背景画像 描画用目盛り板

雪の結晶の背後に置くカラー画像、それは背景画像と呼んで、　今まで何回も話題にしてきた。　しかし、　それは一体どんなサイズの物かハッキリ確認しないまま、　いい加減に描いたり、　印刷されたプラスチック袋から切り抜いて使っていた。　今回　「そのサイズは幾らあれば良いのか？」　を確認し、　背景画像を描く際の目安となる目盛り板を準備した。

　Top画像の右側に置いたのが最近描いた背景画像です。　　ベースにしている透明プラスチック板のサイズは 40mm x 40mm です。　中央に置いた５円玉の直径は22mmΦ、　中央部の穴経は５mmΦです。　左側のグリッドと中央部の赤丸は背景画を描く際の目安ですが、　赤丸はこのサイズで背景画の中に描くとダミー雪として使っているプラスチック片とほぼ同じサイズでカメラの視野内に収まるのです。

　また赤の縦線２本とそれと交差する内側の黒線２本で囲われた範囲が、カメラの概略の画角となります。

　実際に描く背景画のサイズはそれよりも余裕を持ったサイズで描いて置いたほうが良いので、　余裕を持った上下左右にも目安となる線を書き加えてあるのです。

Top写真に置いた背景画像を用いた作品例

切り株のキノコ

　今年の９月は雨降りの日が例年に無く多い年だった。　公園の中の樹蔭の地面からは何本か直接白いキノコが出て来るし、　コナラの樹の切り株の周囲には「これが美味しく食べられるキノコなら嬉しいのに！」とため息が出るほど多量のキノコが出て来ています。　

　しかし残念な事に、　　樹が切り倒されて数年経ちますが、　毎年出るこの茶色いキノコ、　美味しいキノコじゃあありません。　だから誰も採らないで放ってあって、　雨に打たれて腐りが出始めているしまつ。　未だ傘がシッカリしてしているのを一本引き抜いて裏返した姿なんか、　食用と想うのだが、　香りを嗅ぐとほのかなカビ臭さを感じるしまつ。

　食えないのはなんとも勿体無いが、切り株を土に返す作業をしてくれるキノコに感謝しましょうか。　

外部電源使用時 カメラ本体誤動作の原因

　雪の結晶撮影装置は寒い屋外で使用するのだが、　カメラ本体に組み込まれた電池の使用可能時間も寒さの影響で短くなる傾向がある。　そこで２年前に「外部電源・８V　完成」のタイトルでUpした様な外部電源を製作して使用していた。

　雪のまだ降らない今の時期にもこの電源を使って背景画像の試用実験等を続けているのだが、　カメラのシャッターを押した時に時折カメラの撮影動作が誤作動するのが気になり始めた。　シャッターボタンを押す前は電源ユニットに取り付けてある電圧計の読みは８.４V程度となっていて、　問題は無さそうなのだが、　シャッターを押した後に露光予定時間が過ぎても撮影動作が終了しないのだ。　ブレーキを踏むとエンジンが一時停止する最近の自動車で言えばエンジンの再起動が上手くいかないで動き出せない、　そんな雰囲気の異音を発生するのだ。　

　どうやらカメラ本体が必要とする電流を取ると、　電源ユニットの出力電圧が想像以上に低下する、　それが誤動作の原因とだろうと想う。　なぜそんな症状を生ずる様になったのか？

　一つには２年間使用して来た電池の特性が劣化して内部抵抗の増大が生じている可能性もある。　まあそれなら電池を買い換えれば済む話では有るのだが、　その他にも原因があるのなら、　そっちの対処も必要だろう。　そこで自作した電源ユニットの内部を点検してみた所、　電源ユニットに対して負荷がショートした場合に備えて内蔵させていたヒューズ、　その抵抗値は０.６Ωであった。

　それは１Aの電流が流れた場合には０.６Vの電圧降下を発生させる事になる。　（待機状態のカメラに流れている電流は０.４A程度だったと想うが、　その時の供給電圧が８.４V）シャッターボタンを押すと撮影動作を開始するが、　その時の瞬間的な突入電流は１.５Aを越え、　撮影動作完了までの時間（シャッター動作中）は１.２A程度の電流が流れる事は以前に確認してある。

　シャッターボタンを押した直後に電源ユニットの出力電圧は　ヒューズ部分の電圧降下だけで０.６６Vもドロップするのだから、　出力電圧はカメラの標準電池の公称出力電圧７.８Vを下回る。　更には電池の内部抵抗も考慮すれば、　誤動作寸前の状態でかろうじて正常に動いていたと考えられます。

　電源ユニットは出力電圧を０.３Vステップで可変出来る様にしてあるが、　その設定を変えないで、　ヒューズ部分を直結して電源ユニットの内部抵抗値を低下させれば誤動作の発生が消えるか確認したところ、　結果は吉と出ました。　

　ヒューズを取り外すと負荷側でショートの様な不測の自体が発生した場合、　電池の損傷や火災の発生等の原因になりかねないのだが、　それは承知の上でヒューズを除去して、　しばらく様子をみる事にしました。　

ダッシュボードのダンボール箱

　タイトルだけ見たら「車の中にゴミ箱でも置いたの？」と茶々を入れられそうだが、　本人は至って真面目な工作です。　写真を見たら「これのどこが真面目な工作なのさ？」、　「なんだか雑にダンボールを切り貼りして小さな箱状の物をガムテープでダッシュボードに貼り付けているだけ・・・」

　そうです、　雑に作ってあります。　実はこれ、タブレット端末をこの場所に設置して、画面を運転中にチラ見するための位置として適切か？　確認するためにモックアップとして作ってみたのです。　最終的にはプラスチックで、きちんと作る予定です。

　タブレット端末の使用目的はカーナビ代りです。　Google Mapのナビゲーション機能、　それは２年前に始めて知ったのだが、　「なかなか使えるなあ！」　と感じたものでした。

　車には後付の安価なカーナビを取り付けてありますが、　地図データなどは更新されません。　だから新設された橋を渡るルートを走る際には、　なにも無い河川の上を車が進行している画面状態が発生した事がありました。　Google Mapでは殆どの場合、　最新の地図データが使用出来ます。　まあ、そんな便利な物を使わない手はないだろうと考えて、　その後も時折使っているのだが、　タブレットの置き場所に困って居たのです。　膝の上では画面を見る時に一瞬ではあるが視線は完全に下を向くし、　現在のカーナビの設置箇所では大きなサイズのタブレットでは前方視界の妨げになる。　

　そこで、　どこに設置したら、　「設置しやすさ、画面の確認や運転の際の視界の確保等を満足出来るか？　」　それを確認するための工作をしてみたのでした。

無い無い尽くし

　我が家には仏壇や神棚の類が一切ない。　秋の彼岸はつい先日だったけれども墓参りもしていない。　すでにこの世に居ない父や母の事を時折は思い出さないでは無いけれど・・・　お彼岸だから墓参り、　命日だから墓参り乃至は法要。　そんな先祖への供養の念がほとんど無い。　それはきっと息子にも伝染している事でしょう。

　だからと言う訳でも無いけれど、　今は「俺が死んでも墓なんかに入れる必要は無いよ」みたいな気分でいるのだが、　この先、　もっと老いぼれて死がもっと身近になったら気分が変わるかなあ？

　　

就活、婚活、育活、転活

　就活や婚活の漢字変換は出て来て当たり前と想っていたが、　育児活動や転職活動のそれも、　キーボード入力すると２字熟語で漢字変換されるんですね。　あと１週間ほどで１０月になりますが、　その１０月から転活で獲得した、　より良い労働条件の会社に転職する女性の知人がいます。

　その彼女、　最初の就活から転活までの４つのステップをこの４年の間に次々とクリアーしていて、　見ていて「お見事！」と感じるのだが、　その根底にはそれぞれの段階でそれらをサポートするエージェントの力を上手く利用しながら自分の希望を実現させている。

　婚活の時の話ではお互いが「会って話をしてみましょう」となった時に、　「食事の支払いなどは男性側が持ってくれたんですよ」なんて話に、　「うん、世の中ではそうらしいね・・・」と思いながら聞いたものだった。　そして、　妊娠・出産し、　育児休暇期間から復職した時期にかけて、　通信教育で財務関係だったかの何かの資格取得を目指した話なども「凄いエネルギーだな？！」と感心しながら聞きました。

　そんな彼女の生活は実に興味深々です。　新しい職場の話などとても興味があります。　何しろ僕が主力で使っているカメラを生産している会社ですからね。

外部電源 収容Box 小型化

　今年の３月に　百円ショップで購入した出来合いの木製の箱に電池や８V電源回路を収容した物を作り「外部電源　収容Box」として紹介した。　今回は同じく百円ショップで工作用の木板を購入して無駄な空間を減らして小型化した箱を製作しました。　

　小型化出来た要因、　それは従前の箱にはカメラ本体を収容していたのを取り止めた事によるものです。　やはり撮影に使用するカメラは木箱に収容するよりも、ビニール袋に収容して身につける形で携行・運搬した方が安全との反省の結果でもあります。

　また、　無駄な空間を省いたと言っても完全には無くせない。　そんな空間には今回も必要な装備の一部、例えば電池の充電器やケーブル、　温度計など、細々した物を詰め込みます。

　つい先日のニュースでは北海道の大雪山・旭岳が新雪で白くなった姿を見せた。　北海道の様な遠くまで出かける時も、関東地方の草津温泉あたりに出かけるにしても、　荷物はコンパクトな方が移動は楽になりますからね。

　Top写真で下の箱が新たに作成した物です。

画像圧縮 技術改良と自動運転への適用

　今朝の日経新聞一面の真ん中辺りに

映像データ1000分の１に
富士通が圧縮技術、実用化へ
車載カメラと通信　自動運転、精度高める

　そんなキャッチコピーが踊っていた。

　それを見ての僕の感想

　「おっ　凄いね！」

　「まともに動いている間は、　確かに自動運転の精度を高めるかもね」

　「しかしなあー、　インターネットに接続したり、　どこかのサーバーが自動車等から送られてくる大量の画像データを処理して、　自動運転を支援する。　そんなシステムの安全性を委ねる自動運転の車に乗りたく無いな」

　だってさ、　ハッキング被害、　電力喪失でのシステムダウン。　そんな諸々の不安要因があるなかで、　どこまで信頼して良いものか？　認知症高齢者の事故が取りざたされているけれど、　その内に自動運転車の重大事故多発がニュースになる時代がやってくるかしれないぞ。

背景ステージ 分離独立化

　昨日の「撮影装置の光軸ズレによる問題と対策」記事の文字数は３５００を越えた。　その文末で

　つまり、　光源のLEDの位置設定と背景画像位置設定は相互に影響すること無く、　独立して調整出来る構造にしておくべきなのです。

　ココらへんの知見を元にして、　今日からは何度目かの改造作業に取り組み始めました。

　その作業が完了した報告です。

　新たに製作した部分は２つ。

１.　背景台　：　小さな座卓風の形状で、中央部には丸穴。

　　　　この下に背景照射光源を入れて使用します。
　　　　光は背景台の穴を抜けて上方を照らします。

２.　新・背景ステージ　：　背景画像を乗せます。

　　　　背景台の上に乗せて使用します。

　従来システムから使わないで取り外した部分はペットボトルの首部分を流用して作った　旧・背景ステージ　ですが、　これは背景照射光源のLED上部にねじ込み、　取り付けてあった部分です。

　Top写真はカメラを取り外してあります。　クイックシュー部分にカメラは取り付けて固定します。


ところで１週間も経過していないから「背景画像Unit　新規試作中」の記事の事を覚えている人もいるでしょう。　そして　「あれはどうした」、「もう止めたのか」と茶々を入れられても仕方ない。　

　あのユニット、　製作後に実験を続けたら重大な欠陥に気づきました。　それは背面照射光源ランプからの光は平面鏡で反射されるのですが、　その平面鏡に小さなゴミや汚れの付着や水滴の付着が生ずると、　背景のみならず被写体の雪の中に極端と思えるほどの明るさムラが生じてしまうのです。

　もちろん鏡面を常にクリーニングすれば、　それは避けられるのですが、　実際の寒くて暗い夜の撮影現場では、　そんなクリーニング作業は面倒くさくてやってられません。　だから、　あの背景画像Unit　は当面お蔵入りにしたのです。

撮影装置の光軸ズレによる問題と対策

　 雪の結晶撮影カテゴリーの記事に興味を持ってブログを見てくれている方なら「最近の話題は背景画像に関する記事が多いなあ」　そう感じていることでしょう。　今日のタイトル「撮影装置の光軸ズレによる問題と対策」も実は背景画像の写真写りと大きく関わっているのです。　

　雪の結晶撮影装置の中核をなすのはOLYMPUS　OM-Dに60mmマクロレンズをつけたカメラだが、　「カメラ本体のレンズの前に拡大レンズを組み込み撮影倍率を稼ぐ」撮影システムとなっています、　以前にも書きましたが、それはモスクワに暮らしながら見事な雪の結晶の写真をものにするAlexey氏のWebページのサイトで紹介されているシステム構成の真似をしたものです。


　その様なレンズを追加して新たな光学系を作る場合、　それぞれのレンズの光軸を精密に合わせなければ、　見かけの倍率Upが出来たとしても、　何かしら問題が出るものです。　僕の撮影装置で発生している問題は視野合わせやフォーカス合わせの際にモニター画面で見えていた雪の結晶と背景画像の状態がシャッターボタンを押して撮影した時とで画像に大きな差異が生じる事でした。

　二組のサンプルに対して、開放絞りとf6.3での画像がどの様に異なる物になるのか？　具体的な画像を見ていただけば一目瞭然でしょう。

ｻﾝﾌﾟﾙ1：　f2.8　

ｻﾝﾌﾟﾙ1：　f6.3　

ｻﾝﾌﾟﾙ2：　f2.8　

ｻﾝﾌﾟﾙ2：　f6.3　 　　

この不具合を解消するために僕が採用した方法は、　シャッターを切る前にファンクションボタンを押して、　「絞り優先モードで設定した絞り状態で得られる画像をモニター画面に出して確認する」ことでした。

　そして得られる画像が好ましい状態になる様に、　背面照射光源ユニットの位置、　発光強度の調整、　ユニット上部に乗せた背景画像の位置の調整等を行うのですが、　これは寒い屋外での撮影作業中には時間の掛かる面倒な作業でした。

　この不具合（ピント合わせ操作中のモニター画像と最終画像の差）の発生原因は組み合わせたレンズの光軸ズレに起因するであろう事は以前から薄々と感じていました。　なにしろ　現役時代の職場は光学的なガラスレンズでは無いけれど、　５群の磁界型のレンズを積み重ねた電子顕微鏡を製造・販売して居る会社でした。　　大きな鉄の固まりを機械加工して作る電子線に対するレンズでは加工精度や組立て精度、　はては磁性材料の均質性等、　様々な要因で歪みを持ったレンズ作用や軸ズレが発生し、　種々の工夫をしないと原子配列が観察出来るような高性能な電子顕微鏡は完成しないのです。　　そんな職場がに居た僕には　「レンズを組み合わせた場合に生ずる軸ズレなんてのは世の中の当たり前」そんな感覚は身に着いてましたから。

　とにかく僕が真似て手作りしたレンズシステム。　カメラ本体のレンズと追加レンズを一体的に接合する方法を採用せずに、　追加レンズは板金加工や木工部品で筐体に固定し、本体レンズを後で脱着させる。　そんなヤクザな方法での組み合わせですから「光軸は少しズレている」と判りつつでっち上げた撮影装置なのでした。　

　その光軸の不一致が、不具合とどの様に結びつくのか理解するために図を描いてみました。　それがTop写真です。

　追加レンズを含んだカメラは撮影装置の中に固定されています。　撮影対象の雪の結晶はレンズ下部に置かれた試料ステージ上に乗せられていて、　ステージはX/Y・２次元平面上を動かせます。　この操作でカメラの撮像素子の中央部分に雪の結晶イメージは投影され、　画面の中央部に雪の結晶が置かれた画像が撮影出来るのです。

　結晶の背後を飾る背景画ですが、　それは背面照射光源ユニット上部に置かれ、　背面照射光源ユニットと共にX/Y２次元平面上を移動します。　それに依って適当な背景画像の中に在る雪の結晶写真が撮れるのです。


　さて光軸ズレのある状態でのカメラ本体撮像素子の中央部に出来たイメージですが、　そのイメージの中心部から逆に実物世界に投影される光線の様子をイメージして見ましょう。

　光線はレンズの下に置かれた実物の雪の中心部を通過します。　更には背景画像のどこかを通過します。　その延長線上に発光素子は有るでしょうか？　有りませんね、若干ズレた場所を通過しています。　すると何が生ずるか？　LEDが発する光の中心部から外れた箇所に位置にぶつかります。　そこもLEDが発する光の影響を受けてなんらかの明るさを保っては居ますが、　LEDが発するメインの光束の強さと比べたら　*１）、　極めて暗い光の強度です。　　結果、　画面の大半が暗いイメージが撮影される原因となってしまう事も有るのです。


　こんな軸ズレがある状態での概念図を描いて見て判った事があります。

カメラの視野内を一定の明るさレベルとするためには背景光源の発光中心部を撮像素子面の中心部と合致させる必要があります。　　手順としては、まず最初に、　試料ステージ上に置いた雪の結晶にフォーカスさせます。　次は、　撮影時に使用する絞り値に設定してから、　背面照射光源のLEDの位置を画面全体に明るさが出る位置を見つけて、セットしないといけません。

　次にに背景画像のどの部分を使用するか？　絞り込んだ状態が観察出来る様にカメラ本体を操作し、　モニター上の画像を見ながら背景照射光源ユニットの上部に置いた背景画を移動させつつ、　好みの状態を作り出して行く必要があります。　つまり、　光源のLEDの位置設定と背景画像位置設定は相互に影響すること無く、　独立して調整出来る構造にしておくべきなのです。

　ココらへんの知見を元にして、　今日からは何度目かの改造作業に取り組み始めました。　

*１）　LED　の光放射強曲線　：

　　カメラの絞りを絞り込んで行くと被写界深度が深くなるために、　雪の結晶の背後に置かれた発光LEDチップの形を徐々に反映した円板状のパターンが出ます。
　軸ズレがひどい場合には部分的に真っ暗な背景画像になる場合があります。

　その為に上部に乗せた背景画像を均一な明度の画像とするためには背景照射光源の位置設定に注意が必要となります。

　だったら、　「小さな点光源でなくて、面光源を採用したら・・・」そんなアイデアを思いついた貴方、　おっしゃる通りです。

　しかし、　結晶内部の微細構造を際立たせる画像を得るために点光源が威力を発する事を忘れてはいけないのです。