えるに至った所です。

しかし下手な素人細工で工作をするよりは死んだENG用カメラでももらって来て要

部をばらして使ったらという意見もあるので、迷っている所です。私としては少な

くともプロトタイプの段階では官製はがき大の小さい定盤に分厚いＬ金具数個でも

って両CCDモジュールとハーフミラーと主レンズ用Sonyマウントとを並べてネジ止

めするような事を考えているのですが。何かお知恵拝借できれば嬉しく存じます。

　

　

　

→【安藤回答2006.07.30】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

2波長映像を分離して撮影する光学系として、ソニーのENGカメラ用マウント

（B4）用レンズを使うのは良い考えだと思います。

Cマウントレンズはフランジバックが短くてハーフミラーが入れずらいので、

フランジバックの長いレンズであるソニーマウントは魅力です。

しかし、ENG（Electric New Gathering）用のレンズ（ソニーマウントレンズ）

は、ズームレンズがほとんどではないでしょうか。ズームレンズがご希望であ

ればそれで構いませんが、単焦点レンズの方がキレが良く、F1.4などの明るい

光学系になりやすく、解像力も良いので、我々はニコンのレンズ（ニッコール

レンズ）をよく使います。

ニッコールレンズならば入手もしやすく、接写リングをばらせばマウントの自作

も簡単にできます。

ソニーマウントは放送業界にしか出回らないので、そのレンズは一般的に高価で

す。もちろんマウント図面もありません。

我々がどうしてもソニーマウントを使わなければならない場合は図面を起こして

それなりのマウントを作ります。

使い勝手が悪いことを覚悟して 簡単にやりたければ、マウントの形状を無視して

レンズ鏡筒をアルミの箱や筒で覆ってしまっても良いかと思います。

　

以上わかる範囲でご回答申し上げました。

よろしくお願いいたします。

　

　

　

　

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No.498【三相モータの電力についてご質問の会社員T.T.さん（2006.07.20）】

はじめまして、G県のT.T.と申します。

突然のメール失礼します。

モーターの電力について探していたらＡｎｆｏＷｏｒｌｄにたどりつきました。

Ｅ＿ＭＡＩＬでの質問で良いのか解らないのですが、もし違っていたら申し訳ありません。

質問の内容ですが、

３相２００Ｖのモーターの電力を測定するのに、工場の電圧が１９０Ｖ〜２１０Ｖ位の

変動があります。

（ラインの稼動状況によって１次電圧が変わってしまう）

私は、電圧が上がれば、電流も上がり、当然、消費電力も上がると思っていたのですが

「電圧が上がったり、下がったりしても消費電力は変わらない」と言う話を聞きました。

力率が、？？？なので変わらないと言う事なのですが良く解りませんでした。

安易な質問だと思うのですが、素人の私でも解る様な説明をお願いします。

　

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.07.26】

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。

　

モータは、本当に不思議な電気部品ですよね。

一筋縄では考えられない品物です。

　

さて、モータと言ってもいろいろな種類のものがあり、直流モータでは、

電圧により回転数が変わり、それによって出力も上がりますから、消費電

力も出力の増大とともに上がります。直流モータではトルクや回転数が電

圧によってグングン上がり、自身が壊れてしまうまで上がり続けるので注

意が必要です。

　

三相モータは、電源の三相交流を使ってモータ内に回転磁界を生じさせ、磁

界の回転によって電機子が回るものです。従って三相モータ電圧が上がって

も回転磁界は一定なので、回転数が上がることはありません。回転数が上が

らずに負荷が一定ならば、仕事量は同じなので電圧が変動しても電流が変動

して電力（=仕事量、仕事率）が一定になります。しかし負荷がかかると一

定回転を保とうとしてモータに電流がたくさん流れるようになり電力は増え

ます。これは電圧が一定の場合には電流をたくさん流して負荷に耐えるよう

にして回転を保とう（回転磁界に追いついていこう）としているためです。

　

力率は電圧の交番（正弦波）と電流の交番の位相がずれていることにより起

きます。白熱電球のような抵抗素子では位相がずれることはなく力率は1と

なりますが、モータの場合、内部に発電機を備えているようなもので、モー

タが回転すると同時に発電もします。この発電量が電源に影響をあたえ（誘導）

抵抗成分としてはたらきます。これが電圧と電流の位相がずれてしまう力率

となるのです。

　

力率は三相モータの大きな性能要素です。力率から、電圧変動によらず電力

一定の説明をするのは理解が難しいと思います。たしかに一要因ではありま

す。しかしそれよりも三相モータは電源周波数が一定であるために、電源周

波数によってモータの回線数が決まるので電圧によって決まらない、という

理由の方が電力一定の説明に説得力があると思います。

　

電圧をたとえばうんと下げて10V としたときに、モータは果たして電力が

一定かというとそうなりません。10Vの電圧では、モータ自体の回転維持が

難しく回転磁界について行けず、ゆるゆると回ってしまいます。これは、回

転磁界に対してすべりを持って回っていることになります。滑りは電圧に依

存します。へたをすると低い電圧では、電力を食っているのに全くモータが

回らないということも起きてしまいます。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.497【映画カメラレンズのイメージサークルについてご質問の写真家H.N.さん（2006.07.15）】

安藤様

　

H.N.といいます。

職業は写真家です。

　

レンズについてGoogleで調べておりまして、安藤様の素晴らしい サイトに行き着

きました。まだ斜め読みなので全部を理解するには相当かかると思いますが、今後

もなんどか勉強させていただければと感じています。

　

さて、今回調べていたのは、アリフレックスについてです。

それもツァイスの。

知りたいことは、

「アリフレックス用ツァイスレンズのイメージサークルはどれだけある か」

ということです。

残念ながらWEBでどこにもヒットせず、少々困っておりました。

順当に考えれば35mmシネレンズなので、16×24mmを カバーすればよいので

しょう。でもあの大きなレンズを見ると、もう少し余裕があるような気がしてな

らないのです。

もしもギリギリ24×36mmをカバーするなら、ぜひ写真レン ズとして使ってみたい

と考えているからです。

とはいえ、光学の勉強のため高額を出す予算もなく途方に暮れています。

もしお手元にレンズがあったり、資料などがありましたら、ぜひ教えて いただければ

と思いメールを書いております。

　

唐突で申し訳ございませんが、よろしくお願いします。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.07.17】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

アリフレックスカメラ用のレンズは、シネサイズ専用に作られていて、35

mm映画カメラでは24mmx18mmのイメージサイズ、16mm映画カメラで

は10.25mmx7.45mmのイメージサイズに最適化されるようになっています。

16mm映画用のレンズと35mm映画用のレンズはツァイスと言えども別物です。

こうしたカメラは、大判レンズのようにいろいろな乾板サイズで使われること

はないので、特にイメージサークルを明記しておらず、使用するカメラのイメ

ージサークルでの性能しか保証していないと思います。

私自身、アリフレックス用のツァイスレンズを35mm一眼レフカメラで使用し

たことはありません。

しかし、おそらく使用できないと思います。

理由を以下に述べます。

　1.　レンズのお尻がフランジバックよりかなり中に入っていて

　　　35mm一眼レフカメラのミラーに当たってしまう。

　2.　アリマウント-Fマウント変換アダプタを製作した場合、

　　　フランジバックが合わない。

　3.　レンズのお尻の具合（射出径が小さい）からみて、

　　　イメージサークルはシネカメラ専用に作られていると

　　　想像する。

　　　余分な光を撮像面に入れないようになっている。

　　　迷光は画質を劣化させる。

　

経験上、大量に作られる製品は使用する性能限界で作られているので、大き

なイメージサークルで余裕を持ってレンズを作るなどとは考えられません。

Ｃマウントレンズでさえも、1インチタイプ、2/3インチタイプ、1/2インチ

タイプ、1/3インチタイプとチマチマとクラス分けして作っています。この事

実が何を物語るかは明かです。

決められた予算（原価）で必要最低限の性能の製品を作ると言うのが市販品

の大前提です。

　

ツァイスをお使いになりたければライカサイズのツァイスレンズを使われた

方がはるかに安価で安心です。

映画用のツァイスレンズは150万円以上します。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.496【フォトンと眼の感度についてご質問のむつさん（2006.07.06）】

始めまして、光が人間に与える影響について研究しているものです。

そのくせ光についてほとんど無知のまま始めてしまい最近痛い目にあって、光につ

いて勉強しているときにこちらのサイトを見つけすごく助かっております。

　

研究のテーマは「光の波長が違うと生物時計に与える影響力が違うか」というもの

です。光の波長によっての影響力の違いを知るための実験をしなくてはだったので、

明るさを統一して実験をしたんですが、照度で統一したらフォトンで統一したほう

がいいと指摘されまして＾＾；）

視感度すら考慮せずどの波長でも照度計での１０００ルクスを使ってしまったので

かなりの失敗ではあったんですが。

　

そこで、照度と光のエネルギーとフォトン数の関係を調べて変換してみたんですが、

その計算が合っているか確かめたいので教えていただきたいのです。

　

波長400nm 555nm 700nmの光があったとして、全て照度計で１０００ルクスだ

ったとします。となると、エネルギーは全て1.47Ｗになります（ここで間違えてい

るような気も・・）

　

で、E=hc/λからフォトン一粒のエネルギーをそれぞれ調べてみると4それぞれ.

5*10^-19 3.24*10^-19 2.57*10^-19[J]

となります。

１．４７Ｗからそれぞれのフォトン一粒のエネルギーで割ると、

572*10^16 453*10^16 326*10^16個

が毎秒単位面積に入るフォトンの数になる。

　

論文なんかに載っている値と数桁違うので絶対どっかでは間違っていると思うの

ですが、何が違うのかよく分かりません。是非御教授いただければと思います。

　

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.07.07】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

フォトンと光エネルギー、光度の関係はおもに以下のような使われ方がな

されます。

　　フォトン：波長の特定された微弱光について使われる。

　　光エネルギー：　学術分野で使われる。

　　光度：　比較的明るい白色光による映画撮影、建築、絵画などで使われる。

　　　　　　人間の視覚感覚に最も近い単位。

　

人間の眼は、フォトンレベルまでの光を検出することができますが、太陽光

程度の光をフォトンで表すのは適切ではありません。値が天文学的数値にな

るからです。

また、人の眼は、紫外線や赤外線には感度がありません。しかしながら、紫外

線のフォトンはかなり強いエネルギーとなります。このことは値の大きいフォ

トンでも人間の眼には感じないことを示しています。

人の眼が感じる波長とその相対強度を示す比視感度曲線を十分に認識していな

くてはなりません。

　

>　　波長400nm 555nm 700nmの光があったとして、全て照度計で１０００

>　　ルクスだったとします。

>　　となると、エネルギーは全て1.47Ｗになります

→

照度を論じるときは、太陽光のような白色光源であることが前提です。上で

述べられている仮定は、3つの波長が離散的に輝線スペクトルのように発光

しているものかどうかの説明がありません。

400nm〜700mmの波長で発光波長にすべて比視感度曲線から導きだされた

係数を掛け合わせてルクスとエネルギーの両者の関係式が求まります。

この説明は、とても短絡的で私自身理解ができかねます。

　

なぜフォトンをつかわなければならないのか、

人の眼の反応がどのような光に対して反応し、赤と緑、青に対してどのよう

な効果を与えるのか。

人の眼の光に対する反応がどのようになっているのか、

などの基礎知識を蓄えられ、光エネルギーに関して再度おさらいをすれば、

おやりになりたい研究の方法も見えてくるかと思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.495【画像の総合解像力についてご質問の会社員のH.K.さん（2006.06.28）】

安藤幸司様

　

はじめまして、K.H.と申します。

”AnfoWorld”よく拝見させてもらってます。

初心者である私にとっては、非常に勉強・参考になるＨＰです。

感謝しております。

　

早速ですが質問させてください（初歩的な質問で申し訳ありません）。

　

（１）ＣＣＤ素子の解像力について

　１画素　５ｕｍの素子の場合の解像力は、

　　１／（５ｕｍｘ２）＝１００本／ｍｍ

　なのか

　ローパスフィルタの作用で２画素以内の情報は入ってこないため

　　１／（５ｕｍｘ２）ｘ２＝５０本／ｍｍ

　のどちらと考えれば良いでしょうか？

　上記双方の記述が混在しています。

　

（２）複合解像力のデジタル記録媒体の場合　の記述について

　記述の中で

　”撮像素子で４１．６ｍｍ/本の解像力を持つことになりますから、

　　レンズは倍以上の８３本/ｍｍの解像力を持つものが必要です”

　とありますが、これはどこから導き出された答えなのでしょうか？

　式（Ｌｅｎｓ−３６）でもないと思うし・・・

　デジタル記録媒体の撮像系には、式（Ｌｅｎｓ−３６）は適用できない

　ということでしょうか？

　

（３）複合解像力について

　レンズ１個＋ＣＣＤの組合せの撮像系において画像の総合解像力を

　ＣＣＤ素子の解像力と同等にしたい場合、式（Ｌｅｎｓ−３６）より

　レンズの解像力に関する項が”０”にならなければならないとなります。

　（現実問題これはありえない）

　従って、ＣＣＤ素子の解像力と同等の解像力の画像は得ることができない

　ということでしょうか？

　

　具体的には　

　レンズ１個（倍率１倍）＋ＣＣＤ（１画素　５ｕｍ）の組合せの撮像系の場合、

　得られた画像は、画素分解能は５ｕｍではあるが、解像力が５ｕｍの画像である

　とは言えない。

　ということですか？（どうやっても無理）

　

以上です。

　

長々と分かりにくい質問で申し訳ありませんでした。

大変お忙しいところ申し訳ありませんがご回答よろしくお願いいたします。

　

　

　

　

→【安藤回答2006.06.30】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>（１）ＣＣＤ素子の解像力について

ローパスフィルタは、あくまでもメーカが入れることであり、すべてのものに

フィルタが入っているわけではないので、5umサイズの素子自体を解像力に直

すと100本/mmとなり、ローパスフィルタを入れた素子では50本/mmになる

と解釈してよいと思います。

ローパスフィルタをいれた素子では、5umピッチの情報ははねられてしまいます。

アマチュア向けのデジカメではほとんどの場合ローパスフィルタが入っているの

で実効解像度は、画素ピッチの1/4とみなして良いと思います。

　

>（２）複合解像力のデジタル記録媒体の場合　の記述について

→

（Lens-36）式はアナログ要素の伝達に関する関係式です。

デジタルでは飛び飛びの歯止めがかかり連続的にかわることがないため、

あれかこれかの選択となってしまい、この式は当てはまらないと考えます。

アナログ素子では反対に、デジタルのように解像力を簡単に数値で割りきれ

ない問題があります。

レンズの性能でデジタル素子の倍程度ほしいという説明の確たる根拠はあり

ません。原理的には撮像素子の解像力があれば十分のような気がします。

しかし、レンズの解像力は撮像素子のようにはっきりとしていないので、

若干性能の良いレンズを用いた方が撮像素子の性能を十分に引き出すと考え

ているからです。

それが2倍で良いのかは、よくわかりません。

　

>（３）複合解像力について

私個人の考え方は、撮像素子の性能と同程度のレンズ性能であればデジタル

情報は伝達できると考えます。

1mmピッチの粗い撮像素子があったとして、この撮像素子にレンズによって

像を投影しても粗い白と黒の情報しか得られません。レンズ性能を落として行

って、1mmピッチの像しか伝達できないぐらいのものを使ったとき、撮像素子

上では、ぼやけた1mmピッチの像を1mmピッチで量子化する撮像素子で情報

を得るのですから、きれいな1mmピッチの像が伝達できるか不安が残ります。

このような状況を考えると、例えばレンズに0.5mmピッチの像を描写できる

ものを使っていれば、こうした不安はなくなり撮像素子の1mmピッチ性能は

確保できます。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.494【赤外線の照度について質問のGiさん（2006.06.16）】

安藤様、

　

お世話になっております。

「光と光の記録」を読ませていただいて非常に分かりやすく理解でき、ありがとう

ございました。

一つ質問させていただければと思います。

照度についての質問です。

１．赤外線の照度を計測できますか、市販の商品はなかなかない様です。

２．光度、照度の定義は全ての光に適用していると理解してよろしいでしょうか？

　

よろしくお願いします。

　

　

　

　

→【安藤回答2006.06.16】

安藤幸司といいます。ご訪問ありがとうございます。

　

1.　赤外線の照度は、計測できません。

照度は、本来人間の感じる明るさを測る目安に定義されたもので、可視光

のみで扱われるものです。

したがって、赤外や紫外などの人間に見えない光については、W（ワット）

もしくはJ（ジュール）で表されます。

赤外LEDや赤外（半導体）レーザ、エキシマ（紫外線）、水銀灯（紫外線）

などはすべてワット・ジュール表示になっています。

　

2.　光度、照度は、固体輻射エネルギーの可視光域（400nm〜700nm）

までを扱った数値です。従って、すべての波長域では扱われていません。

光束（ルーメン）と光エネルギー（W）の関係は、プランクが導いたプラ

ンクの放射則から希望する波長のエネルギーをもとめ、これに人間の眼が

感じる感度（比視感度：0〜1.0）と、光束・エネルギー変換係数

　　683ルーメン/W（at 555nm）

を掛け合わせて可視光での放射光束を求めます。

比視感度は、波長が400nm以下と700nm以上では、0になるので、光がど

れだけ多くのエネルギーを放出しても光束は「0」となります。

　

光の単位の光度、照度、光束は、人間の眼に対する便宜的なもの、

とご理解下さい。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.493【新しいレンズでの白黒画像の味わいについて質問のtkz_sさん（2006.05.15）】

安藤幸司　様

　

こんばんは

御無沙汰しております。

以前下記HP掲載で御願い上がった　tkz_sです。

その節は　ありがとうございました。感謝です。

所で又　わからない事がありまして下記がその内容なんですが

お教え願えれば幸いです。

　

★ライカのレンズで新のレンズと旧のレンズの出来上がった画質に大きな違いが出

ると言う現象。

これが何故そうなるのか？と言う疑問です。

　

レンズを選択するに於いて具体的な素朴な疑問です。

全てカラーではなくモノクロで撮った場合の話。

モノクロで撮る場合は旧のレンズの方が柔らかく映る。花ははならしく映る。

これを同じ新しい現在のレンズで撮ると

　　ーーーーー収差が無くなる設計故シャープに映り様は堅く映る。

　　　　　　　従ってこのシャープさが災いし花が造花の様に映る。

　

★この違いなぜ出るか？、、こう言う事が。あまり説明がどこを見てもない様に

思う。かわかりませんか？

物事にはすべてその原因がありますが、得てしてどこも、その結果しか記述され

ていない。

　

思うに旧は元々カラーフイルムが無かった故輝度のみ考えればよい。だからそう

言う事すら知らなかった。

　

カラーだとレンズは当然屈折で焦点を決める。そう色の波長で当然その曲がり方が

違う事になる。そのままでは屈折の経路が違い当然色ズレし焦点がぼける。

それは、見ればエッジで虹ができる、様は収差ですね。モノクロフィルムではこれ

が色とは出ないで輝度として出る。結果焦点がボケる。出来た像がエッジの所で太

くボケる。

　

だからカラーはこれを同じ収差に収まる様にレンズを設計する。

この事から今迄考慮していない色を考えないといけなくなった。、、、ですね。

この事が様は其の境面でのボケが今迄は輝度だけ、でもココには

今迄も同じ波長の色がある。でもそれは同じ収差の輝度としては

存在する。タダそれが目に際立って見えないと言う事。

（色としては見れなかったのでそれで良かった。）

　

それが逆に幸いしそれがレンズの味としてイタと言う事ではないんんでしょうか？

　

当然イロイロな色の輝度が含まれている。と言う事は様は厳密に言う微妙に明暗の

あるボケた線となっていたそう、表されていた。

（色としては見えなくてもその色の輝度としては出ていた。モノクロフイルムに当

然色情報は出ない。輝度としてしか出ない。）のではないか？

　

それがこの収差を取る事によりいわゆる焦点が収束しボケの幅が狭くなった。

これが原因でしょうか？だからその境目に於いて線が鮮明になり、クッキリとなる。

それが堅いと言う事ではないんでしょうか？

素人考えですがどうなんでしょうか？

あまりこう言う事は書いてないですね。何処かにないのでしょうか？

　

それがこの収差を取る事によりいわゆる焦点が収束しボケの幅が狭くなった。これ

が原因でしょうか？だからその境目に於いて線が鮮明になり、クッキリとなる。そ

れが堅いと言う事ではないんでしょうか？ 」

　

補足

★近年の動きとしては

この収差をなくすと言う事を逆に利用しようと言う方向だとも聞いた事があります

がどうなんでしょうか？

　

＞　カラーはこれを同じ収差に収まる様にレンズを設計する。

昔は

同じ長さの経路を経る。その為、球面レンズでは多くの組み合わせが必要となる。

と言う事は暗くなる。

それが非球面レンズではそう言うレンズを多くしなくても収差が少なく可能だと

言う事。（写ルンですの秘密）

今までそれが出来なかったのは製造方法など、又研磨方法が難しかった。円運動

では作れないからですね。言えば複雑な動きを制御出来る様になった。からで

しょうね。

これが最近のズームレンズの良さの秘密でしょうか？

勿論収差だけの問題だけではないでしょが。

昔はそうではなかったですね。ズームレンズは補助的？ 現在はそうではなくこれ

一本で全てこなせる。

思いますが素朴な疑問です。レンズ選択で今回フト思ったんですがどこにも書い

ていない。イロイロ御存知の、ライカの趣味のコミに聞いても、御存知ない様な

んです。素朴な疑問です。

モノクロフイルムでは。

旧レンズは当然カラーと言う事を考慮する必要がなかったから。

（当然わからなかった！。知るよしもなかった！なんせカラーフイルムが存在

しなかった。）　

でも自然界では、、、、光はいろんな電磁波の集まり

様は波長によりどうしても屈折率が違うから色ズレとして出るでもモノクロはそれ

が輝度として映る。それは言えばボケた境界線と映る。この線のボケ具合が逆にレ

ンズの味となっている。と言う事だけの様に感じる。

この様に思うんですがどうでしょうか？

ド素人の思いですから間違っているかとも思うんです。

急ぎませんので宜しく御願いします。

　

　

　

→【安藤回答2006.05.07】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

■　古いレンズと新しいレンズの画像の味付けの違い

　古いライカのレンズがどの年代のものかよくわかりませんが、1960年代

以前のレンズのものですと、ご指摘のように、カラーバランスを考慮してい

ないレンズ収差設計と製造をしていたと考えられます。

また、新しいレンズの画質は硬くなっている、ということですが、おそらく、

ライツのエンジニアたちが、そうしたレンズの方がより好ましいと考えて作

っているのだろうと思います。

こうしたことは「味付け」の部類で主観となるので、なんともコメントの

しようがありません。　　

ドイツ人はキッチリ作るのが好きなので、レンズの味付けもキッチリ発色

するのが良いと考えているのかも知れません。

ここ数年、望遠レンズがすばらしく発色の良いものになりました。まるで

色を付けたようにあざやかな発色でスポーツ写真や山岳写真を提供してく

れます。

これなども、蛍石のような低分散光学ガラスが人工でできるようになった

恩恵です。

昔のレンズと今のレンズの違いを述べますと、

　・　コンピュータによりレンズ収差を極限まで取りきれるレンズ設計が

　　　できるようになった。

　・　色収差を激減できる低分散光学レンズが容易に入手でき使用できる

　　　ようになった。

　・　レンズコーティング技術がすすみ、画像の発色が原色に近くなった。

　・　レンズ鏡筒やネジ送り部、スペーサなどの機械加工の精度が上がり、

　　　レンズ設計通りのレンズ組付けができるようになった。

　・　フィルム乳剤が進歩し、

　　　　白黒（青色から緑色のオルソ）→白黒（青色から赤色のパンクロ）

　　　　　　→カラーネガフィルム→カラーリバーサル

　　　に変わっていった。

　　　こうしたフィルムの発色に合わせるようにレンズ設計がなされるよう

　　　になった。

　　　高級カメラレンズではコダクロームなどのリバーサルフィルムを使う

　　　ケースが多いので、そうしたフィルムとの発色相性をよくするレンズ

　　　設計になっている。

　・　古いレンズの経年変化によってコーティングとか、レンズエレメントに誤差が出て

　　　ボケ味のある画像となった。

　

などが考えられます。

レンズの歴史は、端的に言ってしまえば、非点収差との闘いでした。非点収

差は最後の最後までやっかいな収差で、これがあると全体的にぼやけた像に

なります。いわゆるソフトフォーカスレンズです。

古いレンズと新しいレンズの大きな違いは、おそらく非点収差が十分にとれ

ているかどうかであろうと思います。

色収差と球面収差は昔からよくわかった収差であったので、この種の収差は

昔のレンズでも十分に考慮されていたと思います。

　

また、もし、ライカレンズをデジタルカメラに使っていたとしたら、銀塩フ

ィルムと固体撮像素子の違いが出ているのかもしれません。

　

以上わかる範囲で回答いたしました。

詳細にチェックするのであれば、カラーチャートを写してどちらが原色に忠

実であるかを見てみる方法もあります。ボケに関しても細かい解像力チャー

トを使ってこれを写してボケ味を評価します。

　

いずれにせよ、この種の疑問は主観の域を出にくいので、はっきりとしたこ

とは言えません。

日本のメーカーのライカサイズのレンズは、最近は随分良くなってきていると

思います。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.492【アッべ博士の記事についてコメントを下さったM.A.さん（2006.05.06）】

TO：安藤幸司様

　

Bi組合（略称）のM.A.と申します。

　

「光の回折限界」での検索で立ち寄らせて頂きましたが、

それよりも、ABBEさんの生い立ちの記事に感じ入る所が

ありまして、御礼を込めてメールさせて頂きました。

　

ありがとうございました。

　

尚、nmレンジでの生きた細胞の中の分子を

可視化する国プロ（NEDOからの委託）（細胞内1分子イメージング）の

事務局を担当しております。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.05.07】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご丁寧なメールありがとうございます。

　

Abbe博士には、少しばかり思い入れがあって、光学以外のことも書いてしまいました。

光学の世界では神様のような人で、しかも彼の残した功績はすばらしいものです。

それ以上に、彼の生き様が潔くてすがすがしい。そんな思いで彼のことを書き残しました。

　

これからもいろいろご指導いただければ幸いです。

ありがとうございました。

　

　

　

　

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No.491【打痕傷とその反射光におけるランバート法則の摘要についてご質問の会社員T.M.さん（2006.04.25）】

私、印刷機器メーカーでメカ設計に従事しておりますH.H.と言うものです。

　

ある事を調べていく中でAnfoWorldに辿り着き

私の疑問にお答えいただければと思いメールさせていただきました。

疑問点について述べさせていただきますと以下になります。

　

＜目視上で用紙についた傷の見え方（やすい・ずらい）についてLambertの定義

（照度の大きさに）に相関があるか？＞

　

ということについて悩んであります。

インクジェットプリンタにてインクを打ち込んだ後に金属製の刃先をもつローラで用紙

表面を押える時に刃先が鋭利なため深くて角度のきついささり跡ができます（断面図1）。

一方、PLの刃先をもつローラで押える時は鈍角なため浅くて角度のなるいささり跡がで

きます（断面図2）。

ともにささった面積Aは同じぐらいですが（このときθ2＞θ1＞θ3となる）、刃先が鋭

利な金属製のものは光源等の同一条件下で用紙を法線方向〜10°まで角度をずらしてみ

ても明らかに傷が見えやすいです。

　

Lambertの照度の考え方より、面積Aが同一であればささり跡の角度が異なるために照度に

差が出て結果見え方が異なる（やすい・ずらい）と考えているのですがいかがでしょうか？

（ここでは深さというパラメータは関係なく）

それとも反射した時に、目視上で判別できる部分が深さと関係しているからでしょうか？

自分では角度と深さがパラメータ（Aは一定として）となると考え定量化しているところです。

　

お忙しいところ申し訳ありません。

ぜひお答えいただけるお時間ありましたらぜひとも御教授お願い致します。

　

ps.HPを拝見させてもらいましたが非常に勉強になりました。

　　これからもぜひ1つでも多くの疑問にお答えいただいて、さらなら道へ研究者・エンジニア

　　を導いていくことを願っております。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.0】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　＜目視上で用紙についた傷の見え方（やすい・ずらい）についてLambert

>　　の定義（照度の大きさに）に相関があるか？＞

→

ご質問の内容で参考図面があるようなのですが、添付いただいてませんので十

分に把握することができかねています。

おそらく、紙面に付けられた打痕の形状で光の反射による見え方に違いがある

かどうか、あるとすればどのような違いになるか、というご質問だろうと想像

します。

打痕の見え方は、打痕の形状、特に窪みに丸みができない稜線がはっきりとし

たものほど光の反射が揃うので明瞭に窪みが出てしまうと思います。

光沢面のひっかきキズも丸みを帯びたキズと菱形形状の窪みでは外部から照射

される光が一方向に反射されて乱反射をおこしにくいので、それがかえって陰

影をおこしやすくし、明暗を明瞭にしているものと考えます。

ランバートは、完全拡散体という表面を定義しましたが、完全拡散体では入射

する光は四方八方に散乱するために、キズ面もわからなくなります。また、ラ

ンバートでは、照度を入射する光束が垂直に当たる時を1として、角度θの場

合にはcosθで変化するという法則を発見しましたが、今回の場合には、光の

入射角度と反射角度という考え方で検討された方が良いかと思います。

したがって、打痕が付けられた表面の断面積を光で計測しようとする場合は、

きれいに整った光（たとえば、平行光束であるとか、レーザ光によるシート光）

を測定表面に照射させ、反射する度合いで輝度ムラができますので、それで表

面形状を特定する必要があると考えます。

　

φ100umの窪みがあったとして、それの深さが10umのものと100umのもの、

あるいは円錐状に窪んでいるものを想定しますと、これらはいずれも同じ開口

部の窪み径をもっていますが、光の散乱による見え方は異なります。

　

>　　自分では角度と深さがパラメータ（Aは一定として）

>　　となると考え定量化しているところです。

→

きれいな光を入射させて、光の入射角度、反射角度をもとに紙表面の散乱を考慮

に入れながら実験式を求めて行けば、ある程度の計算式は得られると考えます。

　

　

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.490【エキシマレーザの記述について訂正依頼をされた会社員T.M.さん（2006.03.13）】

安藤幸司様

工作機械製造会社のT.M.と申します。

初めてメールを差し上げます。

　

当社社員から貴兄のＷｅｂを紹介され、早速拝読いたしました。

因みに私が見ているページは

http://www.anfoworld.com/lasers.html

です。

私の勤めております会社はエキシマレーザーやＹＡＧ第３高調波レーザーをコア

にして、アブレーションプロセスを応用した加工をしております。主に微細加工

を必要とするお客様から加工検討の問い合わせを頂くところから仕事が始まり、

実験や試作などを行う費用が売り上げとなっているわけです。

そんな中で安藤さんの公開されているこのＷｅｂは、日夜レーザーを使っている

私どもにとっても大変に内容が濃く、「先ずはこれを読みなさい」といった具合

に、誠に勝手ながら教育用にも利用させていただいております。

さて、そこで一つお願いが有るのです。

当該資料の前段部にレーザーの分類表がありますが、エキシマレーザーの段が次

のような記載になっています。

　　エキシマーレーザ 1〜10J

　　低周波パルス 紫外　210nm〜300nm

　

実は昨年当社では、加工用にＡｒＦエキシマレーザーを導入し、四苦八苦しなが

らも鋭意「じゃじゃ馬慣らし」しております。

つきましては上記波長の欄を「１９３ｎｍ〜約３００ｎｍ」としていただけませ

んでしょうか。

安藤さんのこのページは、有る程度導入部から入ってゆく人と、かなり詳しい人

と、双方に大変有意義なので、この部分を加筆していただければ、特に当社にと

ってより完成度の高い資料として活用できると感じた為です。

他意はありませんし、大変僭越だとは承知しておりますが、ご検討いただければ

幸いです。

　

これをご縁に、また色々お教えいたただければ、更に幸せです。

　

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.03.14】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご連絡の件、まことにありがとうございます。

レーザ一覧表の中のエキシマレーザの記述が不明確で申し訳なく思っています。

さっそく訂正しておきました。

エキシマレーザは、現在のところ、アルゴンガスによってλ126nmの発振が得

られているようなので、126nmからの記述としました。

193nmは、フッ素アルゴンによって発生するものですね。

ご指摘ありがたく思います。

今後とも当方のいたらないところをご指摘いただければありがたく思います。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

　

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No.489【LEDのパルス発光についてご質問の会社員H.K.さん（2006.03.03）】

「光と光の記録」をWebで読み、本も買って参考にさせていただいております。

もし、何かアドバイスいただければ幸いです。

　

発光ダイオード　（LED = Light Emitting Diode）　の項で、

「さらにパルス発振によってストロボのように使えばLED内部発熱を抑えること

ができるので300mAまで流すことができます。この場合の想定照度は約6倍の

1,200luxとなり、」

とあります。

　これは、定格10mAのLEDに対し、デューティ1/30であれば、電流を30倍の300mA

流すことが出来る。そして、その時の照度は約6倍になるということでしょうが、

これを裏付けるデータは無いでしょうか？

　

　いわゆるダイナミック点灯により省エネになるということになりますが、それ

を裏付ける文献を探しましたが見つけることが出来ません。

自分で実験をしようとしましたが、良いデータが取れませんでした。

貴殿も「想定照度」とかかれていますがその裏づけがありません。

　

何か文献などご紹介していただければ幸いです。

　

当方、請負で電子回路の設計等を行っていますが、最近LEDドライブの要求も多

くあり、参考にさせていただいております。

　

今後のご活躍を期待しております。

　

　

追伸

書籍の「光と光の記録」図3.1の説明文で

文字が消えております。

　

　

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.03.05】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　これは、定格10mAのLEDに対し、デューティ1/30であれば、電流を

>　　30倍の300mA流すことが出来る。そして、その時の照度は約6倍に

>　　なるということでしょうが、これを裏付けるデータは無いでしょうか？

→

データはありません。

30年前より、銀塩フィルムにデータを焼き付ける時に、LEDの発光を利用し

ています。この際に短時間発光をしないとフィルム走行によるブレがでて不

具合がでるので、10us程度の短時間露光をさせて、尚かつ高輝度を満足させ

るために電流を多く流す工夫をしました。

採用するLEDによっては、耐久性が問題になったり、熱を持って十分な特性が

出ないものもあったようです。

従って、これはすべてのLEDで言い得るものではないかもしれません。

経験的に述べていることですので、この点ご了承下さい。

ご指摘いただいたことは追って、試験を行い追加したいと思います。

　

>　　図3.1の説明文で

>　　文字が消えております。

→

ご指摘ありがとうございます。

改訂のおり反映したく思います。

ご不快おかけしましてもうしわけありませんでした。

　

今後ともよろしくお願い申し上げます。

　

　

　

　

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No.488【オーブ現象についてご質問の公務員N.A.さん（2006.02.26）】

安藤様

　

突然メールにて失礼します。

私は、Y市に住んでおりますN.A.ともうします。

この数年に撮りました写真に写っているものに関して不思議なものがありました

ので純粋に科学的な面からお話が聞けましたらと思いメールさせていただきました。

（実際には数枚の添付写真がありました。　-　安藤記）

　

私の最近の仕事は、古い県営住宅の建替えに関する業務を行っている関係で

古い住宅の室内写真を撮ることが多いのですが、その中で最近世間で言われている

オーブ（球状の透明な物体？）のようなものがよく写ります。

　

このようなお話は、冗談と言われてしまうので安藤様にご相談するのは、どうかと

考えたのですが、色々撮影条件等を考慮しても疑問が解消できず悩んでおります。

ホームページでのご回答を見て、親身な内容でしたので思い切ってご連絡させて

いただきました。

とりあえず私のわかる範囲での簡単な撮影の状態等を書きます。

　

撮影したカメラ　デジタルカメラ（500万画素リコーＲ2、ニコンＤ１００）

　　　　　　　　フイルムカメラ（使い捨てカメラ）

　　　　　　　（デジタルもフイルムにも撮影されます）

　

以上のカメラでのストロボ撮影したときのみ写る。

同時（数秒以内）にストロボなしでは、写ってはいない、またその直後にストロ

ボ撮影したものには、別の位置（移動したように思える）で写っている。

　

これは憶測なのであまり考慮したくないのですが。

撮影場所（位置）にはそれまで人が居ないこと、撮影後数分以後では写らない

一時間程度経過すると写ることがある。

　

撮影されたもの（オーブ？）を見ると、透明な感じで遠近感があり、ストロボ光

のなかでぶれている（高速に移動？）ものがある。また大きさもいろいろで反射

が強いものと弱いものがある。形状はほぼ球体。

　

また、この数日、私の家の中（重量鉄骨造、築５年個人住宅の３階居室、白い壁）で

も撮影されましたので古い住宅内（壁が黒い、異物、湿気等の影響）だけではないよ

うです。また以前の写真では、戸外で昼光（ただしストロボ発光）でも写っているも

のがあります。

　

以上は、すべて私又は家内が撮影したものに関してです。

　

とりあえず、撮影条件等で高速ストロボ撮影（現在ストロボスコープを手配中）や、

高感度ＶＴＲなどで検証したいと思っております。

　

私の趣味でちょっとした工場なみの機材（電子計測装置類、レーザー加工装置など）

を揃えております。どうも自分でやってみないと納得できない性格なので今回も独自

に調べて見たいと思いますので参考となる検証方法や機材などご教示いただけるとあ

りがたいです。

　

（私の考えていることは、肉眼では見えないことから、どのような光の波長に反応す

るのか、またＣＣＤへ記録されるメカニズム、移動速度等の検証です。実体は何なの

かが本質ですがとりあえず順に検討してみたいと思います）

　

今回メールさせていただいたのは、この件で色々調べていたところ高速撮影の解説を

されていたホームページを見させていただいたことと、他の質問者の回答で蛍光に関

する御回答でリンの発光についてのお話がありましたのでもしやご存知のことがある

のかと思いましてご連絡させていただきました。

（リン等の蛍光物質によるストロボ光源の高い波長での振動による発光？）

　

私は、ちまたでよくいわれる霊などとの関連はあまり考慮しないようにして純粋に科

学的に検証したいと思っております。

このような件に関して他の方が調べているかも、と思ったのですが、よく考えると私

のような条件のかたは（仕事柄）あまりいないのかななどと思っております。

　

お忙しいところこのような件に関してメールをご覧頂き恐縮ですが、もしよろしけれ

ば、お返事いただければありがたく思います。

（もしや同様の相談があってご迷惑でしたらその旨お知らせください。この件はどう

も変な方向に解釈さてているようですので、その場合はご迷惑をかけないようにしたい

と思いますので）

　

それでは、よろしくお願いいたします。

　

　

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.03.02】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご連絡遅れまして申し訳ありません。

　

>　　古い住宅の室内写真を撮ることが多いのですが、その中で最近世間で

>　　言われているオーブ（球状の透明な物体？）のようなものがよく写ります。

→

私自身、このような体験をしたことがありません。

いただいた画像及びインターネットで流れている画像から判断して

　1.　ストロボ画像でよく起きる

　2.　明るい（日中）場所での現場では起きない

　3.　不明な球状物体は、白色でフォーカスが合っていないボケた画像

という特徴があります。

　

私の所見では、空中の浮遊物で点光源と短時間露光（ストロボ光源）で可視

化されてボケた画像として写っているのではないかと考えます。

雨が降っているときの夕方、ストロボ発光での撮影を余儀なくされるとき、

雨粒がストロボに反射しそれがフォーカスが合っていずに惚けた白い粒とし

て写るのと似ています。

古い部屋などでは、人が部屋に入ったときにホコリが舞い上がって、それが

冷えた部屋ですと人のぬくもりで部屋に対流が起きてしばらくの間、ホコリ

が舞っているのではないでしょうか。

　

ストロボ光ではなくて通常のシャッタを切るときは、部屋の場合、1/60秒程

度の低速シャッタで撮影し、人の眼に近い露光になるために浮き上がらず、

また部屋を明るくするためにホコリが見えずらくなることが考えられます。

ストロボのように点光源に近い照明光ですと、映画館の映写機からの光のよ

うに、ホコリが浮き上がって見えるようになります。

最近、懐中電灯に高輝度白色LEDを使ったものが増えてきましたが、その白

色LEDで暗い部屋を照らすと、思いの外ホコリがよく見えます。フィラメン

ト懐中電灯と違って、白色であることと点光源であることがその要因であ

ろうと思っています。

　

>　　で蛍光に関する御回答でリンの発光についてのお話がありましたので

>　　もしやご存知のことがあるのかと思いましてご連絡させていただきました。

>　　（リン等の蛍光物質によるストロボ光源の高い波長での振動による発光？）

→

蛍光を発する物質が空中に浮遊していれば、ストロボ光（白色光で青色がリ

ッチ）による蛍光は十分に考えられます。

ホコリのなかに蛍光を伴う物質が含まれていれば十分に可視化されます。

リンは、その昔、人が死んで土葬をしたときに肉体が土に帰るときにリンが

空中に出て燐光を発することがありましたが、最近は荼毘に付してしまうの

で、身近にリンは少なくなったと思います。

　

しかし、蛍光物質が原因であれば、デジカメ以前にもフィルムカメラでもこ

うした現象は見えていてしかるべきでないかと思います。

私自身、長い間フィルムカメラを扱って来ましたが今回のお問い合わせのよ

うな現象にはお目にかかりませんでした。

デジカメもソニーのサイバーショットでいろいろなスナップ写真を撮ってい

ますが、いまだこうした撮影を体験していません。

　

以上、わたしの見解です。

事実はそうで無いかも知れません。

私自身は霊というものを信じないタイプですので、インターネットでにぎ

わしているオーブや以前の心霊写真というのは端から信じてません。そうい

う思考回路がないので、オーブとか心霊とかのアプローチができないのです。

以前、ストロボによる赤目現象が出たときもオカルト的な発想で世をにぎわ

しましたが、わかってしまえばどうってことのない理屈でした。

養老孟司さんが書いておられる「死の壁」にも、心霊とか死後の世界とかで

おもしろい記述があり、私自身は非常に納得しました。心霊を信じている人

には受け入れがたい内容でしょうけど。

　

ということで、私の見解を述べました。

間違っているかもしれませんがご参考までに。

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

　

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No.487【サイトの誤記についてご指摘をいただいたT大学生O.Y.さん（2006.02.23）】

http://www.anfoworld.com/lasers.html に関しましてのお便りです。

　

・「月までの78万キロの距離では光が散乱してしまい」の部分

地球と月の間の距離はおおよそ38万kmです。

もっとも、実際には楕円軌道であり、36万〜40万kmの間で周期的に変動しています。

　

・YAGレーザーの部分

「ネオジウム」ではなくて「ネオジム」です。

また、「ネオジミウム」でも間違いは無いと思われます。

　

・「発光幅が1ns〜2nsですから、直径350mm、長さ30mm〜60mmの円筒状の

光の塊が」の章の部分発光幅1ns〜2nsの光の長さは30cm〜60cmです。

光速は 3*10^10 cm/s 、 1ns = 10^-9 s ですので。

　

〜サイトに関して〜

分かり易い挿絵があり、とてもありがたいです。

授業の内容がばっちり載っていたため、大変ためになっております。

ありがとうございます。

　

　

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.02.23】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご親切にミスをご指摘いただき心より感謝申し上げます。

早速訂正してアップしておきました。

今後とも至らない点をご指摘いただき、ご愛顧いただけますようよろしくお

願い申し上げます。

　

ありがとうございました。

　

　

　

　

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

No.486【高速度カメラシステムをご検討の会社研究員D.K.さん（2006.02.20）】

はじめまして。

御世話になります。

半導体装置の開発を行っているD.K.と申します。

最近、画像認識の仕事を任されることになりまして、

高速で動いている物体の画像を取り込むシステムを考えています。

画像関係は初心者なので、是非御教授お願いします。

　

内容は

１ｍ/secで動いている20mm四方の物体を取り込むのですが、

1000×1000画素のCCDで画像を取り込むには、シャッタースピードが

いくつのカメラを選定すればいいのでしょうか？

HP上の撮影速度の計算式ですと、

T = 20mm/ { 1000pixel ×1000mm/sec }で1/50000になります。

これで合っているのでしょうか？

また、照明についてもまったくの素人でストロボ等も勉強しているところです。

システムを作る際の注意点、アドバイス等ありましたら、是非教えてください。

　

よろしくお願い致します。

　

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.04.03】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

お返事遅れまして大変申し訳ありません。

20mm四方の被写体で1m/sの速度を持った被写体は1mmを1/1,000秒

で進みます。言いかえると1,000コマ/秒の撮影速度で20コマ分の撮影

ができますので、撮影速度は1,000コマ/秒〜5,000コマ/秒で良いよう

に思います。また、1枚の撮影に要する時間（露出時間）は、カメラ1

画素以内に収めれば十分なので、被写体上で20mm/1000 = 20um

の移動ボケが許せる露出時間は、

　　　　　T = 0.02mm/1,000mm/s = 20us

20マイクロ秒となります。

　カメラの撮像素子を12um x 12um とすると、カメラの撮像素子

1,000x1,000画素は12mmx12mmなので、撮影倍率は、

　　　　　M = 20mm/12mm = 1.67

となり、低倍の拡大光学系で撮影できます。

　20mm程度のエリアを照明する光源は、光ファイバ光源が最適かと思

います。バックライト照明であれば十分な光量を得ることができます。

　

以上御参考までに。

　

　

　

　

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

No.485【露出計からご訪問されたtkz_s さん（2006.02.14）】

安藤幸司　様

　

はじめまして　

細々とBlog　書いてます。　tkz_s と言います。

（すみません、匿名で大変失礼とは思うんですが、、時々批判的な事も

　書いていますので、どうか御理解下さい。結して無責任な事をと言う

　つもりは毛頭ございません。自分で正直に思った事を書いていたら

　

　これが不思議と、、、

　リアルと仮想は実は全く同じだ、まさに映画「マトリックス」の世界

　がこの現実に確かに存在すると思えるんです。それは言えばリアルよりも

　更に、リアルな世界其の様に感じています。

　

　このNETには計り知れない力を秘めていると思えます。でもこれは

　一つの道具に過ぎません。そう過小評価、過大評価せずに我々が育てて

　行く道具、マサに人類が夢見た道具です。様はどう使うか？

　

　その可能性を確かめたいと言う思いもあります。

　

今回古い露出計を見つけ明るさの単位など

　　（セコニック　マスター　L−１０４と言う３３年以上前の物）

調べていまして遂に見つける事が出来ました。

いやあーー詳細な図解で実にわかりやすいありがとうございます。

イロイロありマサに目から鱗、、の感です。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.02.14】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

お役に立てば幸いです。

ご利用下さい。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

　

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

No.484【ストロボ製造会社のK.U.さん（2006.02.13）】

安藤様

　

いつもお世話になります。

K.U.です。

　

お忙しいところ大変申し訳ございません。

今日は１つご質問です。

安藤さんのお仕事には全然ならないのですが

もしご存じでしたら教えて頂けますと助かります。

　

こちらではＬＥＤ照明をやっておりますが

赤外光の計測について問い合わせがきております。

通常の照度計ですと比視感度特性となっており

７００nm以上については計測ができないのですが

赤外光の照度を計測できる機材というのはあるのでしょうか？

紫外光を計測する機器はあるので、赤外光もはかるものが

あるのだとは思いますが、ミノルタなどにはないようでしたもので。

きっとアンフォワールドのどこかにこの手の記述が

あるのだとおもうのですが、探しきれずに

メールでお問い合わせさせて頂く次第です。

　

大変お忙しいところ恐れ入りますが

ご教授頂けますと助かります。

　

では、宜しくお願いいたします。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.02.14】

安藤です。

　

>　　赤外光の照度を計測できる機材というのはあるのでしょうか？

→

照度計は、人間の見える範囲（可視光）を照度として単位にして数値化して

いるので、赤外は積極的にカットされ計測はできません。

赤外域は、パワーメータというもので計測していると思います。

単位はW（ワット）です。

赤外レーザ（1.06umのYAGレーザとか、10.6umの炭酸ガスレーザ）は熱

電対のような構造のパワーメータで熱量をエネルギーに換算して数値化して

います。

近赤外ではフォトダイオードを使ってパワーメータを製作していると思います。

素子は浜松ホトニクスなどが作っています。製品は、光学部品商社のEdmund

（エドモンド）やメレスグリオ、モレクトロン、ニューポートなどで手に入る

と思いますがさだかではありません。

自分で赤外CCDカメラに赤外バンドパスフィルタを取り付けて、予め赤外エネ

ルギーとカメラの感度の相関を取っておけば簡易的に赤外パワーメータが作れ

ると思います。

　

以上ご連絡いたします。

　

　

　

　

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

No.483【人の眼のパルス発光の応答時間に対するご質問の会社員SFさん（2006.02.08）】

安藤様

　

光源の勉強をしているSFと申します。

人間の目のパルス光源に対する感度を知りたく、文献調査をしています。

液晶画面などでリフレッシュレート７５Ｈｚでちらつきを感じなくなるなど、

の知見から、パルス光源と人間の目の関係を明確にしたく調査しています。

　

安藤様の光と光の記録の「目の反応時間」の項で、「面白い事実」として、

記載しておられる「光の点滅と人間の目の反応時間」の根拠となる文献や、

目の反応時間や、色を感じる視神経に関して良い書籍などをご存知でしたら、

ご教示いただきたくお願いいたします。

　

ぶしつけに質問いたしまして、誠に申し訳ございません。

なにとぞ、ご助力よろしくお願い申し上げます。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2006.02.09】

安藤幸司といいます。安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　記載しておられる「光の点滅と人間の目の反応時間」の根拠となる文献や、

>　　目の反応時間や、色を感じる視神経に関して良い書籍などをご存知でしたら、

>　　ご教示いただきたくお願いいたします。

→

昔、何かの本で読んだもので、生理学者の書いた本だったかと記憶しています。

また、光学技術ハンドブック（朝倉書店）なども参考になると思います。

私の記述は、私の経験をもとにして書いていて、それにいくつかの参考書を参

考にしたものです。

ご指摘のフリッカについては、何Hzが妥当であるのかは、私自身よくわかりま

せん。昔の人たちは10Hzが限界と見なしていたのに、現在では、蛍光灯（100Hz）

でもチラツキがあるとする人もいます。点滅の明るさ（コントラスト）の度合

いによっても変わります。

映画が16コマ/秒で手を打ったのもフィルムの消費量を抑えたぎりぎりのもので

あったでしょうし、テレビが30フレーム/秒でブラウン管のチラツキが多いため

インターレースにして60フィールド/秒にしたのも、送信帯域から求められたと

思います。

目そのものの資料であるなら生理光学の分野で文献を当たられると良いかと思い

ます。

あまりお役に立てない情報で申し訳ありません。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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

No.482【シュリーレン工学系を自作された大学院博士課程H.N.さん（2006.02.04）】

はじめまして、H.N.と申します。

機械系の博士課程の学生をやっております。

　

ちょうどシュリーレン光学系とはなんぞやと思って

検索してる時にこちらのwebページを見つけ、お邪魔させていただきました。

非常に詳しく書いてあり参考になります。

　

私は特に光学は修めてませんでしたが、読んでいるうちに

自分でもできそうだと感じました。で、いてもたってもいられず、

次の日に近所の研究室を漁って、必要な器具を探してきて、

自分でもシュリーレン光学系の簡単なものを作って遊んでみました。

やってみると、数時間で半田ごての熱の揺らぎを光の変化として

見られることがわかりました。

　

用意したもの：

直径7cm 焦点距離50cmの単凸レンズ2枚、

1w程度の白色LED(反射鏡付)

真中に針で穴を開けた黒いOHPシート

カッターナイフ

DVCAM（マニュアルフォーカス付）

１ｍの目盛り付レール

　

まだ、理解していないのは、カメラで見た場合に、

「どうして光源像が凸レンズのサイズにならないのか？」

ですが、これからもう少し考えてみます。

　

以上ですが、とりあえず感謝を込めてメールさせていただきました。

　

　

　

　

→【安藤回答2006.02.04】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご連絡ありがとうございます。

まがりなりにも成果ができてよかったと思います。

原理が理解できればいろいろ応用ができそうですね。

LEDをピンホールを使って点光源にされているようで、この点光源がカメ

ラで画面いっぱいに写らないという疑問を持たれているように受け取りま

した。

ピンホールから出た光源はφ70mmのコリメータレンズいっぱいに拡がっ

ているのでしょうか。

φ70mmいっぱに光源が拡がるように点光源側の位置を変えたり点光源用

の光学系を工夫する必要があるかも知れません。

カメラにズームレンズが取り付けられていてズームを変えると光源像の大

きさと像自体の大きさが変わると思います。

だいたい、f50mm程度で画面いっぱいに視野が得られると思います。

カメラレンズの前にφ70mm、f500mmのレンズ（コリメータレンズ）が

ありますから、被写体はこのレンズの前方500mmの所に置かれると良いか

と思います。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

　

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No.481【赤外線カメラの画像についてご質問の大学生J.R.さん（2006.01.14）】

今，近赤外線カメラを用いて植物の葉の研究をしている大学生です。

近赤外線カメラと言いましても，CCD白黒カメラの赤外線カットフィルタを除去し

て，赤外線フィルタを装着したカメラです。

太陽光を光源として，植物の葉を撮影したところ，可視光線と近赤外線が混合したカ

メラ（赤外線カットフィルタを除去したCCDカメラ）では，植物の葉は可視光に比べ

て少し明るいグレーで写りました。

近赤外線カメラ（赤外線カットフィルタを除去し，赤外線フィルタを装着したCCDカ

メラ）では，植物の葉は近赤外線を反射するので，白っぽく写りました。

ここで，私が疑問に思ったことは，可視光線と近赤外線を混合したほうが近赤外線領

域だけよりも，光のエネルギーは高いはずなので，近赤外線のみより白く写ると思う

んですが，なぜ，白く写らないのでしょうか？

　

　

　

　

→【安藤回答2006.01.14】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

不思議な現象ですね。

わたしも、あなたと同じ意見です。

全波長の方が単一波長よりもたくさんエネルギーが入るので明るく写るハズ

です。今は使われなくなった銀塩フィルムも、高感度化の一環として、青色

から赤色に感度波長を延ばして来ました。また、光電面（光を電子に換える

撮像管などの感光面）も赤色に感度を持たせることで感度を増やして来まし

た。

　

この現象で思い浮かぶ原因は、

　1.　カメラの露出、ゲイン設定はオートになっていないか。

　2.　撮影する範囲は、葉っぱだけを拡大撮影せず回りの枝や木や空などが

　　　入っていないか。

です。特に2.が入っている場合、赤外よりも可視光のエネルギーが大きいの

で葉っぱの色を暗く落としてしまうようなことになってはいないでしょうか。

　

わたしが扱っている白黒高速度カメラでは、ときどき感度が足らないことが

あり、そんな時に赤外カットフィルタを外して使うと、なんとか撮影できる

ことがあります。これは、赤色〜赤外波長が撮影感度を助けてくれるからだ

と思っています。

赤外カットフィルタを外すと、たくさんの波長での撮影でピントが甘くなり、

見栄えも人間の眼とは違った濃度になる不具合が出ます。特に人の瞳が白っ

ぽく写ったり、ひげそり後の顎がかなり黒々とヒゲのそり跡が見えるように

なります。

　

以上、ご参考までに。

　

　

　

　

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No.480【カメラのレンズについてご質問の自動車安全実験関係の研究員T.Y.さん（2006.01.13）】

安藤幸司様

　

いつもお世話になっております。

A社中央研究所のT.Y.と申します。

　

この度、高速度カメラについてお聞きしたいことがありますので

質問させていただきたいのですが、

レンズのピントや絞りにそれが適切であるという

判断基準のようなものはあるのでしょうか？

ピントは今のところ目で見てただ鮮明に映っているかとしか

評価していないのですが、もし何か決まりのようなものがあるのでしたら

お教えいただきたく思います。

絞りも適当な明るさとしか評価しておりません。

　

是非安藤様にお知恵を貸していただきたく思いメールをいたしました。

お忙しいとは思いますが、何卒よろしくお願いいたします。

　

　

　

　

→【安藤回答2006.01.16】

安藤幸司といいます。安藤@アンフィです。

　

お世話になります。

ご連絡ありがとうございます。

　

>　　レンズのピントや絞りにそれが適切であるという

>　　判断基準のようなものはあるのでしょうか？

→

　画質には、これでなければならない、という規格はありません。ただし、

レンズを含めたカメラ全体の解像力を評価するチャートは市販されています。

もしくは自分で作られても良いかと思います。

　自動車安全実験では、SAEが米国の航空産業で使われていた高速度カメラ

の画像評価のチャートを流用して、画像の歪みだけをちゃんと抑えておくよ

うに規格を作っています。しかしその規格には解像力の規格はありません。

同規格では、撮影速度の精度も特定しています。

　レンズの性能は、ピンからキリまでほんとにマチマチです。Ｃマウントレ

ンズは1万円程度のものから100万円するものまであります。需要が多くな

ったので品質が悪くて安価なものが多く出回っています。我々の高速度カメ

ラ用としては、フジノンのＣマウントレンズかニコンのＦマウントレンズを

使う限り、ほぼベストな選択かと思います。

　レンズは、広角になればなるほど幾何学的な歪みが出てきますので、画像

から変位を求めるときには注意が必要です。必要に応じて歪み補正をとる必

要があります。

　

　解像力に関しては、基本的には、使用するカメラの画素数の半分までが解

像力限界です。1000x1000画素のカメラで1000mmx1000mmの被写体を

撮影したとすると、分解能は2mmです。1mmの分解能は持ち得ません。

　この条件を念頭において、CADを使ってA4用紙にチャートを作られて、

硬い台紙に貼ってカメラで撮影して、どのくらいの解像力があるかをチェッ

クされると良いかと思います。A4サイズは290x210mmですから、縦210

mmを1024画素一杯に撮影するとなると2画素分が0.4mmとなるので、

最小ピッチとし0.25ｍｍとし、以下0.5mm、0.75mm、1mm、1.5mm、

2mm、5mm、10mm、15mm、25mm、50mmというなピッチの格子線

を作って、レンズとカメラでどの程度の解像力があるのかをチェックすれば

良いかと思います。テレビ技術協会ではテレビカメラの解像力をチェックす

る解像力チャートを扱っています。

　

　

レンズの絞りは、開放の方がピントを合わせた位置での解像力は最高にな

ります。レンズを絞ると、ピントを合わせた位置と中心部の解像度は落ち

ますが、周辺部の画質、及びピント位置の前後の解像度が向上します。

通常は、レンズの絞りF5.6程度がバランスの良い設定と言われています。

高速度カメラは、レンズを絞られるほど照明が潤沢でないので、開放かF2.8

程度で使うことが多いようです。

　

Image Expressなどで、ターゲットマークを追いかける時は、マークが少々

ぼけていてもマークの中心をちゃんと読んでくれます。これはターゲット

マークが予めわかっていて、マークがぼけていても全体の形から中心位置

がサブピクセルまで計算で特定できるからです。2ｘ2画素でシャープなタ

ーゲットマークより、少々ぼけていても15x15画素でターゲットマークを

写す方が精度の良いターゲット抽出が可能です。

　

以上、ご参考までに。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

　

　

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No.479【被写界深度についてご質問のK.M.さん（2006.01.11）】

安藤　幸司　様

　

今晩は、私はK.M.と申します。最近デジカメに興味を持ち始めた初心者です。

デジカメの本を見ていて、デジカメは35mmカメラと違って被写界深度が深くな

るとのことがかかれており、その式に興味をもちましたが、どのように式を導く

かわかりませんでした。

インターネットで調べて「光と光の記録-レンズ編」を探し出しすばらしいと感激

しましたが、このサイトにも式の導入は出ておりませんでした。

そこで英文のサイトに出会いなんとか次のことまでは理解できました。

各文字の定義は「光と光の記録-レンズ編」と同じとして

　

過焦点距離を　H = f^2/(δ*F)　とした場合

DP1 = L*H / ((H-f)+L)　：　被写界深度 - 近点

DP2 = L*H / ((H-f)-L) ：　被写界深度 - 遠点

　

過焦点距離を　H = f^2/(δ*F)　+ f　とした場合

DP1 = L*(H-f) / (H+L-2*f)　：　被写界深度 - 近点

DP2 = L*(H-f) / (H-L) ：　被写界深度 - 遠点

　

しかし、「光と光の記録-レンズ編」に出てくるLens - 21の式

過焦点距離を　H = f^2/(δ*F)　とした場合

DP1 = L*(H+f) / (H+L)　：　被写界深度 - 近点

DP2 = L*(H-f) / (H-L) ：　被写界深度 - 遠点

　

の考え方がどうしてもわかりません。

大変あつかましいことととは思いますが、お教えいただければ幸いです。

　

　

　

　

→【安藤回答2006.01.11】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

熱心に読んでいただき心より感謝します。

ご質問の件、こちらで整理してご連絡いたします。

いま、ちょっと立て込んでいてすぐにご説明できない状況にいます。

被写界深度は、物体（一点）から放射されてレンズを介して入射する光が像

上で許容錯乱円に入るボケ量に入っているときの、撮影距離の範囲を示すも

ので、基本的には過焦点距離（レンズを無限遠に合わせた時の許容できるボ

ケ量の撮影距離）から求められます。

ご指摘のように、文献によって微妙な（レンズ焦点距離fを入れるかいれない

か）違いがあるようです。

この所は、今現在、私の頭の中にないので、調べてご連絡申し上げます。当方

の式が間違っているかもしれません。

　

ご指摘ありがとうございました。

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

　

　

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No.478【LED発光の人体への影響についてご質問の会社員M.H.さん（2005.12.22）】

安藤様

　

初めてメールさせていただきます。

LEDの波長が光の人体に及ぼす影響に関し、

調べていたところ、こちらにたどり着きご連絡いたしました。

　

現在、ある装置の開発を考えているのですが、

眼球に関する検査装置のため、白色LED（ピーク波長440nm）の光が

50〜100ｍｍの距離で目に直接入ります。

以前は、LEDはレーザ規格クラス1に属しており

人体に影響は無い、と考えていたのですが、

2004年にレーザ規格からLEDが除外された件や

青色LEDが網膜に悪影響があることなどを考えると、

やはり白色LEDも網膜にあてると影響があるのではないか？と思っています。

実際のところ、どこを調べても明確な答えを得ることができずに

困っており、もしかしたらこちらで聞くのは見当違いの問合せかもしれませんが

ご連絡させていただいた次第です。

もし何か情報お持ちでしたら、ご教示いただけたら

と思いますので、何卒宜しくお願いいたします。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2005.12.22】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

私自身も、この方面は門外漢なのでよくわかりません。

昔、所属していた企業で、目にフィラメントランプや赤外LEDを照射して角

膜からの反射を検出して目の動きを測定した装置がありましたが、そのとき

も目の影響に対して論議をした記憶があります。

波長が短い光は量子エネルギーが高いので目にはよくない感じはしますが、

どのくらいのエネルギー量で影響を与えるかはよくわかりません。

生体・生理工学の分野になろうかと考えます。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

　

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No.477【流れの可視化装置についてご質問の会社研究員M.K.さん（2005.12.08）】

安藤様

　

初めまして。会社で研究員をしているM.K.と申します。

私はプロセス技術開発のエンジニアなんですが

その関係で流れの可視化を行うために準備をしております。

しかし、画像＆光学関係の経験が無いため安藤さんの

ホームページを拝見して勉強させていただいています。

　

そのような中、可視化検討用の予算が取れそうになり

喜ばしい限りなのですが、導入する装置を真剣に考えないと

いけない段階になったため、正直あせっております。

　

今のところの計画の概要は

測定対象：水＋粘度調整用のグリセリン等

観察領域：最大で2×2mm程度

最大流速：5m/s　(非定常現象も測定したい)

システム：ハイスピードカメラ＋CWレーザー+2D-PIV解析ソフト

撮影可能距離：約2cm以上

ですが、構想だけでメーカーはこれから調査していく予定です。

　

PIV測定をしたい現象は、回転しているロール上の液の流れで、

できればロールの内側からも現象を観察したいなと考えております。

そのため、ロールは透明で中空であることが必要なんですが、

取り扱い等の面からガラスでなく樹脂ロールを使いたいと考えております。

　

問題は、この中空ロールはある装置内に取り付けられるため

高加工精度が必要でして、具体的には、ふれ精度(回転しているときの変位)が

最大１μｍ以下で、またPIV測定に使うため異物なし(大きさは数μｍ以上)

という厳しい条件がつくため、どうしたら良いものか参っています。

　

もしよろしければ、これまでのご経験からアドバイスいただけませんでしょうか？

・高加工性・透明度が要求される場合、可視化装置はどのような材料で作るものな

んでしょうか

・材料メーカや(できればロールの研磨仕上げが可能な)加工業者さん

　

また、上記のような微細領域でハイスピードPIVする場合は

・イメージインテンシファイアは必要なんでしょうか？

・微細領域＆ハイスピードに長けたPIV解析ソフトメーカ

・K社のデジタルマイクロスコープ用のレンズですと

　絞りがきついようで暗そうでしたので、レンズも探しております。

　御社の「望遠拡大ズーム装置」は用途的には適しているのでしょうか？

　また納期は通常どれくらいなんでしょうか？

　

以上、よろしければご教授いただくと、大変ありがたいです。

よろしくお願いいたします。

　

　

　

　

→【安藤回答2005.12.11】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

　観察領域は2mmx2mmなので、撮影倍率は2倍から4倍程度の拡大倍率と

なりそうですね。対象物からレンズまでの距離が近くできるようでしたらコ

ンパクトなレンズ構成となりますが、対象物に近寄れないと特別に望遠拡大

光学系をあつらえる必要があります。距離は20mm程度まで寄れるようなの

で、簡単な拡大光学系で構築できます。

　

　流速が5m/sというのは結構なスピードだと判断します。

この速度は、2mmの撮影エリアを1/2500秒で通過してしまいます。この時

間範囲内で10枚の画像で撮影したいとすると、25,000コマ/秒の撮影速度が

必要です。

1枚の写真を得る露出時間は、撮影速度のさらに1/5程度が必要なので10マイ

クロ秒の露出が必要です。10マイクロ秒の露光でも、5m/sの流れでは、50um

程度進みます。

　

　25,000コマ/秒（10us）での撮影の場合には、1〜2W程度のレーザを使

って、2mmx2mmの範囲を0.2mm程度のレーザライトシートを作れば、カ

メラにイメージインテンシファイアを付けなくても撮影ができそうです。

I.I.はデリケートで高価（600万円程度）で、画質も悪くなるのであまりお奨

めはできません。

対象物が暗い場合な使わざるを得ませんが、強いレーザが照射できればない

方が良いかと思います。

　

流れの可視化装置では、アクリル樹脂がよく使われています。アクリルは透

明性がよく割れにくく、加工性も比較的良いことからよく使われます。反面、

キズが付きやすく熱に対して変形しやすいという欠点もあります。

しかし、ガラスは（石英でさえも）割れやすいので、石英を使う場合は、必

要最低限に抑えています。

今回のご要望は1um程度の加工精度ということですが、アクリル樹脂ではそ

れだけの加工はできないと思います。アクリルはねばっこく、加工する際刃

物を当てても逃げてしまうので加工精度がでません。

金型加工で金型を起し、それに樹脂を入れて作る方法もあるようですが、価

格と精度がどの程度になるか検討がつきません。

おおよその図面がいただければ、アクリル業者（精密なアクリル加工をして

くれる業者）に相談して可能性と金額を聞くことはできます。比較的小さい

ものでしたらサファイアで作っても良いかもしれません。サファイアはダイ

ヤモンドの次に固いので堅牢です。サファイアの加工は、ダイヤモンド砥粒

で時間を掛けて磨いて行きます。

　

アルミや鉄などは、光学研磨メーカにお願いして光学精度で磨いてもらって

います。

それにクロームなどの蒸着を施しミラーにしてもらうこともあります。

平面などは、λ/4程度まで精度がでます。

　

PIVと高速度カメラは、米国IDT社のProVisionと米国Redlake HS-4の組み合

わせが使いやすくて安価だろうと思います。

PIVは日本は数社、米国、英国などで数社販売しているようです。

　

価格は、カメラ、PIVソフト、レーザ、レーザシート、光学系を含め、

1,000万円程度になろうかと思います。

納期は、およそ2ヶ月程度だと思います。

ローラは、図面がないと製作費用がどの程度になるかわかりません。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

　

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No.476【凸レンズについてご質問のS.M.さん（2005.12.04）】

http://www.anfoworld.com/Lens.htmlの記事を見て、知識の豊富さに感心し

ました。H市に住む、S.M.といいます。

わたしもプロジェクタにDCR-CF185PROレンズを使い、何とか１８０度の広が

りを持つ画像を写したいといろいろ試みております。上記レンズのみでは、プロ

ジェクタの焦点距離の関係か、１４０度の広がりしかできません。そこでKENKO

WIDE　LENS（ｘ0.6）を間に入れてみましたが、像がぼけてしまいます。レンズ

を削ったりして改造できるものなのか、その他の方法があるのか、何かアドバイ

スいただけたら幸いです。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2005.12.04】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

お使いのレンズは、対角線にて185°の写角を持つプロクサーレンズ（マスター

レンズの前に取り付けるアクセサリーレンズ）と理解しました。

このプロクサーレンズで期待する全周が写し込めない理由は、

1.　使用しているカメラの撮像素子が小さく、レンズのイメージサークルすべ

　　てをカバーできていない。

2.　カメラについているレンズ焦点距離が長くて広角をカバーしていない。

のが原因だろうと考えます。

このレンズに適応するデジカメは、撮像素子サイズの大きなもの（高級デジカメ）

で、カメラについているレンズがf36mmよりも短いレンズ（できたらワイド側）

で使うもののようです。

撮影画面が丸く縁取られるように撮影されている場合、円内の画像は全周画像に

なっていると思います。

画面が四角くフレームで縁取られた撮影では全周撮影とはなりません。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

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No.475【標準化の重さの記述で間違いをご指摘の研究員A.K.さん（2005.11.29）】

安藤様

以前、ＥＦ６６型電気機関車、アッベの原理でメールを

差し上げたA.K.と申します。

いつも、楽しくそして頭をひねって拝見しております。

さて、「オムニバス情報３」の「標準化」の「重さ」にて

　　　重さは、水の容積をもとにしていて、摂氏4°（水はこの温度が一番密度

が小さい）時の10cmx10cmx10cmの容積を1kgとした。

と、書いてありますが

（水はこの温度が一番密度が小さい）の部分は

（水はこの温度が一番密度が大きい）

ではないでしょうか？

　

新サーバーになって快適になりましたね！

　

　

　

　

　

→【安藤回答2005.11.29】

安藤幸司といいます。安藤@AnfoWorldです。

　

いつもご訪問いただき、数々のご指摘をいただきありがたく思っています。

ありがとうございます。

ご指摘の件、早速訂正しました。

誤記が多く、至らないところがたくさんあるかと思いますが、暖かくご支援い

ただいていることに感謝し今後も頑張って行きたいと思います。

　

新しいサーバーはアクセスが速いようです。

私の重たいコンテンツがサクサクと動くようになりました。

今後も、正確性を高めながら手を加えて行きたいと思います。

　

1ヶ月ほど前、貴研究室がある近くの研究センターに仕事で出かけました。

高速度カメラの納品で伺いました。

A.K.さんのことを思い出していればご挨拶できたかも知れませんでしたのに、

忘れていました。

申し訳ありません。

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

　

　

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No.474【LEDの照度についてご質問の大学生D.F.さん（2005.11.25）】

いつもホームページを拝見させていただいています。

突然ですが質問をしたいのですが、現在卒業研究でLEDを用いて植物への照射実験

をやっています。

そこで照度からのエネルギーへの変換は、ホームページを拝見させていただいたの

で理解できたのですが、LEDの照度は、分光式ではなく、ただの照度計を使って求

めることはできますか？

また、光度と指向角度は記載されていたのですが、光度から光束に変換する際には

単純に光度に立体角を掛けるのではいけないのでしょうか？

　

お手数ではありますが、お時間の空いているときでかまわないので、お返事をよろし

くお願いします。

　

　

　

　

　

　

→【安藤回答2005.11.26】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　LEDの照度は、分光式ではなく、ただの照度計を使って求めることは

>　　できますか？

→

可能です。

単純に照度計をLEDの前において測定すれば、照度が得られます。

LEDが単色である場合、例えば赤色の1,000mcdのLEDを10cmの位置で照

度計で測ったとすれば、100ルクスの照度となるはずです。

ただし、10cmの照射距離で、照度計のフォトダイオードに均一で十分な光

が入射する必要があります。

　

　お手元に照度計ではなくパワーメータがあり、LEDの発光波長がわかって

放射光束が指向角度内に入っていれば、パワーメータのエネルギ量と発光波

長、比視感度係数（λ=555nmの場合係数は1で、この時683ルーメン/W）、

測定距離より、光束→光度→照度という順番で照度を求めることができます。

　

>　　また、光度と指向角度は記載されていたのですが、光度から光束に変換

>　　する際には単純に光度に立体角を掛けるのではいけないのでしょうか？

→

それでOKです。

LEDの場合指向性があるので、指向角度以上には光が放射されません。従って、

指向角度以内であれば、ご指摘通りの計算（指向角度を立体角に直して光度を

掛ける計算）で光束が求まります。

　

　

以上ご参考までに。

　

　

　

　

　

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No.473【光学会社にお勤めのY.S,さん（2005.11.05）】

安藤幸司様

はじめまして！

光学会社に在籍しておりますY.S.と申します。

この度、社内の知り合いから紹介されまして安藤様のＨＰに訪れてみました。

　私、現在プラズマ光（レーザー励起、或いは放電に依る真空でのEmission）を

使用する、次世代露光装置の開発を行っておりますが、本ＨＰの貴重なコンテン

ツは装置開発する上で、大変勉強になりました。

　

本当にありがとうございました。

　

また時々訪れさせて頂きます。

今後とも宜しくお願い致します。

　

　

　

　

　

　

→【安藤回答2005.11.06】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

お役に立ててうれしく思います。

貴殿の仕事は、半導体製造の根幹の装置（マザーマシン）で、やりがいも多

いと思います。

今後とも末永くご愛顧下さい。

ボチボチと更新していきます。

　

ありがとうございました。

　

　

　

　

　

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No.472【ホームページProについてご相談をされたHaruさん（2005.11.04）】

Macサイトを運営しております、Haruと申します。

ハンドルネームですみません・・・。

貴サイト（本館の方）を読みまして、お忙しいとは存じますが、勝手ながら相互

リンクの申請をさせていただこうと思い、メール致しました。

ホームページPro等をお使いなんですね。

実は、当方のサイトはホームページProのみ使用しています。

また、同じようにMacを題材としたサイトということもありまして、親近感が湧

いています。

一つ質問させていただきたいのですが、現在、プロフィールによりますとMacOS X

10.4をお使いだそうですが、ホームページProはClassic環境で安定して動いてま

すでしょうか？

当方の場合、10.1.5及び10.3.9上のClassic環境で動作させたところ、とても不

安定で、Classicを何度も再起動させる羽目になってますので、その辺をお伺いし

たいと思いました。

ホームページProを毎日使いますので、結局完全にX環境には移行できておりませ

ん。(^_^;)

移行したいのはやまやまなのですが・・・。何か妙案ございますでしょうか？

お返事をお待ちいたします。

　

　

　

　

　

→【安藤回答2005.11.04】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　貴サイト（本館の方）を読みまして、お忙しいとは存じますが、勝手な

>　　がら相互リンクの申請をさせていただこうと思い、メール致しました。

→

リンクの件ご連絡ありがとうございます。

リンクフリーですのでご自由に活用下さい。

　

>　　一つ質問させていただきたいのですが、現在、プロフィールによりま

>　　すとMacOS X10.4をお使いだそうですが、ホームページProはClassic

>　　環境で安定して動いてますでしょうか？

→

問題なく動いています。

ただし、日本語環境のジャストシステムのATOKでは相性が悪くフリーズし

ます。変換効率の非常に良いFEP（フロントエンドプロセッサー）ですが、

OSとの相性が悪く、マックのシステムのことえりを使っています。

ことえりですと問題なく動きます。

　

>　ホームページProを毎日使いますので、結局完全にX環境には移行できて

>　おりません。(^_^;)移行したいのはやまやまなのですが・・・。

>　何か妙案ございますでしょうか？

→

わたしも同様で、完全にOSXに移行できていません。

ホームページ制作は、2年ほど前にAdobeのGoLiveを購入してホームページ

Proと使い分けています。

従来のコンテンツはホームページProで行い、新しいコンテンツはGoLiveで

作っています。

OSX化は、徐々に行っていますが、完全には移行しきれていません。

カレンダーがなくなったDayMakerというスケジュールソフトを古いMacOS

でいまだに使っています。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

　

　

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No.471【高速度カメラの顕微鏡下での撮影についてご質問の電気会社研究部のH.S.さん（2005.10.25）】

To：　アンフィ有限会社　安藤様

電気会社でディスプレイの研究をしているH.S.と申します。

データプロジェクター等に使用される1インチ程度の液晶パネルの研究＆

開発を行っております。

今回、御社のホームページを大変興味深く、拝見させていただきました。

大変申し訳ありませんが、一点ご質問させてください。

【御質問内容】

　・御社の高速カメラを使用し、光学顕微鏡に取り付け、画素レベルで

　液晶の動画特性を観測したいのですが、可能でしょうか？

【詳細】

　・画素サイズは□10um程度（画素内での液晶の挙動を観測したい）

　・フレーム速度は240fps以上（液晶なのでココまで必要かは不明）

　・白黒表示可、解像度不問

大変恐縮ではありますが、全くの素人ですので、教えていただければ

幸いです。よろしくお願い致します。

　

　

　

　

→【安藤回答2005.10.25】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>【御質問内容】

>　・御社の高速カメラを使用し、光学顕微鏡に取り付け、画素レベルで

>　液晶の動画特性を観測したいのですが、可能でしょうか？

→

基本的に可能です。

どこまでのレベルで対象物を見たいのかわかりませんが、

1.　高速度カメラを顕微鏡に取り付ける。

2.　液晶の1セルを拡大してセル内の液晶の挙動を見る。

3.　希望する液晶セルの一群を高速度カメラでとらえ、外部ジェネレータで

　　パターンを発生させ意図したパターン通りに液晶セル群が追随するかを見る。

ことが可能です。

　

【光学分解能】

高速度カメラの撮像素子は、1画素16umx16umですので、液晶の1セル

10umx10umを撮影するには、顕微鏡でx20の対物、x2程度のビデオカメ

ラ結像レンズを使って、総合x40程度欲しい所です。

貴研究室にそういった顕微鏡はおありでしょうか。

x40の顕微鏡を使えば、10umの液晶は400um程度の像になるので、高速

度カメラで25x25画素分でとらえることができます。カメラ1画素に対し

て液晶0.4umx0.4umということになります。

　

【カメラ撮影分解能】

上記程度の大きさでよければ、30,000コマ/秒程度の撮影が可能なので、

時間分解能33.3us程度の時間分解能で画像を収めることが可能です。

液晶の変調が240Hzで動作しているということなので、この動作周波数の

20倍で高速度撮影を行えば、1周期の液晶動作の挙動を20分割して見るこ

とができます。

従って、液晶挙動解明には、カメラの撮影速度が現象周期240Hzの20倍で

ある4800コマ/秒、もしくは40倍である9,600コマ/秒あれば十分かと思

います。

　

【撮影光量】

高速度カメラは短時間露光のために、撮影する場合、通常よりたくさんの

光量が必要です。

貴研究室にある顕微鏡にはどのような光源が付いているでしょうか？

オリンパスの顕微鏡がそちらにあるのでしたら、私どもの持っている250W

のメタルハライド光ファイバー（非常に高輝度）とそれを取り付けるオリン

パス顕微鏡の光源の口金がありますので、撮影をすることができます。

　

この構成で、半導体素子のマイクロアクチュエータを落射照明で50,000コマ

/秒撮影した実績があります。

透過光の撮影では条件がもっとよくなります。ただ、液晶撮影ですから偏光

フィルタが入りますと光量が落ちます。

　

【現象駆動信号（アナログセンサー）データとの同期撮影】

240Hzで液晶をドライブされるとき、印加電圧の変動によって液晶がどの

ように配列されるかという、センサーデータと画像データを付き合わせて

みたい要求があると思います。

我々は、その要求に応え、日本ナショナルインスツルメンツ社のDAQを組み

合わせて画像とセンサーデータを同期して収録するシステムを持っています。

これを併用すれば、かなり研究効率が上がると思います。

　

　

20年ほど前になりますが、大手の電機会社の研究所で液晶を研究されてい

た方と、初めて液晶の顕微鏡による高速度撮影をしたことがあります。当

時はフィルムタイプの高速度カメラでしたが、5,000コマ/秒程度で液晶の

結晶が並び変わるのがよく見えたことを記憶しています。

　

カメラは、いろいろな種類がありますが、以下のサイトで紹介している高速

度カメラが最も安価で、感度が良く使い勝手が良いと思います。

<http://www2.ocn.ne.jp/~anfowld3/MotionProHS.html>

　

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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No.470【蛍光灯の発光周波数についてご質問の大学生ドロ田んぼさん（2005.10.13）】

はじめまして。工学部の学生です。ひとつ質問です。関東は５０HZなのに蛍光灯は

１００msec　ナのですか？

　

　

　

→【安藤回答2006.04.03】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

蛍光灯は、交流周波数で発光しています。関東地区の電源は50Hzで200ms

の周期を持っています。蛍光灯は1周期の間に2回発光します。半周期で1回

発光するのです。電気が正の方向に流れる時に1回、負の方向に流れる時に

1回、つまり電源周波数の倍の発光をすることになります。この理由から蛍

光灯は、1秒間に100回、100msの周期で発光するのです。

　

以上御参考までに。

　

　

　

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

No.469【ホームページ内容についてご意見をいただいたY.K.さん（2005.10.06）】

　http://www.dango.ne.jp/anfowld/Lens.html

　ですけど、読めません。　（注！現在は、http://www.anfoworld.com/Lens.html）

　いくら素晴らしい内容でも、読めないようでは駄目です。

　プレゼンテーション能力は大切です。

　まず、１ページの長さが長すぎます。普通の人なら、画面の縦の長さの２倍程度

が限界です（まぁ、あくまでも目安ですけどね。特に拘る必要は無いです。）。

ゆえに章やセクション毎に複数のページに分けましょう。せっかくのハイパーテキ

ストを最大限に活かしましょう。

　また、画像ファイルが大きいのと１ページに画像が多くあるので、こちらからは、

タイムアウトで、手動で画像を読み込まないと閲覧できません。

　

　また、この掲示板も、「アドレス」記入欄がありますが、メールアドレスか

ＵＲＬか分かりません。一応、両方書いておきます。

　

　

　

→【安藤回答2005.10.07】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご指摘の件、今後の運営に活かさせていただきます。

ありがとうございます。

と言ってもすぐにはできません。

徐々に合間を見て行っていますので。

ちなみに、どのような内容に興味を持たれてご訪問されたのですか。

よろしければお聞かせ下さい。

　

>　http://www.dango.ne.jp/anfowld/Lens.html

>　ですけど、読めません。

→

マック、Windowsともに表示できることを確認しています。

パソコン量販店でもちょくちょくこのURLを開いて表示を確認しています。

重いというのは皆様から良く聞きます（特に5年前までの通信速度が遅い時代）。

ですが、読めないというのは一度も聞いたことがありませんでした。

お使いのパソコン、OSはどのようなものでしょう？

レンズのコーナーは、私のコンテンツでは軽い方です。［光と光の記録］は

3倍くらい重いです。

ここも少し小分けにしないとどんどん膨らんでいます。リンクも張られてい

るのでなかなかスグと言うわけにはいきません。

それと、私自身、どうも小分けのコンテンツが嫌いで、マウスをどんどんク

リックするのが嫌いで、途中で諦めて全部見ないのです。コンテンツを長巻

にしておくと、一応バラバラと見てくれますものね。

気に入ったらアクロバットで保存してくれているようですし。

訪問者の中には、私のサイトをプリントした人を何人か知っています。

インクを2回交換しましたと言っていました。

本を買って頂いた方が安いかも知れません。

いずれにしても、うまく読んでもらう工夫をしたいとはかねがね思っています。

　

>　　　また、画像ファイルが大きいのと１ページに画像が多くあるので、

>　　　こちらからはタイムアウトで、手動で画像を読み込まないと閲覧できません。

→

申し訳ありません。

ダイアルアップでのアクセスですとこうした問題は生じるようです。

今は、ADSLやIDSN、光ファイバーネットなどが主流なため、それらの通信手

段を念頭に置いて運営しています。

ご了承下さい。個人のホームページなので。

　

>　また、この掲示板も、「アドレス」記入欄がありますが、メールアド

>　レスかＵＲＬか分かりません。

→

通常、アドレスはメールアドレスのことを想定していました。

私のサイトではご訪問された方のURLはあまり意味をなしません。

掲示板は、自動掲示ではありません。訪問された方にはメールアドレスにて

返信申し上げ、数ヶ月に1度くらいの割合でアップしています。

　

今後とも、何かございましたらご連絡頂ければ幸いです。

　

よろしくお願いします。

　

　

　

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

No.468【LEDの発光強度カンデラをワットに変換することについてご質問のm.m.さん（2005.09.28）】

まったく光に関しては素人なのですが、今度光を用いた製品を企画設計したいと思

い勉強している最中です。的外れな質問とは思いますがご容赦ください。

特定波長の光のエネルギで色変化する物質がありますが、

LEDダイオードでその役割をさせたいと思っております。

ところでLEDダイオードはカタログを読むとmcd（ミリカンデラ）が光の出力とし

て出ています。上記の発色に必要なエネルギの単位はW/cm^2です。

波長を650nmとした場合、q（mcd）をWへの換算式なるものは存在するのでしょ

うか？

　

　

　

→【安藤回答2005.09.30】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

光はエネルギーですから換算できます。

カンデラは、可視光エネルギーを総称した言い方で、人間の視覚感覚に近

い反面、曖昧でもあります。

ワットの単位は、厳格で絶えず波長の考え方がついてまわります。

そちらで求めたい光の単位は、W/cm^2とのことで、これは発色体の単位

面積に入射させるエネルギのことになり、照度（ルクス = ルーメン/m^2）

に相当するものです。

国際規格（ISO）では、波長555nmの光1Wからは683ルーメンの換算に

なると定義されています。

また、波長650nmの赤では比視感度表より0.107が与えられています。

従って、波長650nmでは、1Wの光は、683x0.107ルーメン = 73.08

ルーメン/Wとなります。

点光源から放射される、光（カンデラ）の単位は、立体角（ω）あたりに

放出される光束（ルーメン）で定義されますので、q（mcd）の光は、

qx10^-3　ルーメン/sr　と書き表されます。

srは、立体角の意味でステラジアンです。

この光源が1メートル離れていると1ステラジアンが1m^2の面積になるの

で、照度の単位（ルクス = ルーメン/m^2）となります。1カンデラの光源

を1mの距離で受ける時の照度が1ルクスである根拠です。

　

以上より、650nmの発光を持つq（mcd）の点光源は、qx10^-3/（0.107x683）

　W/srになりますので、点光源から照射する物体までの距離（L）から立体

角を求めて入射エネルギー量を求めます。

立体角の考えがわからなければ、逆二乗則から、

距離1mが1m^2になり、距離2mでは4m^2、距離0.5mでは1/4m^2を換算

させて概算します。

　

立体角ωと平面角θの関係は、

　　ω=2π｛1-cos（θ/2）｝

です。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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No.467【シュリーレンについてご質問の教育番組制作のM.M.さん（2005.09.20）】

安藤さま

初めてメールを送らせていただきます。

　

私は放送機関で小学校向けの理科番組を担当しております、M.M.と申します。

現在、「水と水蒸気」という回の番組を製作しているのですが

中で、「水が水蒸気になる」というのを可視化したいと考えております。

そこでシュリーレン法で撮影できないかと考え、ウェブで検索したところ

安藤さまのページを発見し、相当なノウハウをお持ちとお見受けし

アドバイスをいただきたいと、メールを送らせていただいた次第です。

　

シュリーレン装置はメーカーさんにレンタルをお願いできないかと

現在探しているところなのですが、

「水が水蒸気になる」のも、結構な難問で、

ある方からは、アルコールのような揮発性の液体の気化を撮影するのが

見やすいといわれました。

何か他にアイデアがないかと考えております。

　

初めてのメールで勝手なお願いばかり申し上げて恐縮ですが、

安藤様のお時間があるときにでも、何かご意見いただけますと

幸甚です。

なにとぞよろしくお願いいたします。

　

　

　

→【安藤回答2005.09.16】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

メールを興味深く拝見いたしました。

なかなか興味深い内容で、あれこれ考えこんでしまいました。

　

　シュリーレン撮影法は、密度差を利用して可視化する撮影手法です。

従って、液体であれ気体であれ密度差がないと可視化できません。

　水でも、お湯を沸かす際にはヤカン内部で熱対流が起こり、これは非常に

よく可視化できます。しかし、同じ温度でビーカの中をぐるぐる回っている

水は密度差がないので可視化できません。

　

　空気でも温度差があれば可視化は十分にできます。

ストーブの熱対流や、人の肌から立ち上る熱（熱とともに水分も失われるの

で水蒸気）はよく観察できます。

しかし、水蒸気そのものは可視化できません。

　

　水蒸気の粒子が細かい場合、例えば光の波長よりも小さい場合は可視化は

困難です。空気中に含まれる飽和蒸気圧以下の水蒸気は、小さな水分子で波

長より小さいものなので、これをどんな光学装置を使ってもみることはでき

ません。

強いてやるとするならば、レーリー散乱を利用する方法です。しかし、私自

身やったことはありません。

　レーリー散乱による可視化手法は、青い光をシュリーレンのような平行光

として水の粒子に透過させると、レーリー散乱のために水蒸気の粗密が濃度

としてぼんやりと見える可能性があるかもしれませんという程度です。

青空のような透過パスが長いと絶対に可視化できますが、数100mm程度の

長さで散乱が可視化できるかちょっと自信がありません。

　しかし、水の分子はある意味かなり大きいので、水蒸気成分が多い所では

青色の光が強く散乱すると思われ、シュリーレン光を使って青色が散乱して

なくなると濃淡像があらわれるので、面白い映像が取れるかも知れません。

　

　ヤカンの注ぎ口から立ち上る熱流は、高温で飽和水蒸気ギリギリの条件で

あるので、湯気がでやすく、温度、密度とも周囲雰囲気と違うのでシュリー

レン法で可視化できます。

　

　水蒸気分子がある程度集まって、例えば雲のようにチリを核として霧状に

なれば、シュリーレン手法の一撮影法であるシャドウグラフで可視化可能です。

　実は、このレベルの撮影は、ガソリンエンジンとかディーゼルエンジンの

燃料を噴射する研究に非常によく使われている方法です。液体粒子がφ20

um程度以上になるとミー散乱領域になりますから、バックライティング撮影

や、シャドウグラフ、シュリーレンでの撮影が可能になります。

　この研究分野では、ガソリンをインジェクタという霧吹きのようなもので

吹いて火をつけて燃焼させますが、燃料はできるだけ空気と混じった方が勢

いよく燃えるので、噴霧から着火、火炎の伝播の様子を非常によく研究され

ています。

　ディーゼルエンジンでは、噴霧と同時に着火が始まるので、霧化は非常に

大切な研究テーマです。インジェクタから噴射された燃料を1/5,000秒〜

1/10,000秒毎に高速度カメラを使って、液滴の割合、霧化の割合、粒子の

粒径などをシュリーレン手法の一種であるシャドウグラフで撮影し、画像計

測しています。

　

　以上現状をご報告します。

こうした現状の中で、そちらの番組のテーマである水が水蒸気になる様子を

どのような形で可視化して、子ども達にわからせるかが重要なポイントにな

ろうかと考えます。

　

以下が簡単な観察方法かと思います。

1.　フラスコに水を入れランプで暖める。

　　そのフラスコにはゴム管で連結させたもう一つのフラスコがあって、

　　こちらは水に浮かべて冷えた環境にしておく。

　　暖めたフラスコの水がすべて冷えたフラスコに移る様子を観察する。

2.　水を入れたフラスコを暖めて、フラスコから水が減っていくのをコマド

　　リで撮影。

3.　水を入れたフラスコを暖めて、フラスコ上部の開口部の上にロートを逆

　　さにして覆い、立ち上る暖かい空気（及び飽和水蒸気）をゴム管で試験

　　管に導き、試験管に溜まる水を観察。

4.　フラスコから立ち上る暖かい空気（及び飽和水蒸気）をシュリーレン撮影。

　　しかしこれは水蒸気と一緒に熱せられた空気の密度差も可視化されてしまう。

　

以上ご参考までに。

　

　

　

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

No.466【アッべの記述の間違いをご指摘の研究員A.K.さん（2005.09.16）】

A.K.と申します。

以前、電気機関車ＥＦ６６の件でメールを差し上げたものです。

早速ですが、「光と光の記録」の「レンズについて」の

「エルンスト・アッベ」の記述の下記の部分

　　1888年、アッベのよき理解者、カール・ツァイスが無くなる。

　　アッベが58才の時である。アッベはツァイスが無くなった1年後、

　　彼らの会社を私物化せず公のものにするためカール・ツァイス財団を作った。

の「カール・ツァイスが無くなる。」と「無くなった1年後」は

の「カール・ツァイスが亡くなる。」と「亡くなった1年後」が

正しいですよね。

私にとってのアッベ

　私が初めて「アッベ」の名前を知ったのは、大学に入学した直後のことでした。

例の「同一直線上で測定〜」の事を講義（何の講義かは忘れましたが）で

知り、凄く感心した記憶があります。

ノギスとマイクロメーターの精度の違いがこのような原理だったのかと。

　

これからも楽しみにしております。

　

　

　

→【安藤回答2005.09.16】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

お久しぶりです。

私のホームページを隅から隅まで読んでいただき心より感謝します。

ご指摘の通りでした。

大変ありがたく、お礼申し上げます。

早速直しておきました。

　

アッベ博士については、大学時代から名前だけは知っていました。

私も一応機械工学出身なので、計測工学で習いました。

社会人になって特殊なカメラに従事するようになって、光学の人たちと接す

るうち、アッベ博士という人が神様のように慕われていることを知りました。

光学製作会社では博士の名前を社名に取り入れているところもありました。

今回、ホームページをアップするために、いろいろ調べて改めて彼の業績に

感嘆した次第です。

　

これからもよろしくお付き合い下さい。

　

　

　

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

No.465【光源と反射物体の明るさの関係をご質問の会社員T.S.さん（2005.09.15）】

突然、メールすいません。モアレ法について、調べているうちに、先生のホームページ

にきてしまい、メールしました。

もし、よろしければ下の問題を教えていただきたいのですが、

1.　格子間隔ｄ＝１mmの格子を２つ、互いに、Θ＝４°傾けて、

　　モアレ稿が観察できるように実際に書き、モアレ稿の間隔Lを測定せよ。

　　厳密に平行な線を描くこと。

2.　格子間隔１?、傾ける角Θ＝４°としたときのモアレ稿間隔

　　Lを理論式から計算で求めよ。

3.　上記の1.と2.で求めた値がほぼ等しいことを確認せよ。

以上なんですけど、さっぱりわかりません。おしえてくでさい。

お願いします。

　

　

　

→【安藤回答2005.09.15】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

以下の式に代入すれば、求める数値が求まると思います。

ご参考に。

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

W = ω / ［2・sin（θ/2）］　　・・・（67）

　　　W　：　モアレ干渉縞のピッチ　　　　　　　　　　　　　

　　　ω　：　格子のピッチ　　　　　　　　　　　　　

　　　θ　：　格子の傾き

上式のθが十分に小さいとき（0.05ラジアン = 2.8°程度まで）は、

W ≒ ω / θ　　・・・（68）

の近似式がなりたち、この式から傾き（θ）を大きくしていくと、モアレ干渉縞

のピッチ間隔が小さくることがわかります。θ = 0.05ラジアンでは、格子ピッチ

の20倍のモアレ縞が現れることがわかります。　

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

　

　

　

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

No.464【光源と反射物体の明るさの関係をご質問の会社員T.S.さん（2005.09.14）】

はじめまして。私、某メーカーに勤めておりますT.Sと申します。今年から社会人に

なり、イメージセンサの研究をしております。時々安藤様のHPを拝見させていただ

き勉強させていただいてます。この度は、反射率についてわからないことがあり、

ご質問させていただきます。よろしくお願いします。

いま、光源AとAからR[m]離れたところにある反射率βの物体B、物体Bからr[m]

離れた位置にある受光素子Cがあるとします。

光源Aからは光度I[cd]が出ているとし、物体Bの面積はS[m^2]とします。

この時の、受光素子Cの位置の照度がどのようになるのかわかりません。

私の考えでは、

物体Bから見た光源Aを点光源とした時、物体Bの照度Eは、

E=I／R^2

となる。

また、この照度を物体Bの平均照度と考えれば、物体Bに入射している光束Fは、

F=E・S=(I/R^2)・S

となる。

物体Bの反射率はβだから、反射する光束F'は、

F'=F・β=(I/R^2)・S・β

となる。

受光素子Cから見ると物体Bは、光源となり、それを点光源として考えると、物体B

から出る光度I'は、

I'=F'/4π=(I/4π・R^2)・S・β

となる。

よって、受光素子Cでの照度はE'は、

E'=I'/r^2=(I/4π・R^2・r^2)・S・β

となる。

この考えだと、物体Bで二重に発光していることになります。この考えでよいので

しょうか？

それとも単純に、

物体Bの反射率がβなので、

I'=I・β

とし、

E'=I'/r^2=(I/r^2)・β

としてよいのでしょうか？

　

お忙しいところ、まことに恐縮ですが、ご教授して頂けると幸いです。

よろしくお願いいたします。

　

　

　

→【安藤回答2005.】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

　

　

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

No.463【パソコンの文化についてコメントいただいたwisquasさん（2005.08.25）】

たまたま検索でひっかかってパソコンの文化を読ませていただきました。

なるほど、こういう流れだったのかという話がいろいろあって興味深かった

です。

2002年から更新されていないようですが、現在までの流れも更新していた

だけると嬉しいです。

　

　

　

→【安藤回答2005.08.28】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

御期待に添えず申し訳ありません。構想はあるものの、なかなか筆をすす

めることができません。別のコンテンツに意外と時間が取られてしまい、

思いがあっても手をのばせないでいます。

次はインターネットの内容を更新したいと考えてはいるのですが。

長い目で見ていただけるとうれしく思います。

　

今後ともよろしくお願いします。

　

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

No.462【面光源の輝度についてご質問のT.E.さん（2005.08.15）】

お世話になります。

面光源の出射光束から輝度を求める計算はどのようにおこなったらいいの

でしょうか？

お忙しいところ、お手数ですが、ご教示よろしくお願いします。

　

　

　

→【安藤回答2005.08.15】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

実際の輝度を正確に求めるのは、かなり複雑です。

簡単な説明をします。

輝度を定義するときは、輝度面が完全拡散面になっていなくてはなりません。

これが基本条件です。

また輝度面はある程度の面積を持っていなくてはなりません。

発光体が点のように小さい場合は輝度ではなく光度で表すのが普通です。

そういう条件で、単位面積（m^2）から放射される光束L（ルーメン）の換算

輝度は、

　　L/π

で表されます。

　

以上ご参考までに。

　

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

No.461【LED測定についてご質問の会社員D.K.さん（2005.07.28）】

安藤様

　

初めまして、私、H株式会社で分光器の販売を

させていただいておりますD.K.と申します。

光と光の記憶は分からないことがあったときに必ず

開くようにしています。

このたびは安藤様のホームページを拝見させて

いただき、ご連絡させていただきました。

本日はよろしくお願いします。

　

さて、この度はLED測定について分からないことが

ありまして、ご連絡させていただきました。

弊社で扱っております、米国の簡易型分光器でお客様

からお預かりしているLEDを測定しています。

この測定器では小型の積分球にファイバーをつないでその光を測定しています。

　

お客様のご希望としては、各LED（大手三社）の輝度を測定したいとの事です。

この、メーカーのソフトウェアではLumen、Lux、Cｄが表示されます。

どうやら、Lumen、Luxは良いのですが、Cdの測定値がLEDメーカー出荷時の仕様とは

かけ離れた数値がでてしまいます。（添付ファイルを参照願います。）

同機種を扱っている代理店に聞いてみたところ、このメーカーのソフトのCdは

Lumenをステラジアンで割っているだけなので、いわゆるCIE基準の値とは違うという

回答を頂きました。

　

積分球を使って得たLumen,Lux値をいわゆる輝度計で算出される輝度値（Cｄ/m^2）に

変換するにはどの様な計算を行えばよいのでしょうか？

　

お忙しいところ、大変恐縮ですが、よろしくお願いいたします。

　

失礼いたします。

　

　

　

→【安藤回答2005.07.31】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

ご連絡遅れまして申し訳ありません。

わかる範囲でお答えします。

　

>　　積分球を使って得たLumen,Lux値をいわゆる輝度計で算出される

>　　輝度値（Cｄ/m^2）に変換するにはどの様な計算を行えばよいの

>　　でしょうか？

→

当方では御社の使われている計測値の基本原理がよくわからないので、ご希

望される回答にはならないかと思いますが、わかる範囲でお答えします。

　

1.　積分球は、白熱電球などのような全方位に放射する光源（点光源）の全

　　光束を求めるのに使うものと理解する。

2.　ファイバーで導かれた光を積分球に導く時に、積分球内で放射される光

　　束の角度（立体放射角）がこちらではわからない。

　　積分球と光ファイバーの使用の原理（このようにして使って間違いがない

　　という根拠、解説）がない。

3.　検定する光源を、ファイバーで導き入れて積分球に送る際に、ファイバが

　　検定光源が放射するどのくらいの立体角を取り入れるのかがこちらではわ

　　からない。

4.　上の2.と3.がわからないと光の単位の換算は難しい。

5.　簡易型分光器を使うのは、LEDが単色光であったり、太陽光のような自然

　　な白色光でないために、10nm単位でエネルギーを求めて可視光の範囲で

　　積分して、比視感度曲線からの係数と、683ルーメン/W at 555nm から

　　求めていると解釈する。

　　これは正しい計測だと理解する。

6.　5.で得られた光束が、LEDが放射する光のすべてを集めた結果であるかど

　　うかはこちらではわからない。

7.　5.で得られた光束が、予めLEDの放射立体角（ω）でわかっていれば、

　　光度（カンデラ）は、得られた光束をωで割ってやれば求まる。

　

送って頂いた英文の解説書は、説明自体は間違いではないと思いますが、米国

の分光装置がどのような原理で測定しているのかわからないのでこれ以上はな

んともお答えのしようがありません。

LEDメーカーのカタログ値が測定値とバラツクのは、LEDの放射する角度と計測

光ファイバーが入射する角度がLEDメーカーによって違うのではなかろうかと考

えます。

　

以上ご参考までに。

　

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

No.460【太陽光についてご質問のY.K.さん（2005.07.12）】

Y.K.と申す者です。以下の問題について悩んでおります。

出来れば、教えて頂きたいです。問題は、以下の通りです。

　

太陽の全光束を3.6×10^28として以下の値を算出せよ。

1.太陽の光度は？

2.地球上での太陽直射光による照度は？

　(条件)・太陽と地球の距離は1.5×10^11m

　　　　・地球の大気透過率は0.8

3.太陽直射光を浴びている女性の肌の輝度は？

　(条件)・肌の反射率は0.3

　

出来れば解き方と説明も教えて頂きたいです。宜しくお願い致

します。

　

　

→【安藤回答2005.07.13】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

高校か専門学校で出題された宿題のようなものだと理解します。

宿題を簡単に教えてしまってはいけないような気が致しますので、考え方だ

けをお教えします。

後は、なんとかがんばって下さい。

宿題の大所の解答は、私のホームページ「光と光の記録　-　太陽」

<http://www.anfoworld.com/Lights.html#太陽>

で紹介されていますので参照下さい。

　

問題1.は太陽の全光束がわかっているので、全立体角と光度を掛け合わせ

ると全光束が求まるので、簡単に光度が求まるかと思います。

問題2.の地球上での照度は、ホームページ「光と光の記録　-　太陽」に解

答があります。

問題3.の女性の肌の輝度は、同じホームページ「光と光の記録　-　月」の

■月の明るさで同様の考察があります。

　

以上ご参考までに。

　

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

No.459【電気機関車について間違いを御指摘の大学研究員A.K.さん（2005.06.30）】

安藤様

　

私は、メーカー勤務のままI大学地域連携推進センターで

都市エリア　共同研究員をしております

A.K.と申します。

大学時代（T大学）で機械工学（材料力学）を学び

入社後は、生産管理、電算室（汎用コンピュータ）を

経て製造技術で組み立て等の自動化を担当しておりました。

（ロボットに画像処理装置を付加して位置補正など）

数年前、中国（浙江省）の合弁会社に１年４ヶ月ほど

駐在し中国の空気を吸ってきました。

噂のように現地では電力不足で、突然の停電が日常茶飯事で

ＮＣ旋盤、マシニングセンタで加工中に停電などという最悪の

事態も。

現在は、I大学との共同研究（材料関係）をしています。

　

安藤さんのＨＰは大学時代の友人から紹介され、拝見して

その素晴らしさに感激しています。

　

昨晩（６月２９日２１時頃）、国際宇宙ステーションが５分間も

肉眼で観測できました。久し振りの好条件（盛岡）

+長時間

+地平線→天頂→地平線の軌跡

+あまり遅くない時刻

+梅雨なのに快晴

安藤さんはご覧になった事、ありますか？

　

さて、安藤さんのＨＰで下記の電車のモータに関する

記述に於いて間違いと思われる部分がありましたので

ご検討ください

　

　

【電車のモータ】　（2001.09.06追記）

　新幹線300系（のぞみ車両）には、300kW出力のモータが1車両あたり4基、

合計10車両（6車両は従車）に配備されこれらを合わせて12MWの電力を消費

する。これは、100万kW級の火力発電所の最大パワーの1.2%に当たる。10台

の新幹線が動いたら100万kWの火力発電所に相当な負担がかかる。東京には新

幹線のみならず鉄道がたくさん走っておりこれらの交通機関が使用する電気は

かなりの量にのぼる。

　

　1985年に導入された山手線に使われている205系の電車には合計960kW

（新幹線の約1/12.5）出力のモータが使われている（山手線は、1周30km

を1時間かけて回っているので朝夕のラッシュ時には山手線内回り外回り40

車両が運行している。この時の電力は38.4MW。発電所の4%の電力だ。夏場

は車両にクーラを入れるのでもっと電力を消費しているゾ）。

　ちなみに在来線で一番高速の電気機関車は、ブルートレイン「はやぶさ」の

電気機関車EF66で、直流1.5KVの電圧から3.9MkWの出力（1時間定格出力）

を出す。一般の機関車は1.9MW出力である。EF66は1966年に初号機が造られ

た。当時狭軌鉄道では世界最速を誇ったという。この電気機関車は、1000t

の列車を引っ張って時速100kmで走る。1時間定格引張力は19,590kg。駆動

輪は3軸で3基の電動機MT56（650kW）モータがついている。機関車重量は

100.8t。

　

赤字の部分は「６軸で６基の電動機」

ではないでしょうか？

　

今後もいろいろな知識を期待しております。

それではお身体に気を付けてください。

　

　

→【安藤回答2005.07.01】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

ご指摘ありがとうございます。

当方の記述ミスのようです。

記載を改めておきました。

トータル 3.9MkWの出力を電動機MT56（650kW）で割れば6基という数字

が導き出されますね。

ありがとうございました。

　

>　　昨晩（６月２９日２１時頃）、国際宇宙ステーションが５分間も

>　　肉眼で観測できました。久し振りの好条件（盛岡）

→

東京ではなかなか見る機会がありません。

昔、愛知の岡崎に住んでいたい頃、夕暮れ時に人工衛星が肉眼で見えること

がありました。

東京はごみごみしていてビルが迫っているので、見ようという気がなかなか

起きません。

　

中国の体験、いろいろなご苦労があったかと思います。

私は短期滞在を数回ほどしただけなので、中国の事情はそれほど詳しくあり

ません。

　

今後ともいろいろご指導いただけるとありがたく思います。

ありがとうございました。

　

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No.458【光の単位についてご質問のIrさん（2005.06.23）】

安藤様　Irと申します。

AnfoWorldを拝見させて頂きました。

当方、素人ですので、あまりにも初歩的な質問を掲示板上です

るのは、他の方に迷惑だと思いまして直接メールを差し上げた

次第です。

現在、照射面にmw/cm2の単位を使用していて光源はｗの単位を

使用しているのですが、光源をｃｄの単位で扱うデバイスにし

たいと考えています。

しかしながら、従来のｗの光源と検討中のｃｄの光源との比較

ができないでいます。何か関連付けできるような式がありまし

たらご教授をお願いしたいと思います。

　

突然のメールで恐縮ですがよろしくご検討ください。

　

　

→【安藤回答2005.06.23】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

　カンデラの単位で仕様が決められている光源と、mWの単位で仕様が決

められている光源の明るさの比較をしたいという意味に解釈しました。

　両者の簡単な比較は、両者を同じ距離から照射面にあて照度計を使って

照度を求め両者の発光特性がリニアと見なせるならば照度を仲立ちとして

比例係数を特定すればよかろうかと思います。

これが単純に行かない場合は、

　1.　両者の発光波長が違う。

　2.　両者の発光放射角度が違う。

ことであろうかと考えます。

　

　もう少し学術的に申しあげますと、mW（ワット）というエネルギー単

位とcd（カンデラ）の仲立ちをするものに、光束（ルーメン）という概念

があります。ルーメンを元にして照度（ルクス = ルーメン/m^2）を導き

出せば、照度で両者の比較ができます。

　

　mＷ/cm^2という単位は、照射面cm^2当たりにmWの光があたるとい

う単位です。使用されている光源が波長555nm（緑）の単色光であれば、

1W当たり683ルーメンの光となります。光が他の色であったり白色色で

ある場合は、比視感度曲線を用いて比視感度ピーク（λ = 555nm）を1と

した場合、発光波長がどれだけの係数になるのかを求めてこの係数に入射

エネルギー（W/m^2 ）と683ルーメン/Wをかけます。入射エネルギーは

W/m^2とするため、mＷ/cm^2から換算する必要があります。

これで、ルーメン/m^2の値が換算できますので、この値がとりもなおさず、

照度（ルクス = ルーメン/m^2）です。

　カンデラは光度であるので、カンデラ表示の光源が点光源であるなら、

その光源を1メートルから照射面に与える光束が照度となります。1メートル

の照射距離を50cmにすると照度は4倍になり10cmでは100倍になります。

照射距離の二乗に比例して照度は増えます。

光源が点光源ではなく反射鏡が着いていたり、蛍光灯のように面発光ですと、

ことは非常にやっかいです。数値的に計算で求めていくのにはかなりのテク

ニックが必要となるため、照度計を用いて単純に照度換算した方がてっとり

早いと考えます。

　

　

以上ご参考までに。

　

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No.457【ファイバーカプリングについてご質問の会社員S.S.さん（2005.06.09）】

以前、分光器について質問させて頂いた、S.S.です。

　

「レンズについて」が開設されたので、興味深く拝見させて頂きました。

現在、私はファイバー入力型の小型分光器について調べています。

実際に実験してみると光源の光がかなりロスして分光器の出力にあらわれるよう

です。

もちろん分光器自身の効率も関係あるわけですが、まずは光源とファイバーとの

カップリング効率、ファイバーと分光器のカップリング効率がどのくらいなのかシ

ミュ

レーションしてみることにしました。ただ、考えていくと分からないことだらけで

す。

本も色々と読んでみましたがよく分かりませんでした。

添付ファイルにこれらのカップリング効率に関する質問を考えてみました。

ここでいうカップリング効率は、光源が分光器の分解能に比べて十分狭い波長半

値幅を持つ単色光だと仮定した場合の効率です。

　

分かる範囲でよろしいのでアドバイスを頂けますよう、宜しくお願い致します。

　

　

→【安藤回答2005.06.19】

安藤幸司といいます。安藤@AnfoWorldです。

ご返事遅れまして大変申し訳ありません。

以下わかる範囲でご回答申し上げます。

　

質問1.　集光レンズの口径比Ｆと光ファイバーN.A.の整合性

光ファイバーのN.A.が0.2ということですからレンズ絞りで言うとF2.5と

なります。F2.5以上の明るいレンズを使って点光源をファイバーに導いて

もそれ以上の明るさの光束成分はファイバーによって伝達できないので、

F2.5が最適なレンズとなります。ただ、F2.5と言ってもこれは有効Fナン

バーのことで無限遠でのFナンバーと異なります。レンズのF値は無限遠で

のFナンバーですから有限位置では設定値よりも暗い値となります。

実際には、点光源とファイバーの置く位置、レンズの設置する位置から

ファイバーに導くことが可能なレンズの口径を算出するのが簡単かもしれま

せん。

　

質問2.　有限発光体の光ファイバーへの取り込み

発光体が有限の大きさを持ち、レンズによって結像させた場合、像倍率が1/2

の時はファイバーのコア径の2倍の発光体面が入射できます。ファイバーの

コア系の任意の点からN.A.=0.2の立体角の範囲で発光体からの光束を導く

ことができます。コア径は入射する光束の明るさの目安となるとともに、

空間分解能を決定するものともなります。コア径が大きいと空間分解能は低

下します。発光体がコア径の10倍とすると、ファイバーは発光体すべてを

ファイバー内に入れることはできません。定義からb=a/2となっているので

コア径の2倍までのエリアしかファイバ内に導くことができないのです。

発光体が全周方向に100の光を放っているとするとファイバーはN.A.=0.2

分の光しか入ってきません。なおかつ面積成分で言うと、発光体の1/5しか

ファイバのコア面に入射しないので、1/5と

（光ファイバーへの入射角）/（発光体の全放射角）

の比を掛け合わせた光束がファイバーに取り込まれます。

　

質問3.　点光源の光ファイバーへの取り込み

ファイバーのN.A.=0.2を元に、コアに入射できる光束の角度を割り出し、

点光源が置かれた位置から入射光束の角度に入る点光源の放射角度を計算

します。点光源が遠くにあればあるほど、ファイバーに取り込める光は両

者で結ばれた光軸近辺のものしか取り込めません。

　

質問4.　分光器内の光学系の明るさ（F値）と光ファイバーのN.A.の整合性

N.A.=0.2のファイバーから出た光は口径比に直すとF2.5となり、F4の凹面

鏡では受ける口径が小さすぎてはみ出してしまいます。

光量は、ご指摘の通り39%の光しか利用されません。

逆に言うと分光器内の凹面鏡のFナンバーがF4であるのでこれに見合った光

ファイバーをあつらえた方が良いということになります。

ファイバーを縦に並べて疑似スリットとして使うやり方は今や一般的です。

コア径の小さいものほど疑似スリットのスリット幅が狭く取れるので分光性

能は上がります。

縦に配置されたファイバーを一個一個見てみますと、一つのファイバーは分

光器内の凹面鏡に光を放射します。凹面鏡は入射した光を平行光にして回折

格子に送ります。このときスリットの縦位置に配置された光ファイバーは、

端にいけばいくほど収差がでてしまうため、凹面鏡で十分な平行光ができな

いおそれとケラレによって光が回折格子に到達しない可能性があります。

スリットの縦位置は分光器で使って良い長さが決められているハズです。

こうしたことは、実際に実験で確かめてみるのが一番なので、暗室に分光器

を置いて分光器のふたを外して光ファイバー1本1本に光を当てて分光器内で

どのように光が回っていくのかを見てみるの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.456【レーザについてコメントをくださったhogeさん（2005.06.02）】

はじめまして。

レーザー光の原理を知りたくて、検索して寄らせてもらいました。

参考にさせてもらったのは極々一部ですが

わかりやすい例え、たとえば：

>要するに、堰き止めたダムの水を決壊させて水を放出するにあたっては、まずた

くさんの水を溜めて>おかなければたくさんの水が放出されないのと一緒です。など

が多く理系の端くれでも十分理解でき役立ちました。

　

ありがとうございました

　

　

→【安藤回答】

　

　

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No.455【LED（発光ダイオード）についてご質問の大学生Taさん（2005.05.27）】

赤色LEDと青色LEDをそれぞれ10個直列に接続し、その照度を照度計によりそれ

ぞれ測定したところ赤色は4000ｌｘ、青色は70000ｌｘという結果になりました。

色の違いでこんなに差がでるものなのですか。使用したLEDは赤色のカンデラの方

が大きいのに何故でしょうか。

照度計の原理についてもよくわかってないのでよろしくお願いします。

　

　

→【安藤回答2005.05.27】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

発光ダイオードの結線回路図とカタログ（製品の仕様）を見ていないので、

なんともコメントしようがありませんが、カタログに記載されたLEDの明る

さがカンデラ表示であるならば、値の大きい赤色の方が明るくなります。

一般的に、赤色LEDの方が青色LEDより作りやすく明るいのが普通です。

　

いただいたメールの内容で解せないのは、LEDの接続を直列接続されたとい

う所です。

豆ランプでもLEDでもそうですが、ランプを直列に接続すると性能は正しく

出ません。

10V電源で定格10Wのランプを2個直列に接続したとすると、ランプ1個分

は半分の明るさになってしまい5Wしか光りません。

2つ合わせて10Wの性能しかでません。

ランプは電源に対して並列に接続して初めて定格が出せるのです。

家庭用のコンセントと電気機器はすべて並列で使用しています。

蛍光灯などももちろん電源に対して並列配線です。

　

LEDを直列で使用したときの発光の度合いは、ジュール熱を利用した加熱発

光電球と違いもう少しやっかいで、青色LEDならLEDの端子間を3.5V程度与

えてやらなければならず、赤色LEDなら2.0V程度必要です。

そしてLED一個あたり10-20mAの電流を流してやらないと定格の発光は得

られないのです。

これを考えると、青色発光ダイオードを10個直列につなげると電源は35Vは

必要で、電流制御用抵抗300Ωをつけて15mAの電流を流したいとすると電

源は40V程度必要です。

使用されている電源が低いようですと1個当たりのLED間にかかる電圧が低く

なって暗い発光となります。

　

照度計は、光エネルギーを電気エネルギーに変えるものです。

光エネルギーがたくさんあれば電気エネルギーにたくさんかわるので照度計

の値は大きくなります。

ただ、照度計に使っている光ー電気変換素子の感度特性によって、測定でき

る光エネルギーの波長範囲や変換効率、応答速度も変わってきます。

詳細は、照度計の取扱説明書を見られるとよいでしょう。

一般的に照度計の素子にはシリコンフォトダイオード（SPD）と呼ばれるも

のがつかわれています。シリコンで作られたダイオードです。シリコンは光

エネルギーを受けて電気エネルギーを発生するもので、青から赤色、赤外域

に感度を持っています。照度計では赤外域が邪魔なの赤外エネルギーで電気

が発生しないよう赤外カットフィルタを入れ、さらに人間の目の感度に合わ

せたフィルタが入っています。

以上ご参考までに。

　

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No.454【電話機の仕組みについてご質問のM.K.さん（2005.05.21）】

1　電話線で多くの電信「通話」が　なぜ　混信なく相手伝わるのでか。

2　電話番号で　なぜ　有線また携帯で受信をキャッチするのですか。

3　鉄道会社また電力会社が通信事業に参入。高圧送電線などの電線を

　　利用して送電中の線で　なぜ　電信が可能か理解できず。帯電した線と

　　電信は　全く異なる　性質なのですか。

　　　　　　　　　　　全く　解からず　愚問ですが　お教え頂ければ幸い。

　

　

→【安藤回答2005.05.23】

安藤@AnfoWorldです。

お久しぶりです。

　

>　1　電話線で多くの電信「通話」が　なぜ　混信なく相手伝わるのでか。

→

　最近の電話は、通信局間はすべてデジタル回線になっています。

　デジタル回線というのは、CDやDVDなどのように、音をデジタルに変え

てデジタル信号を相手の通信局に送って、受け側の通信局で音声信号に直し

て個人の電話機まで送っています。

　音声信号をデジタル化するというのは、音声信号が細切れに細分化（パケ

ット）され、細切れのデジタル信号片になることです。このパケットには

「タグ」がつけられています。タグには送り主の識別番号と順番が書き込ま

れていて、受け手の側で送られてきたパケットを識別し順番を整えて音声信

号に変えます。

　音声信号を細切れにして送るというのは、宅配便で10個口の荷物を発送

するのと似ています。送り手は送り先と個数を書いて宅配便業者に渡します。

宅配便業者は、たくさんの荷物を一緒にして大型トラックに乗せてターミナ

ルに運びそこで区分けして最終ユーザに届けます。流通システムの流れは、

すべてタグで管理されています。

音声信号もデジタルに直すときにすべてタグがつけられるのです。タグがつ

けられた音声信号の細切れ（パケット）は、他の音声デジタル信号と一緒に

同じ回線を伝って「混載便」のような形で送られるのです。

　このようにして一つの回線にたくさんの情報が流れ、受け手の側で一つの

信号に整え直して音声情報とします。このような考え方は、インターネット

でも同様で、インターネットで検索した情報はいろいろな経路を伝って情報

を集め、タグに従って情報が整えられてブラウザで表示されます。

　電子メールも同じような仕組みです。

　

>　2　電話番号で　なぜ　有線また携帯で受信をキャッチするのですか。

→

電話通信は、電話局間でのデータ通信がメインで、電話局と契約電話との

通信が二番目に大事な機能です。

電話局同士は、現在はすべてデジタル回線になっていて上で述べたような通

信を行っています。

電話局同士は、市外局番と局番で識別されていてこの番号がタグ情報となり

ます。

電話局と契約電話は、電話番号によって識別されます。電話局と契約電話は

基本的に1対1の電話線でつながれています。別の電話局から自分の電話局の

電話に電話がかかってきたときは、その電話局はその電話番号を呼び出して、

接続します。携帯電話の場合は、電話局と電話をデジタルで結んでいます。

有線の電話でも最近のIP電話はデジタルで結ばれています。

　

>　3　鉄道会社また電力会社が通信事業に参入。高圧送電線などの電線を

>　　利用して送電中の線で　なぜ　電信が可能か理解できず。帯電した線

>　　と電信は　全く異なる　性質なのですか。

→

信号の重畳作用（ちょうじょうさよう）です。

テレビやラジオで送られる電波は送信周波数に重畳して映像信号や音声信号

を乗せています。テレビやラジオの受信機では、送られてきた送信周波数を

分離して希望する信号を取り出しています。

信号にはこのように重畳作用（たくさんの信号を一緒に重ね合わせることが

できる作用）や分離作用（重畳した信号を元の信号に分離する作用）があり

ます。

　この原理を応用して、電力にデータ信号を重畳させて、送り出し受け手で

分離させるものが電信線・電力線を使ったデジタル通信です。電話線で重畳

させる信号がADSLと呼ばれるものです。

　電力線で信号を重畳させた場合も、受け手側で電力と信号をちゃんと分離

する装置が必要です。この装置があればデジタル信号を取り出すことができ

ます。この分離は電力会社がちゃんとやってくれるのでしょうね。

　

以上ご参考までに。

　

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No.453【CCDカメラについてご質問の高校生jcomさん（2005.05.18）】

初めまして、初投稿です。

ここなら最近思った僕の疑問に答えて頂けると思って質問しようと思います。

まだ高校生なのですが、たいした知識もないもので、ちょっと知りたいと思

って質問なのですが、ＣＣＤカメラというものはどんなものですか？

また、原理･特徴･用途について教えて頂けたら幸いです。

ぶしつけな質問失礼しました。

　

　

→【安藤回答2005.05.19】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

CCDカメラは、一般にビデオカメラのことを言います。

カメラはいろいろなものがあります。

それでも大きく分けて、現像を必要とするフィルムカメラと、写したその場

で見られるビデオカメラがあります。

ビデオカメラは、ビデオテープレコーダからDVDに記録媒体が変わってデジ

タルカメラともよばれるようになりました。

デジタルカメラの仲間には、ハードディスクに記録したりフラッシュメモリ

に記録するデジカメもあります。

こうしたビデオカメラの目の玉（それも網膜）に相当するのが、CCD

（しーしーでぃー）と呼ばれる固体撮像素子です。

目の網膜に相当する撮像素子にはいろいろなものがあります。その中でCCD

と呼ばれる撮像素子が高性能で安価であったのでこの素子が主流になりました。

そのためにこの素子を使ったカメラのことをCCDカメラと呼ぶようになりまし

た。CCD素子は、今から35年まえの1970年に米国のベル電話機研究所の研究

者がコンピュータのメモリ用として開発しました。光で情報を記録する素子と

して、その記録する方式が、Charge Coupled SemiconductorDeviceという

名前だったので、この頭文字を取ってCCDと名付けられるようになりました。

CCD素子をカメラの目の玉に仕立て上げたのは日本の会社のソニーです。

　

詳細は、私のホームページ　光と光の記録のCCDの項目を参照下さい。

<http://www.anfoworld.com/Lights.html#撮像素子 - - -CCD>

　

　

以上ご参考までに。

　

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No.452【雪の日の停電についてご質問のsuさん（2005.04.26）】

突然のメールで失礼いたします。

我が家はこの夏で築５年になりますが、毎年冬の雪の日に停電します。

大概は朝起きて停電しているのに気が付きます。全館空調で冬の夜は

大体暖房温度は２２度に設定して寝ています。寝ている間動いている

電化製品は限られており、８０Ａあるので電気の使い過ぎで停電している

とは思われません。ブレイカーだけが落ちており、漏電ブレイカーは作動して

いないのでブレイカーを上げれば回復します。東京電力に相談しましたが

異常は見られないので、室外機が雪に瞬間的に反応するカンケツ漏電

ではないかということでしたが、カンケツ漏電とはどういうことなのかさっぱり

分りません。雨の日には停電しません。雪の日の夜中以降明け方に起きます。

なんとかこの問題を解決したいのでお知恵をおかりしたいと思います。

　

　

→【安藤回答2005.04.28】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

この方面は、当方専門家ではないので確たる事は申し上げられません。

間欠漏電とは、漏電現象が一定の周期で間をおいて漏電がおきる現象です。

この現象がそちらの状況の原因として考えるならば、雪で覆われた室外機

が室外機の熱で溶けて水となり雨では入り込まない電気回路部分に入って

ジワリと漏電が起きる、ということになろうかと考えられます。

ですが、これはちゃんとした漏電なので漏電ブレーカが起動するはずです。

メインブレーカが落ちるというのは、80A定格の2倍以上の電流が10秒程

度以上、1.5倍なら1分程度流れた時です。160Aもの電流が雪の深夜に流

れるというのはどういうことでしょう？

　80Aもの大容量ですから、たくさんの電気が深夜に流れたとは考えずら

いですね。鼠とか動物が室外機に入って雪の日に悪さをするのでしょうか。

家庭で一番電気を食う時間帯と言えば、家族が帰ってきて暖房を入れてテ

レビをつけて照明装置をつける午後6時から9時頃と想像するのですが。

それとも明け方に相当冷え込んで電気暖房がフル稼働するのでしょうか。

漏電ブレーカが不具合だとしたら、まずブレーカ部を新品と交換してみる

のももっとも簡単で早い方法かもしれません。

　

　こうした不具合をチェックするのは電流モニタを設置してブレーカが上

がる過程の電流の流れを記録するのがてっとり早いと思いますが、専門的

な計測装置なので、簡単に手に入りません。

お手元にビデオカメラがあれば、それを電力量計（アルミの円板がグルグ

ル回っている積算計）に向けて一晩撮影されてみてはいかがでしょうか。

寝る前にカメラをセットし6時間程度の録画としてアルミの円板の回転数を

見るのです。回転が速くなると電気がたくさん流れていることになりますか

らブレーカが落ちる直前まで回転速度のチェックができます。照明装置に

5w程度の豆電球を使って電力計の円板を照らし、ブレーカが落ちると電球

も消えますのでそれで時間が特定でき、円板の回転数からおよその電流の流

れがわかります。

　

私のわかる範囲はこの程度です。

　

以上ご参考までに。

　

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No.451【光のエネルギー換算についてご質問の大学生T.H.さん（2005.04.21）】

こんにちは。私は音と光の関係について大学にて研究しているものです。

まだ自分も十分な理解が出来ておらず、的外れな質問かと思いますがよろしくお願

いします。

私の研究にはプロジェクターからスクリーンに映し出す映像の光の強い弱いを測定

し、エネルギー換算することを必要としています。私としては測定法は照度計を使

用し、その数値を元にエネルギー換算できないかと考えているのですが可能でしょ

うか？またその方法などアドバイスをいただけたらと思います。

よろしくお願いします。

　

　

→【安藤回答2005.04.22】

安藤幸司といいます。AnfoWorldご訪問ありがとうございます。

　

>　　私の研究にはプロジェクターからスクリーンに映し出す映像の光の

>　　強い弱いを測定し、エネルギー換算することを必要としています。

>　　私としては測定法は照度計を使用し、その数値を元にエネルギー換

>　　算できないかと考えているのですが可能でしょうか？

→

可能だと思います。

プロジェクターから出る光は画像が白いものが良いと思います。黒い画像

を映し出しても何を測定しているかわかりませんので。

スクリーンの全域に渡って照度を測定し、スクリーン面積に照度を掛けれ

ば投影されている光束（ルーメン）が求まるので、これを元に光源の光度

を求めたり光エネルギーを求めたりすることが可能です。

ランプそのものを取り出して光度や光束を求めてプロジェクタの投影効率

を求めることも必要かも知れません。

以上ご参考までに。

　

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　　　訪問者の声9

　　　（過去帳　No.9 = 2004.02.16〜2005.04.12）に訪問できます。

　　　訪問者の声8

　　　（過去帳　No.8 = 2003.05.02〜2004.02.06）に訪問できます。

　　　訪問者の声7

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

　　　訪問者の声6

　　　（過去帳　No.6 = 2001.10.12〜2002.03.28）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4

　　　（過去帳　No.4 = 2000.10.28〜2001.04.01）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2

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

　　　訪問者の声1

　　　（過去帳　No.1 = 1998.01〜1999.03.31）に訪問できます。

　

　

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