カメラ用三脚ならぬ衝立

　雪の結晶撮影装置の小型化に取り組みつつある今日この頃、　従来のカメラユニットの小型化を考える頭の中に浮かんで来たアイデアはカメラの固定保持に特化した、　一般に使われている「カメラ用三脚ならぬ衝立状態のＬ型構造物」。

 

　昨日はそれを作って見たのでご覧いただきます（Top写真）。

　写真の左側に立つ箱型形状で内部にゴチャゴチャと電気配線が見えるユニットが今までのカメラユニットの筐体です。　右側手前に置いてあるカメラが 90 mm マクロレンズを装着した OM-D EM-5 です。

　その背後にそびえ立った構造物が「試料ステージベースユニット」の上に乗った白っぽく見えるＬ型構造物がカメラを取り付ける「カメラ用三脚」ならぬ「カメラ用衝立」です。

　この衝立正面の 12 mm 厚のベニヤ板にカメラを取り付けます。　写真でははカメラ取り付け用のネジ穴などの加工は未着手の状態です。

　こんな物を作って「装置全体のコンパクト小型に役立つのか？」と想うかもしれません。　このカメラ固定用の L 形状の衝立に小型化の秘密があります。　　持ち運びの際の梱包時、　衝立正面の厚板部分はベースユニットの上に乗せ、　衝立・側方の板はベースユニットの右側に添わせて押し当てる形で収納します、　すると撮影システム全体の容積はおよそ８ リッター、　従来の容積１５リッターのおよそ半分にする事が出来るのです。　その理由を大雑把に表現すれば「従来のカメラユニットの厚み 100 mm が 12 mm と大幅に小さくなったと見做せる」ためです。

　これにはカラクリもあって、　カメラ本体はカメラを収容する肩掛けカバンに入れて持ち運ぶ事です。　このことは公共の交通機関、例えば飛行機、　高速バス等を利用する際の支障にはならず、　むしろ夜間に過度な低温からカメラ本体を保護する目的で撮影装置からカメラ本体を取り外して保温しており、「従来の運用方法とも合致して問題なし」と想っています。

カメラユニット小型化検討開始

　雪の結晶撮影システムの小型化を目的とする場合、　現状のカメラユニット部分もその対象となる。　何しろそのユニットは贈答用素麺だったかの木箱をケースとして流用してデッチ上げたユニットなのだから、　改善の余地は大いに有るのです。　また木箱にカメラを組み込んだ後の空間に表面照射光源ランプや背景画像照射光源などの電源等（Top写真）を無造作に組み込んで来ました。　装置全体の小型化を目的とした場合、　それらプリント基板に組み込んだ電気回路は試料ステージベースユニット内部の空間に押し込むことは十分に可能。

 

　そうすればカメラユニットは出来合いの木箱とは異なる構造、　もっと持ち運びの際に今よりも全体がコンパクトな形になる様に作り変える事が容易になると考えられます。

 

　今日はそのカメラユニット内に組み込んである現在の電気回路全体を見渡せる資料をポンチ絵的に描いておきました。

撮影装置の小型化作業 暫定的に完了

　２日前にUpした話題の小型化作業、　撮影装置は大きく分けてカメラユニットと試料ステージベースユニットに二分割されている。　今回はその２つのユニットの内、　試料ステージベースユニットに対して小型化目的の手を加えただけで作業を打ち切った。

　カメラユニットの方も手を加えればサイズを小さく出来る要素は有るのだが、　その改造に取り掛かると改造に必要な材料の入手も含めて、　１０日以上手を掛けないと完了しないと予想され、　今シーズン中の雪の撮影に適したチャンスを逃してしまう可能性があるので、　その改造作業は矢張り４月以降に持ち越すのが適当だと判断している。　Top写真は撮影システム一式を持ち運びを容易にするために一番コンパクトに積み重ねた状態の写真です。　サイズを計ってみたところ、　容積で言うと１５リッター程度となりました。　大きさがイメージしやすいように、電気掃除機との２ショットで撮影して置きました。

撮影装置の小型化着手

　今シーズンの降雪の時期が過ぎたら雪の結晶撮影装置の小型化に着手しようと考えて始めていた。　小型化着手の理由だが、　現状の撮影装置一式は野菜収穫用の黄色いプラスチックコンテナ一個の中にほぼ満杯になっていて、　それは車に積んで降雪地域に出向き、車室内部に撮影装置をセットアップして、　降雪の中から良い形の雪の結晶を採取して撮影におよんでいた。

　しかし、今年の誕生日が来れば８１歳になる僕、　そう遠くない時期に車の運転を諦める時が来る事を考え始める様になった。　そうなったら気楽に車に積み込んでいる、　野菜収穫用のコンテナ一杯の撮影装置と他に防寒着などを自力で持ち運ぶことはほぼ無理。　それで３０リッターよりも小さなサイズのザックに防寒着を含めて撮影装置一式を収容して持ち運べる様にしたいと考え始めているのです。

　現在使っている撮影装置（８号機）がX・Y平面のサイズ的に大きな図体になっている理由の一つは降雪を採取する試料ステージ単体のサイズが 15 x 13 cm も有り、　そのサイズの面積内のどこかに存在する雪の結晶をカメラの撮影視野内に捉えるため、　試料ステージをX/Yに動かす更なるスペースを確保する必要があるためです。

　また、　高さ方向のサイズも初期の撮影装置に比べてサイズが増加して来ていますが、　背景画像の適当なボケ味を得るために試料面を基準として、その背後の寸法を安直に増加させたためです。　

 

　そんなあれこれの取り組みは雪のシーズンが終わる４月以降を想定していたのだが・・・、　此の所の撮影に出かけるチャンスが無い日々に退屈し、　昨日と今日は囲碁の対局時間を少し削り、　撮影システムの小型化実験準備を目的としたDIYを急遽開始しました。　小型万力を乗せた木工品のTop写真は「何を目的としたものか？」　サラッと簡単に説明出来ないのですが、　来週以降には撮影に出掛けるチャンスも有りそうなので、　大急ぎで小型化に関連した実験に使用するユニットの製作を進めている写真です。

小窓の改善

車室内部から見た小窓の構成部材

 

　一昨日にUpした記事

　確認すべき主要２項目　：　結果と今後の対処

で話題にした小窓に関する改善作業を終えた。

　

　組み立てに必要な１本のネジの長さが不足していたなんて低レベルの準備段階でのミスの修正を済ませると共に、　雪の降る寒い場所に駐車した車に対して、　小窓を構成する部材を手袋をはめた手で組み付ける作業に対して配慮不足であった点を改善した。

 

　具体的には小窓を構成するA～Dの４つの部材の内、　部材Cは他の部材を３本のネジで締め付け固定するための主要部材となるのだが、　改善前は単純な馬鹿穴が開いているだけだった。　そのため１本のネジを締めている最中に単に差し込んだだけの他のネジが抜け落ちてしまう作業性の悪さが顕になった。　そこで部材 C の穴にはゴムの様な弾力性のある部品（具体的にはダイソウで購入した直径３０Φ　厚み３ｔの床キズ防止シールなる物）を入手し、中心にネジ径よりも小さな穴明けしてネジ穴部分に貼り付けた。　これにより、ネジを挿入して仮組した状態からネジ締め作業が終わるまで、　仮組みした状態が崩れる事が無くなり、　小窓組み込み作業が容易になった　筈です　。

 

　小窓を構成する　A～C　と　部材を締め付ける　M5 ネジ　①～③

車の外側から見た状態の図

 

　ネジ穴部分には３０Φ の床キズ防止シールを貼り付けると共に大型ワッシャの代用品に穴あき硬貨を使用しています

背景画像ホルダーの構造と 画像のセットアップ

　今年の夏の季節、　雪の結晶撮影装置のハードウエア面での改造をほぼ終わり、　新規の背景画像の製作に着手しようと想いつつ、　まだそれに取り掛からず、　今日も背景画像を登載・保持する役目を果たす「背景画像ホルダー」の部分的な改良作業にかまけていました。

 

　出来上がった「背景画像ホルダー」に背景画像を搭載・保持する様子をGIF動画にしたので、ご覧いただこうと想います。

 

　僕が製作した雪の結晶撮影システムでは撮影対象の結晶の背後に背景画像なる物を置く構造となっています。　撮影対象の結晶は試料ホルダーと呼ぶ物の上に載せてカメラレンズの直下に置くのですが、　その試料ホルダーの背後の位置（２０mmほどの距離）に背景画像を搭載した背景画像ホルダーを挿入し、　主役の雪の結晶が背景画像を背にした写真を撮影する様になっています。

 

　なお背景画像は、　自作品としては光を透過する印刷用紙にプリンターで印刷した物や各種市販品　で光を透過するカラー印刷物（たとえばキャンデーの包み紙）を使ったりしています。

木組みの応用 雪の結晶撮影装置

　自作の雪の結晶撮影装置、　大きく分けて３つのブロックを積み重ねて一つの撮影装置が出来上がります。　従来、　その３ブロックは単純な積み重ねであり、　最下段のLEDを乗せるブロックと試料ステージが組み込まれる中段のブロックは簡単な手順で組み立てれば、　必要な精度をもって上・下ユニットの位置関係が固定されるのが望ましい。　そんな「なんとかしたい」想いは前々から持っていた。　

 

　ところで１０日前に訪れた「木組み博物館」の展示品には、　２つに切った角材になんとも複雑な切込みを入れて、　組み合わせた物は、　まるで１本の角材になるのを見て感心して帰って来たものだった。　あそこまでしなくても２組のブロックを重ねる際に簡易なガイドの役目を果たす物を付加すれば僕が必要とする精度で一体化出来るだろうと考えた。

 

　それで昨日、　試しに組み込んだ簡易なガイド（写真にオレンジ色で示した部分）　それがTop写真なのでした。

 

　Top写真で右側に在るのは　LEDユニットを乗せて最下段に置くブロックです。　写真の左側に置いたユニットは中段に置くブロックですが、　それは上下を逆さまにして下段のユニットと合体させる際の簡易ガイド（オレンジ色の線で示した凸型形状）が見える様にしてあります。

 

　２つのブロックの合体は、　LED搭載ブロックをまず床面に置き、　次に上に載せる中段ブロックを最初は大きくズラシた状態で　下のブロック上に乗せた後、　矢印方向に押し込む様に動かすと、　上・下２つのブロックは簡単に僕が必要とする精度で組み合わせ出来る様になりました。

 

　メデタシ・メデタシ　パチパチ・・・パチ！

 

　なを最上段にはカメラを組み込んだユニットを搭載します。

背面照射光源ユニット 改良 ルーペ追加

　従前の背面照射光源ユニットは白色LEDランプが発する光をただ拡散するに任せ、　撮影したい領域（およそ８ mm Φ）に光が当たればOKとする光源だった。　今回のルーペを追加した改造はLEDの直上にｘ１０倍のルーペを置いくことで、　およそ 11 x 15 mm ほどの領域に均一な光を当てられる機能を持った光源ユニットとしての改造です。

 

　従前のプリント基板上にLEDを組み込んだ背面照射光源はそのまま流用、　適当なサイズのプラスチックケースの底にプリント基板をネジ止め固定しました。

 

　ｘ１０倍のルーペの側面にはブリキ板を巻きつけた後、　ブリキ板の位置がズレない様に粘着テープで固定しました。　ケースの側面２ヶ所には磁石を両面テープを貼り付け、　その吸引力でブリキ板を巻きつけたルーペを固定保持出来る構造です。

 

 

　撮影現場において撮影システムをセットアップした後では背面照射光源を触って動かす事は有りませんから、　こんな簡易なレンズの固定で使い物になると考えています。

 

　また、　LEDを組み込んだプリント基板にも小さな磁石が組んであり、　Top写真に見える背後の黒色板の表面に貼り付けてあるブリキ板に磁力で吸着固定する構造になっています。

 

　この背面照射光源は撮影開始前の準備段階ｄカメラのモニター画面を観察しつつ、照射光源ユニットの発する光が撮影領域全体を万遍なく照らす様に動かしてセットアップします。

　セットアップ後は特別に外力を加えない限り、　再調整は不要でしょう。

 

　もしレンズの組み込みの効果に興味あれば・・・　４日前にUpした下記の記事をご覧下さい。

　　雪の結晶撮影装置改良　視野面積拡大　11ｘ11　mm

雪の結晶撮影装置改良 視野面積拡大 11ｘ11 mm

　現状の雪の結晶撮影装置９号では縦方向の視野サイズを11　mmまで拡大した場合に、　全視野に渡っての明るさが均一にならない問題があり、　それに対処すべく実験と対策の検討を行いつつある。　まだ実験段階だが、　現状をまとめておく。

 

　自作した雪の結晶撮影装置、　従来は視野の縦方向サイズは７mm程度のものであった。　それは、草津スキー場あたりでの降雪の大半が直径が 1～３mmの結晶だと言う事に対応しての結果です。

　しかし世界を見渡せば自然の降雪の中で１０mmものサイズの結晶もあるとの事。　僕自身が出会った最大サイズは北海道旭川での直径７mmの結晶でした。

 

　とにかく現状の撮影装置で１０mmものサイズに出会ったら、　全体を１ショットで撮影するのは無理なのです。　その最大の要因は結晶の背後に置く「背景画像」なる画像全域の照らすLED光源の照射エリアが狭い事に起因します。　何故狭いかと言えば、　１個の小さなLEDが発する光の単純な拡散を利用するタイプの照明であるためです。

 

　現状で簡単に照射エリアを大きくする方法は光源のLEDと背景画像間の距離を長くする事です。　確かに距離を稼げばカメラの縦方向視野 １１mmでもほぼ全域を明るく照らすことは可能です。　しかし、　その距離を拡大する方法では撮影システムの高さが大きくなり、　ちゃちな作りではカメラ操作時に振動が生じ易く、画質に悪影響を生じてしまいます。

 

　そこで今回は装置の高さを変えないで、LEDの発する光をルーペで拡大照射する方法での撮影可能か？　ルーペを通過した後にどのような光のパターンとなるか実験で確認して見ました。

 

　実験に使ったルーペは２枚のレンズで構成されたｘ１０倍のルーペです。　このタイプのルーペを用いる場合、　LEDに対して通常の置き方にした場合とルーペの向きを上下逆さまにした場合とでは結像モードが異なる筈で、　ルーペを出る光のパターンも異なる筈です。　ここらへんに興味があったら、高校物理の勉強をYoutube「２枚の凸レンズ」でどうぞ　

https://youtu.be/xvnhys8_fnc?si=YHz6XAjKuXuobBqP

 

　とにかく、　現在使用中のLED素子は３個の素子を１チップにまとめた表面実装タイプ（発光エリアのサイズは概略３ｍｍΦ程度）の物をプリント基板に実装して使用しています。　そのLEDの真上に拡大率１０倍のルーペを置いたら、　装置の高さを大きく変更すること無く、　縦１１mm、横１５mmほどの視野領域を照明する光源として使える可能性があると考えての実験です。　

 

　照射光の強度パターンを確認する目的で、下記の用紙を使用しました。

　メーカー　３M

　インクジェットプリンタ専用　A-One 品番51181

 

　この用紙は僕がPCで作成した背景画像の印刷する用紙として使用している物です。

　なを拡大光パターンがザラっぽく見えるのはインク乗りを良くする目的での印刷用紙表面加工の影響と、　画像処理過程で「高コントラスト」表現にしたための２つの要因があります。　肉眼ではこの様な黒く大きな粒々は見えません

 

　この実験の結果、　ｘ１０倍ルーペで　縦１１mm のカメラ視野領域を照明する目的での使用は可能と判った。

　ルーペの設置はLED側にルーペの対物レンズ向ける通常の配置が良好な明るさ分布が得られると判った。

　接眼レンズの口径はカメラの視野サイズをカバー出来る大きさ、　ないしは少し大きい物が必要と判った。

　手持ちしていたルーペの接眼レンズサイズは口径２０mmだったので、　この条件はクリア出来た。

ルーフキャリアの取り付け姿勢ズレ修正

　今乗っているハスラーには中古で購入した最初からスキーやスノーボードを搭載するためのルーフキャリアが付いていた。　当然購入時点では正しい姿勢で取り付けられていたのだが・・・３年ほど前の事、西武線の所沢から飯能方向に向かうルートに在る高さが１.８ｍほどの小さなガード下の狭い道を抜けようとした時にスキーキャリアの先端が高さ制限として設置されていた鉄骨製の構造物に接触してスキーキャリアの先端部が車の後方に倒れ込む形にひしゃげてしまいました。

 

　制限高さがギリギリなのは判っていたのでゆっくりしたスピードで進行し、　線路手前の高さ制限構造物には触れる事無く車は線路の下に無事侵入。　しかし線路下を抜ける位置（線路の反対側）に設置された制限構造物に何故かスキーキャリアの先端がぶつかってしまい、大きな音が聞こえました。　車から降りて確認すると、　車の前部のキャリアの先端が後方に倒れ込む形でひしゃげています。　「バックしようか？　このまま目的地方向に進行しようか？」悩みましたが、　そのままガード下を抜ける行為を続行した結果。　後方のキャリアも制限構造物にぶつかり、　キャリアの前後共にひしゃげてしまったのです。

 

 

　その後何年も、　ひしゃげたスキーキャリアが載った無様な姿のまま車の運行は続けて居ました。　（スキー板を保持するユニット部分だけはみっともない姿が目立つので取り外しました）　そして今日、　暑いくらいの秋晴れの日差しの中で水平の出ない姿勢のままになっているキャリア基部の様子を確認し、　姿勢修正はDIYの一手間でなんとかなりそうだと確認し、　屋根から取り外す作業だけ実施しておきました。