光学機器のページ

手持ちの光学機器など・・・

	2023年6月17日金星がよく見えたので撮影してみました。ニュートン型の反射望遠鏡なので、色収差は出ないはずですが、下側に赤い色が乗ってしまってます。これは大気の影響らしいです。低い位置の星の場合、斜めに大気を通して観測するため、大気で屈折する時、色収差が出てくるらしいです。望遠鏡：Sky-Watcher DOB8 S カメラ：OLYMPUS PEN E-PL6 シャッター速度：1/1000秒 ISO：400固定金星は明るいので、かなりの高速シャッターです。太陽は、右下側にあることになります。

	2022年11月8日皆既月食と天王星食が重なった、珍しい天文現象です。月は皆既月食中で赤く見えています。左下の白く見える星が天王星で、月に追いつく20分ほど前です。この後は月の裏側を通って月の右下に出てきます。望遠鏡：Sky-Watcher DOB8 S カメラ：OLYMPUS PEN E-PL6 シャッター速度：1/10秒

■天体観測の小道具など
星を探す方法としては、昔は「星座早見表」などを使いましたが、昨今ではタブレットかスマホに良いアプリがあるので、スマホを空にかざすだけで、大体の星の位置が特定できます。
(望遠鏡の架台がコンピューター制御の場合は架台任せでいけますね)

星の撮影も昨今では、動画で撮影してコンピュータで加工することで、高解像度の画像が作り出せるようです。
　


木星と土星を撮ってみました。(木星は大赤斑が見えます) 古い望遠鏡より多少解像度が上がってるようです。

	Sky-Wacher 製　DOB8 S ドブソニアンタイプ、ニュートン式反射望遠鏡　D：203mm　f：1200mm 古い望遠鏡で思いの外よく写ったので、もう少し本格的な望遠鏡を新調しました。口径は倍の20cm(8インチ)でかなり明るくなりました。 (3.1倍くらい明るいです) 大口径の望遠鏡は、重くなってしまうので、割り切ってドブソニアンタイプとしました。このタイプは、架台が簡易な経緯台なので、星を探すのは面倒ですが、圧倒的に軽くてコスパも良いです。ちなみに、移動時は架台と鏡筒は別々に持って行きます。 (総重量は20kg 強で半分ずつに分けて運べます) 又、この望遠鏡の鏡筒は伸縮式で移動時や保管時は縮めておけます。この望遠鏡は、重量バランスを調節する機構は付いてないので、カメラを付けた場合は、反射鏡側に重りを付けて調節してます。(赤い袋) カメラ：OLYMPUS PEN E-PL6

	木星・・縞模様が見えます

	土星・・輪が見えます
ケンコー製　ニュートン式反射望遠鏡 PLATORON MSZ-500 　D：115mm　f：920mm 木星がよく見えたので、思い立って古い学習用望遠鏡で木星と土星を撮影してみました。思ったよりそれらしく写ってます。 (2022年9月)
カメラ：OLYMPUS PEN E-PL6 ・・シャッター速度1/15～1/5秒程度のマニュアルモード撮影。望遠鏡のオプションのカメラアダプタを付けての直接撮影です。 (カメラアダプタは、多分2倍のバローレンズと思われ、Tマウントなのでカメラ側にマウント変換アダプタを挟んでます) 20年以上前に勉強用に買った性能的には今ひとつの望遠鏡ですが、ちょっと遊ぶのには使えます。


	レイマー製　金属顕微鏡　BM-3400TTR 子供用顕微鏡では、さすがに限界があるので、もう少し高性能な機種を入手しました。業務用の下位機種です。 (2013年～) このモデルは、レンズ側から照明することが可能なので、不透明の標本が観察でき、透過照明も付いているため、通常の顕微鏡と同様の使い方も可能です。対物レンズは、×5、×10、×20、×40、×60の5本で×80を買い足しました。プランアクロマートなので、撮影に向いています。接眼レンズは、×10 でコリメート撮影用に、3眼タイプとしました。最高倍率は、10×80 = 800倍となります。 1000倍(対物レンズが100倍)くらいが光学的な限界らしいです。光学系は、有限補正系で焦点距離は160mmです。この形式は旧式ですが、その分価格がこなれており、コストパフォーマンスが高いです。又、他社との互換性が高いのもメリットです。対物レンズは、直接観察用のがセットされているので、水中の微生物などカバーガラスを使う観察対象では、生物顕微鏡用のレンズに交換すると収差が小さくなり解像力が上がります。

■業務用の顕微鏡について

この手の顕微鏡は用途に応じて、各部を組み替えて目的の性能を発揮するようにシステムとして商品系列が作られています。

自分が見たい物に合わせてパーツを入手していくと色々な物が観察できます。

業務用の上位機種は、個人で手が出せるような価格ではありませんが、この製品はアマチュアでも手が届きます。

・・・望遠鏡と違って、顕微鏡はアマチュアが少ないので情報の入手に多少難がありますが・・・

■システム拡張

3眼コリメート撮影アダプタと接眼レンズ。

×80倍の対物レンズ。

透過照明系に簡易偏光フィルタを追加。(簡易偏光顕微鏡としても使えるようになります)

このフィルタは、クロスニコルを水平展開することで、ハロゲンランプの色温度を高いままで、光量を絞ることも出来ます。


	オリンパス製　学習用顕微鏡　ST-II 昔から我が家にある、いわゆる子供用の顕微鏡です。 45年くらい経っていると思われます。現在でも使える状態です。対物レンズは、×10、×40 の二本。接眼レンズは、×7、×15の二本。最高倍率は、15×40 = 600倍です。残念ながら、×15の接眼レンズが傷んでしまっているので、現状では、7×40 = 280倍までです。・・・レンズの性能からいけばいいところですね。微動ダイアルが付いていないので、高倍率だと、ピント合わせがシビアになります。この程度の顕微鏡でも、色々な物を見ることが出来ます。デジカメを使ったコリメート撮影で、画像を記録すると、標本を作らなくとも良いので、安易に観察が出来ます。生きた生物などは、動画で撮ると面白いです。光学系は、有限補正系で、焦点距離は160mm。

■うんちく・・・顕微鏡観察のノウハウについて

光学顕微鏡は現在では成熟した技術となっており、光学的な限界から性能の上限が決まってしまっています。

基本的には、対物レンズの性能でどこまで見えるかが決まってしまいますが、これだけではすまないのが、奥の深いところです。

(可視光での分解能は0.2μm 程度が限界らしいです)

職人技の必要な難しい所は、実は照明にあります。

対物レンズが必要とする光は、遠方の対象物のように平行光線ではなく、微小な観測対象の一点からの光が必要なため、対物レンズに合わせて、レンズが必要とする照明光の角度を設定しなければ、レンズの性能を十分発揮できません。

顕微鏡の扱いが上手な人は、照明が上手です。

暗視野観察という照明方法を採った場合、光学限界を超えて細かい物の観察が可能となります。

ただし、限界を超えた細かい物は光って見えるので有ることは分かりますが、サイズまでは分かりません。

この特徴があるので、暗視野観察は重要な照明技術となります。

(暗視野観察は横から照明することで、暗い背景に細かい物がキラキラ光って見える観察方法です)

微生物など透明な観察対象の場合、通常の光学顕微鏡では見辛いので、染色をしたりしますが、生きたままの観察が難しくなります。

この場合、位相差顕微鏡を使うと生きたままでも微生物の輪郭がはっきり見えます。

(位相差顕微鏡は、透明な物質でも密度によって光の透過速度が変わることを利用して、密度の違いを光の濃淡に変換する観察方法を取れる仕掛けが組み込んであります)

顕微鏡は光学限界近くで使われる装置のため、理論的な設計が支配的に性能を左右します。

この辺は、見え味が話題となるカメラのレンズなどと大きく違う所です。

なお、顕微鏡の倍率は、25cmの距離に観察対象を置いた時の大きさに換算して表されているため、デジカメなどで撮影して、大きなディスプレイで表示した時は、倍率は大きくなります。

ただし、望遠鏡などと同じように、対物レンズの分解能を上回る倍率は、ぼけた像が大きく写るだけなので、あまり意味はありません。

■観察の小技

観察結果を写真で残す場合は、保存用の標本を作る必要はありません。

で、ドライで観察する場合、スライドグラスに透明な両面テープを貼ってそれに観察対象を貼り付ける簡易な方法があります。

花粉や胞子などのような粉状の物だと簡単に固定できます。


	Panasonic 製　HC-VZX2M (2019年～) 4Kのビデオカメラが大分リーズナブルになってきたので、購入してみました。こんどのカメラは売れ筋商品です。 (1/2.5 インチ MOS型撮像素子) (ビデオ：3840×2160画素24P 4Kが最大) (ビデオ：1920×1080 画素 60P 2K) (スチル：6784×3816 画素が最大) サイズはJVCのカメラより大分大型ですが、その分光学ズームは強力で、24倍が実装されています。
ビデオカメラの機能としては、前のJVCのカメラと大きくは変わっていませんが、自動設定機能がかなり進化しているようです。ほぼオート撮影で用が足りるようになりました。スチル撮影もちょっとしたデジカメなみの性能となってます。撮像素子のスペックは、前のJVCのカメラと比べて低スペックに見えますが、実力的には、5年差の改良により高性能になっているようです。発色はきれいですが濃いめに出ます。


		JVCケンウッド製 GZ-VX895-T 久々にビデオカメラを新調しました。 (2014年～) このカメラは、明るいレンズと小型軽量なのが特徴です。 (1 / 2.3インチ裏面照射CMOS) (1920×1080画素・ハイビジョン画質) (スチル：4000×3000 画素が最大) 小型のせいか、光学ズームは10倍です。本格的なビデオ撮影には向きませんが、ビデオ、スチルのスナップなど撮るには最適です。又、フロントレンズが小さく鏡胴も固定されているので、顕微鏡のコリメート撮影に向きます。

	顕微鏡にセットしたところ。・・・コリメート撮影で動画を記録できます。 ■VX895の簡単なレビューオートの設定ではビデオ、スチルとも露出オーバーの傾向があります。明るい所が白飛びしてしまうので、マニュアル設定で露出を-0.7程度に落とすと良さそうです。ズームボタンのストロークが少ないので、期待するズーム速度に合わせにくい傾向があります。スチル写真の場合、暗い所ではノイズが多めです。発色は、デフォルトでは少し青みがかる傾向があります。肉眼より明るく写るので、顕微鏡撮影では照明を少し落としたほうが良さそうです。明るすぎると、カメラ内の絞りの影が映ってしまいます。バッテリが小型なため、すぐ無くなってしまいます。予備バッテリは何個か持って行く必要があります。 (30分程度の撮影で3個のバッテリを消費します)


	Panasonic 製　DMC-FZ1000 主力機を更新しました。(2016年～) 4K動画を扱えるパソコンがメインコンピュータとなったので、カメラも4K動画撮影可能な物にそろえました。 4K動画を撮れる機材としては、かなりリーズナブルです。先代の、DMC-FZ50 の後継機です。撮像素子が CMOS となりました。 (1 インチCMOS) (スチルは、5472×3648画素が最大) (ビデオは、3840×2160画素が最大) さすがにレンズは沈胴式となっています。レンズがかなり大きいので、致し方ないですね。全体にかなり大きく、1眼レフより巨大かもしれません。

■簡単なレビュー

初期設定のままでは、かなり明るく写ります。

コントラストの大きい所では白飛びしてしまうので、注意が必要です。

レンズのリングが1本だけとなったので、フォーカスリングに指定し、ズームは、シャッター部のレバーを割り付けました。(ズームは頻繁に動かす物ではないので、この方が使いやすいようです)

オートフォーカスはかなり早くなってます。

機能の割にバッテリが小型なせいか、バッテリの持ちはあまり良くありません。

(スペアバッテリを用意した方がよさそうです)

コストパフォーマンスはかなり良いカメラですが、質感がプラスチッキーなため高級感はありません。

別の見方をすれば、道具に徹した作りのオールマイティなカメラです。


	Panasonic 製　DMC-FZ50 旧主力機です。(2007年～) CCDを搭載したデジカメとしては、末期の製品となります。 (1 / 1.8インチCCD) (スチルは、3648×2736画素が最大) (ビデオは、848×480画素が最大) このカメラは鏡胴が沈胴式ではなく、レンズの長さが固定で剛性が高いのが特徴です。こういった大型のコンデジ(一体型カメラ)は、ほぼオールマイティの用途に使えます。 (望遠、広角、マクロ、ビデオなど何でもござれ) ある意味、どの用途でも突出した性能は有りませんが、実用性が高く使用範囲の広いカメラです。


	SONY製　Mavica　MVC-FD7 黎明期のデジカメです。(1998年～) 画素数は、30万画素。シャッター速度は、1/30秒インターレス。画像記録は、3.5インチのフロッピーです。この時代はデジカメも手探りです。このカメラの撮像ユニットは、ビデオカメラのユニットをそのまま流用しているので、NTSC方式のビデオのスペックがそのままデジカメのスペックとなっています。画素数はともかく、シャッタースピードが遅いのが欠点で、カメラをしっかりホールドしないと、手ぶれが発生しがちです。ソニー製にしては頑丈で、あちこちで活躍しました。バッテリもビデオカメラのを流用しているので巨大です。

■うんちく・・・デジタルカメラの撮像素子

現在のデジカメの撮像素子は、CMOSタイプが主流ですが、少し前までは、CCDタイプが主流でした。

どちらの素子も、シリコンを使った太陽電池のような物をたくさん並べて作ってありますが、信号の取り出し方が違います。

CCDは素子を直列に接続してあって画像データを順次移動させながら取り出しますが、CMOSの場合は各素子にアンプを

接続してあって、画像データはそれぞれ独立に取り出します。

CMOSタイプは、初期の頃は画質が悪く主流にはならなかったのですが、改良が進んで画質が向上したため、自由度が大きく低コストのメリットが生きてきて主流となってきました。

ハーフサイズにしては大型ですが、ホールド性はかなり良く、手ぶれを起こしにくい形状です。
ハーフサイズにしては大型ですが、ホールド性はかなり良く、手ぶれを起こしにくい形状です。	京セラ製　　SAMURAI X3.0 1988年頃の製品で、四半世紀たちます。ハーフサイズの銀塩カメラの末期の製品です。一眼レフのフルオートカメラで、形状も含めて当時の技術の粋を集めてあります。 3倍のズームレンズが実装されてますが、フィルムサイズの小ささを生かして、明るいレンズとなっています。焦点距離は、35mm換算で、35mm～105mm。明るさは、F3.5～4.3 です。使いやすいカメラで、大活躍しました。レンズがそこそこ良いことと、画角の設定が手頃なので、フィルムサイズが小さいデメリットを上回る使い勝手を発揮します。

	2014年に動かしてみたら、バックアップバッテリが空のようなので、交換しました。バックアップバッテリの交換はユーザーには公開されていなかったのですが、ネットに方法が載ってました。シャッターボタンの付いているパネルの裏に実装されています。ビス一本で固定されているので、これを外すと、電池ホルダが出てきます。電池の極性はホルダに書かれています。・・・10年以上の電池寿命なので、滅多に交換する必要はありません。

■うんちく・・・ハーフサイズフィルム

35mmフィルムのハーフサイズは、元々は映画用のフォーマットです。

フィルムを縦に流して、横長のスクリーンに投影するために設定されたサイズがルーツです。

スチルカメラでは、フィルムを横に流す方式が主流だったので、ハーフサイズカメラは、縦長写真を主としてきましたが、

このカメラはフィルムを縦送りとしてるので、普通に風景写真などに対応します。


	フィルム式　一眼レフ　カメラコニカ製　KONICA-FTA 製造されて半世紀近くたちます。シャッター優先方式の自動露出機能が付いています。全てメカニカルなので、なかなか凝った仕掛けとなっています。露出計のバッテリが現在では入手困難なので、回路に手を入れて、現在入手できるアルカリ電池で動作するように抵抗値を再調整しました。

	ペンタプリズムのメンテのため、軍艦部のカバーを外した所。自動露出の仕掛けは、露出計の針をシャッターボタンを押すことでロックするのですが、ロック金具が階段状となっており、露出計の針の位置によって、階段の位置が変わる仕掛けです。この位置を糸で絞りに繋いであり、露出計の針の位置が絞り具合と連動するようになっています。露出計以外は全てメカニカルなので、これらは現在でも動作します。シャッターは金属幕の縦走りです。

■顛末 12年目にして、大きな故障をしました。サービスに来てもらった所、電源基板とコンバージェンス用ICの交換となりました。この機種は、この辺が弱いらしいです。なお、このテレビは地デジチューナーは付いてないので外付けで使ってます。
	リア・プロジェクション・テレビの内部パイオニア社　 SD-P43EX2型 (2001年～) 骨董品の、3管式のリア・プロです。レンズの埃取りで、フロント・スクリーンを外したので、内部写真を撮ってみました。正面に見えるレンズは、投影用の鏡に映ったもので、本体は、下側の3本のブラウン管です。このタイプは、カラー映像を3原色に分解して、それぞれ投影するので、ブラウン管としては、モノクロタイプにカラーフィルタを付ければ良いため、通常のカラー・ブラウン管に必要なシャドウマスクが不要です。・・・で、見かけの解像度が上がって、綺麗な映像になります。又、色を発色しているのは、カラーフィルタなので、経年変化で、色バランスが崩れてくることも有りません。

■うんちく・・・シャドウマスクとは・・・

　単管のブラウン管(普通のテレビ)で、カラーを発色させるために、3原色の蛍光体のタイルを並べますが、それら縁の部分を覆う(マスクする)ために、ブラウン管の内部にセットされている金網です。・・・縁を隠しておかないと色が混ざってしまいますからね・・・

通常の単管のブラウン管では、シャドウマスクの網の穴の間隔で、解像度が決まってしまいます。

■リンク

http://www.wraymer.com/	株式会社レイマーのホームページ顕微鏡のメーカーです。
http://www.vixen.co.jp/	株式会社ビクセン天体望遠鏡のメーカーです。
http://bioimaging.jp/learn/cat006/	オリンパスの「顕微鏡を学ぶ」の載っているページ
http://www.microscope.jp/knowledge/index.html	日本顕微鏡工業会の「顕微鏡の基礎」の載っているページ

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