2019 テト休暇について

平素は格別のお引き立て頂きまして、誠にありがとうございます。

私どもShodensha Vietnam事務所の連休における休業日について、以下のとおりご案内いたします。

–    休業期間:2019年2月2日(土) から2019年2月10日(日)まで。
–    営業開始:2019年2月11日(月)となります。

祝日に伴う休業日の間、弊事務所のサービス提供やご返信ができなくなりますのでご留意下さい。

宜しくお願いいたします。

2018-2019 年末年始の休業日について

平素は格別のお引き立て頂きまして、誠にありがとうございます。

私どもShodensha Vietnam事務所の年末年始おける休業日について、以下のとおりご案内いたします。

–    休業期間:2018年12月29日(土) から2019年1月1日(火)まで。
–    営業開始:2019年1月2日(水)となります。

祝日に伴う休業日の間、弊事務所のサービス提供やご返信ができなくなりますのでご留意下さい。

宜しくお願いいたします。

キューティクルの観察 2

髪の毛を倍率を上げて観察しても、キューティクルまでは解り難いと思います。
(黒い異物が単純に大きくなるだけです。)

リング照明で観察 
キューティクル

同軸照明付の高倍率タイプのものであれば、若干見やすくなります。
さらにレンズの解像度も高くする必要があります。

超高倍率マイクロスコープ SH140CCD-2R セット価格40万円程度
汎用価格ですが、レンズ解像度の低いもの(同軸照明)

キューティクル

超高倍率高解像度 CCD USBマイクロスコープ USH140CCD-H1
レンズ解像度の高い、超高倍率マイクロスコープ(同軸照明) セット価格140万円程度

キューティクル

金属顕微鏡 GR3400 21万円(税抜)
同軸照明の顕微鏡として金属顕微鏡があります。
本来の使い方ではありませんが、キューティクルがはっきりと見えます。
キューティクルのみを観察するのであれば、一番コストパフォーマンスが高いと思います。

キューティクル

<キューティクル観察の画像比較>

■金属顕微鏡 + 顕微鏡用カメラ 400倍

キューティクル

■超高倍率マイクロスコープ(USH140CCD-H1) 800倍

キューティクル

■簡易同軸マイクロスコープ

キューティクル

ドーム照明   既成部品の組合せで簡易のマイクロスコープを構築

低価格でキューティクルの観察が可能。
但し、レンズの解像度は落ちます。

先端は、顕微鏡用の対物レンズで交換は可能。

製品詳細はお気軽にお問い合わせください。

髪の毛のキューティクルを見たいのですが。

キューティクルを観察するには次のような方法があります。
1.マイクロスコープで透過照明を使ってスンプ法で観察
2.金属顕微鏡で観察

1.マイクロスコープで透過照明を使ってスンプ法で観察

髪の毛の場合、マイクロスコープで観察すると倍率をあげても黒い棒に見えてしまいます。

髪の毛 超高倍率USBマイクロスコープ
SH140CCD-R
600倍で観察

そこでスンプ法をご紹介します。

<スンプ法とは?>
観察したいものの表面の構造を非常に細かい部分まで型を取るように写し取り、写し取った物を観察する「スンプ法(※1)」という方法があります。 植物の葉の気孔や髪の毛のキューティクルなどの光を通さない対象物の観察に最適です。
※1 スンプ液・スンプ板・スンプ台紙がセットになったものが理化学商社様でお求めいただけます。

キューティクル2 超高倍率USBマイクロスコープ
SH140CCD-R
600倍で観察

スンプ法を使用し透過照明法で観察

2.金属顕微鏡で観察

キューティクル4 GR3400J(金属顕微鏡)
HDCE-30B2(300万画素顕微鏡用USBカメラ)
裸眼観察時400倍時の撮影画像

金属顕微鏡でも髪の毛のキューティクルを見ることが可能です。
ただし金属顕微鏡は本体サイズが203x255x421(H)mmと大きなものとなります。 

機種や方法によってそれぞれ見え方が異なりますので、詳しくはテクニカルサポートまでお問い合わせください。

映像の輪郭をはっきりさせる方法

USBカメラそのものにエッジ強調機能のついているものもありますが、今回は画像処理的な手法をご紹介します。

アンシャープマスク(USM)という手法があります。
PhotoShop等にも機能はありますが、それ以外のソフトでもこの機能を搭載したものがあります。
USMは画像を構成するピクセル間の色の差を強調するフィルターの1種です。

アンシャープマスクをかける前の映像
アンシャープマスク

アンシャープマスクをかけた映像
アンシャープマスク

全体にぼけた感じのする映像をシャープにします。 
画像の輪郭部を際立たせる機能を持ったフィルターです。

光沢のあるR部の観察のコツ

R面

赤丸の部分を通常のリング照明で観察するとハレーションと影の部分の差が大きく非常の観察のしにくい映像となります。
リング照明

4分割LEDリング照明を使い、長手方向だけを点灯させるとハレーションを抑制することができます。
LEDリング照明

さらに光量を強くすると、
R部の観察が可能となります。
このまま倍率を上げれば、
R部の観察がし易くなります。
R面
   
さらに絞り付レンズを使えば、焦点深度が深くなり、観察しやすくなります。
<絞り開放している時> <絞りを絞っている時>
絞り付レンズ 絞り付レンズ

但し絞りを使うと、暗くなり解像度も少し落ちますので、弊社レンズでは120倍程度までが実用範囲となります。

R面のエッジをきれいに観察する方法

加工物のエッジにRがついていると鮮明に見えないことがあります。
倍率、照明、背景を工夫することで鮮明にみることができます。

乾電池のエッジを観察してみました。 乾電池を観察
   
1.焦点深度の違い(80倍で比較)  
絞りを開放にした場合 絞りを絞った場合
絞りを開放 絞りを絞る
絞りを開放にすると焦点深度が浅くなり、エッジが不鮮明になる場合があります。
   
2.背景色の違い(80倍で比較)  
背景色が黒の場合 背景色が白の場合
背景が黒 背景が白
背景の映り込みや照明によるエッジ部の反射、影によりエッジが不鮮明になる場合があります。
   
3.倍率の違い  
焦点深度は倍率によっても変化します。(絞りは開放で比較)
30倍時 80倍時
30倍時 80倍時
同じ対象物でも倍率が上がるとエッジが不鮮明になる場合があります。

 

光沢のある凸面観察のコツ

光沢のある凸面は標準装備のリング照明では映り込みが発生して観察しにくくなります。

リング照明をツインアームのスポット照明に変更して、角度を浅くして照射すると見やすくなります。
さらにレンズ側に偏光フィルターをいれるとさらに見やすくなります。
(詳細は下記をご覧ください。)

スポット照明
   
■照明  
リング照明を使うと、
対象物に照明の映り込みが
発生してしまいます。
リング照明使用時に
照明に偏光フィルターをつけると
多少、改善はされます。
凸型
   
ツインアーム照明を使うと、
下の写真のように映り込みを
さらに減らすことができます。
(角度の調整等は必要です。)
レンズ側のみに
偏光フィルター
を入れるだけでも
下写真のようにさらなる改善ができます。
ツインアーム
   
低価格・高輝度
ツインアームLED照明
SPF-D2
ツインアームLED照明

 

ハレーション抑制の実例

ハレーションを抑制できる実例を2つ紹介いたします。

1.偏光フィルター(ハレーション除去セット)
偏光フィルターを2枚使い、ハレーションを抑制することが出来ます。
(詳細は「偏光観察とは」をご参照ください。)
   
<実際に偏光をかけた場合の実例1 基板の半田> 
半田の反射を抑えることができます。
ハレーション抑制前 ハレーション抑制後
<ハレーション抑制前> <ハレーション抑制後>
   
<実際に偏光をかけた場合の実例2 フィルム> 
フィルム上の反射が消えました。
ハレーション抑制前 ハレーション抑制後
<ハレーション抑制前> <ハレーション抑制後>
   
<実際に偏光をかけた場合の実例3 IC保存用スティック> 
IC保存用スティックの表面の反射を抑え、ICの文字が読めるようになりました。
ハレーション抑制前 ハレーション抑制後
<ハレーション抑制前> <ハレーション抑制後>
<実際に偏光をかけた場合の実例4 ICの印字>
ハレーション除去 ハレーション除去
<ハレーション抑制前> <ハレーション抑制後>
<実際に偏光をかけた場合の実例5 半田部>
ハレーション除去 ハレーション除去
<ハレーション抑制前> <ハレーション抑制後>
<実際に偏光をかけた場合の実例6
反射率の高い部分と低い部分が混在する対象物>
ハレーション除去 ハレーション除去
<ハレーション抑制前> <ハレーション抑制後>
<実際に偏光をかけた場合の実例7 フィルム上の印刷>
ハレーション除去 ハレーション除去
<ハレーション抑制前> <ハレーション抑制後>
<実際に偏光をかけた場合の実例8 ビニール袋の中の対象物>
ハレーション除去 ハレーション除去
<ハレーション抑制前> <ハレーション抑制後>
<実際に偏光をかけた場合の実例9 白い樹脂の凸文字(エンボス部)>
ハレーション除去 ハレーション除去
<ハレーション抑制前> <ハレーション抑制後>
   
2.ハイダイナミックレンジ機能(HDR機能)
コントラストを犠牲にして、センサ動作範囲を広げる手法です。
弊社Cマウントカメラではハイビジョンカメラと PCモニタダイレクトカメラに搭載しております。
   
<実際に偏光をかけた場合の実例4 ネジの軸>
通常モード HDRモード
<通常モードで撮影> <HDRモードで撮影>
   
通常モード HDRモード
<通常モードで撮影> <HDRモードで撮影>

お客様の用途にあった方法をご提案させていただきます。詳細はテクニカルサポートまでお問い合わせください。

ドリルの刃先観察のコツ

金属加工品は白飛びの部分と影の部分の差が激しく、研磨面、メッキ面は特に工夫が必要です。
さらに凹凸、R面があるとさらに難しくなります。

一つの例として、ドリルの刃先(凹凸、R面があります。)を(1)照明、(2)カメラ、(3)背景色、(4)オプションを変えて、見え方の違いを確認しました。

ドリル φ1.8mmのドリルの刃先
 
<観察例1>  
ドリルの刃先 (1)照明 
FZ300PC2 標準 80灯LEDリング照明
(2)カメラ
FZ300PC2 標準 300万画素USBカメラ
(3)背景色
黒色
(4)オプション
無し

*金属等の明るい部分は白飛び、
暗い部分は完全な黒色になります。

 
<観察例2>  
ドリルの刃先 (1)照明
FZ300PC2 標準 80灯LEDリング照明
(2)カメラ
FZ300PC2 標準 300万画素USBカメラ
(3)背景色
白色の背景
(4)オプション
無し

*背景が白いだけでも背景に反射した光が回り込むので黒色背景より見やすくなります。
ハレーションはかなり抑制できていますが影の部分が見えません。

 
<観察例3>  
ドリルの刃先 (1)照明
FZ300PC2 標準 80灯LEDリング照明
(2)カメラ
FZ300PC2 標準 300万画素USBカメラ
(3)背景色
白色のV字型背景
(4)オプション
無し

※背景の白色の紙をV字にすることで、さらに光が回り込み見やすくなります。

  V字
 
<観察例4>  
ドリルの刃先 (1)照明
FZ300PC2 標準 80灯LEDリング照明
(2)カメラ
FZ300PC2 標準 300万画素USBカメラ
(3)背景色
白色
(4)オプション
レンズと照明それぞれに偏光フィルタを追加(ハレーション除去セット)
  偏光フィルタ
 
<観察例5>  
ドリルの刃先 (1)照明
アーチ型照明に変更
(2)カメラ
FZ300PC2 標準 300万画素USBカメラ
(3)背景色
白色
(4)オプション
無し

※アーチ型照明は反射する円柱を見るための特殊な間接照明です。

  ドーム型照明
 
<観察例6>  
ドリルの刃先 (1)照明
アーチ型照明に変更
(2)カメラ
FZ300PC2 標準 300万画素USBカメラ
(3)背景色
白色のV字型背景
(4)オプション
無し

※影の部分も白飛びの部分もなくなり、非常に綺麗に撮影できます。

   
別の方法として
ハレーション抑制機能(明るさ平均機能(HDR機能))があります。
(カメラに付属する機能です。カメラにより有るもの、無いものがあります。)
   
<観察例7>  
ドリルの刃先 (1)照明
FZ200HD2 標準 80灯LEDリング照明
(2)カメラ
FZ200HD2 標準 ハイビジョンカメラ
(3)背景色
白色
(4)オプション
無し
※明るさ平均機能 OFF
   
<観察例8>  
ドリルの刃先 (1)照明
FZ200HD2 標準 80灯LEDリング照明
(2)カメラ
FZ200HD2 標準 ハイビジョンカメラ
(3)背景色
白色
(4)オプション
無し
※明るさ平均機能 ON
   
<観察例10>  
明るさ平均機能に白色V字型背景を追加するとさらに見やすくなります。
ドリルの刃先 (1)照明
FZ200HD2 標準 80灯LEDリング照明
(2)カメラ
FZ200HD2 標準 ハイビジョンカメラ
(3)背景色
白色のV字型背景
(4)オプション
無し
※明るさ平均機能 ON
   
※ハレーション抑制機能(明るさ平均機能(HDR機能))が付属しているCマウントカメラ
ハイビジョンカメラ  
USBメモリスロットル付
ハイビジョンカメラ
GR200HD2
 

マイクロスコープで高さ、厚みを測る方法

もっとも簡単な方法はマイクロスコープとデジタルインジケータと組み合わせる方法です。
レンズはできるだけ被写界深度の浅いものを選びます。
上下させる機構は微動調整機能の付いている方が精度高く測定できます。
デジタルインジケータ
   
1.厚み測定
透明または半透明の膜、シートが基材に密着している対象物が測定できる条件となります。

右の対象物は透明の保護シートが商品に密着しています。

シートが薄いので600倍で観察しました。

WIFIルーター
   
基材(樹脂)に焦点を合わせて
インジケータの値をゼロにします。
シートの上面に焦点を合わせて
インジケータの値を読みます。
これが厚みになります。(107μm)
デジタルインジケータ
   
2.高さ測定  
1画面で段差部が映し出せる対象物が測定できる条件となります。

左写真のICの高さを測定します。

十分な高さがあるので200倍で観察しました。

高さ測定
   
基板に焦点を合わせて
インジケータの値をゼロにします。
ICの上面に焦点を合わせて
インジケータの値を読みます。
これが高さになります。(2.39mm)
インジケータ
   
弊社ではデジタルインジケータ付スタンド(ハイトゲージ)を2種類ご用意しております。
デジタルインジケータ付スタンド
インジケータ付粗微動スタンド
GRS-1C125XB
インジケータ付小型粗微動スタンド
GR-S6C125XB

高さ(Z軸)を測定する方法

高さ測定(Z軸測定)システムをご紹介いたします。
1.システム構成
マイクロスコープに Z軸ステージ と モーターコントローラを設置します。
(マイクロスコープ(弊社製)、Z軸ステージ(中央精機様)、どちらも汎用品です。)
Z軸測定 Z軸測定
このシステムと三谷商事様の焦点合成ソフトと3D作成ソフトを使います。
   
2.操作方法
(1)焦点合成  
焦点合成
   
(2)3D画像を作成  
マイクロスコープで合成した写真とモーターの位置情報を合わせて3D画像にします。
3D画像
Z軸 Z軸

マイクロスコープからみると、垂直面もしくは垂直に近い面は見えないので壁面は少し安定性にかけますが、高さ測定は問題なくできます。

壁面に傾斜が有る場合は比較的きれいな3D影像ができます。

例としてダンボールの凹みを3D画像にします。

3D

ここから任意の寸法、断面形状を割り出せます。
下記の黄色いラインが任意で引いたラインです。

3D
   
3D
測定機ではないので、精度はありません。
Z軸テーブルの最小ステップ(今回は0.5μ)が分解能になります。
使い方次第で、ある程度の精度は出せます。

デジタルXYテーブルを利用して測長する方法

モニタ上にクロスラインを引けるカメラを選びます。
弊社のPCモニタダイレクトカメラ、ハイビジョンカメラにはクロスライン表示機能があります。

ワッシャーの外径測定例

1.透過照明を使い、エッジを強調します。
2.画面上のクロスラインを表示させます。

XYテーブル

3.クロスラインを、測定箇所の端に合わせます。
4.デジタルマイクロメータを零リセットします。

計測

5.マイクロメータを使い、もう1箇所の端面まで移動させます。
6.この時にマイクロメータの値が外径になります。

計測計測

このシステムのメリット
(1)測定前の校正が不要です。
(2)1画面で捉えられない対象物でも測定可能です。
(3)マイクロメーターの精度に依存するため、校正証明書を含め、精度の表記が可能です

このシステムのデメリット
(1)測定に時間がかかる。
(2)水平、垂直の測定しかできない。
  (回転テーブルを併用すれば、斜めの測定も可能)
(3))2点間距離しか測れない。(角度、面積、円の中心間距離 等の測定ができない。)

一眼レフカメラのレンズをCマウントカメラに付ける方法

一眼レフカメラのレンズをCマウントカメラに取り付けるために下記のような変換アダプタが販売されています。

Cマウント Cマウント
   

EOSのフランジバックは44mmです。

フランジバック

Cマウントのフランジバックは17.526mmです。

フランジバック

一眼レフカメラのフランジバックの方がかなり長くなります。

一眼レフカメラ用レンズは、Cマウントカメラに取り付けることは可能です。
44-17mm=27mmのオフセットをすれば焦点があいます。

しかしCマウント用レンズを一眼レフカメラに付ける場合はフランジバックが近すぎて焦点があいません。
(カメラの中にレンズを食い込ませなければ焦点があいません。)

高精度の寸法測定がしたいのですがどのような方法がありますか?

高精度の寸法測定をする場合にはマクロレンズよりも画像の歪みの少ないテレセントリックレンズが優位になります。
テレセントリックレンズを使用した場合も極端に被写界深度が深いわけではありませんが、テレセントリックレンズの特徴として 被写界深度内であれば観察像の寸法変動がないため、寸法測定をする際には誤差が出にくく、精度の高い測定ができます。

RT3 絞り付テレセントリックレンズ
RT3

 

たる型 糸巻き
<ディストーションが大きい>
寸法測定など、高精度な
計測を行なう場合は
ディストーションの
小さいレンズを選ぶべきです。
ディストーション
<ディストーションが小さい>
テレセントリックレンズでは
マクロレンズに比べて
ディストーションが小さく、
高精度な計測が可能になります。

<絞り付テレセントリックレンズRT3で撮影>

被写界深度 0.2mm刻みのガラススケール
を傾けて
テレセントリックレンズで
撮影してみました。
開放時 <絞り開放時>
赤で囲った辺りにピントを
合わせています。
絞りは開放している状態では
ガラススケールの右側に行く程
ピントが合っていないのが
分かります。
絞り時 <絞りを絞った時>
上の写真と同じく
赤で囲った辺りにピントを
合わせながら
絞りを絞りました。
ガラススケールの右側の
破線の辺りでも
画像がぼやけることなく
はっきり映っています。

更に詳細をお知りになりたい方はテクニカルサポートまでお問い合わせください。

レンズの解像度について

レンズの性能としての解像度はあります。
「線間何本」等の表現をすることもあれば、「何メガピクセル対応」と表現することもあります。

但し、最近は解像度だけを重視するのではなく、コントラストの再現性を含めた映像のトータル表現を重視する傾向があります。
(レンズは解像度が高くなるにつれ、コントラストの再現性が落ちる傾向があります。)

レンズの解像度はズーム全域で変わり絞りでも変わります。
(例えば3M対応レンズ(300万画素対応レンズ)と言っても開放で使い、一番いい条件での解像度となります。)

カメラの解像度とレンズの解像度は必ずしも一致しなければならないものではありません。

また、仮に一致させたとしても、PCのモニタに映す等の用途であれば、モニタの解像度の方が低くなりまったく恩恵を受けない場合もあります。

解像度はシステム全体で考える必要があるのです。

NA(開口数)とは

レンズのNA(開口数)はレンズの明るさ、分解能、焦点深度を判断する指数です。

NA=n×sinθです。

NA(開口数) NA(開口数)
   

上の図からも 0<θ<90° となります。
つまり 0<NA<1 となります。(空気中において)
(NAはθと屈折率で決まります。)
NAが大きい程、明るいレンズとなります。

光は絶えず広がろうとします。(回析)その為、非常に小さく絞り込む為には出来る限り大きな角度で絞り込む必要があります。
つまりNAが大きい程、分解能が高いということです。(同じ倍率で比較した場合)

計算では  分解能=(0.61×λ)/NAとなります。

逆に焦点深度はNAが高い程、浅くなります。

計算では  焦点深度=λ/(NAの2乗) となります。

顕微鏡の対物レンズ等はレンズ本体ににNAが記載されているものがほとんどです。

対物レンズ

汎用のCマウントズームレンズ等は使用倍率内で大幅に変化します。
(レンズ倍率を変化させることでレンズ主点(理論値)が変わる為です。)
下記は某メーカーのカタログの抜粋です。

カタログ抜粋

非常に特殊なCマウントズームレンズでは、下記のようにNAが変動しないものもあります。
但し、かなり大型で高価なものになります。

特殊なCマウントズームレンズ

レンズのF値(レンズの明るさ)とは

カメラの絞り(アイリス)の値はF値で表されます。(小文字のf値とは異なります。)
値が小さい程、明るいということになります。
そのレンズのもっとも明るい(絞り開放)状態の値を開放F値といいます。

開放F値はレンズの明るさを示す指標として使われます。
(開放F値が小さなレンズは「明るいレンズ」と言われます。)

F値が√2 倍になるごとに明るさは半分となります。
F値が2.0の時の明るさを1とすると、F2.8の時(2.0X√2=2.8)に明るさは半分となります

レンズのf値(焦点距離)とは

レンズの主点からレンズが像を結ぶ焦点位置までの距離のことをいいます。

焦点距離

1枚レンズであれば上記のようにレンズの中心に主点が来る場合も多いのですが、通常、CCTVレンズ等は複数のレンズで構成されています。
その場合は、合成された主点となります。(主点がレンズの外になる場合もあります。)
また、Cマウントレンズであれば、レンズ端面から焦点位置までの距離は決まっています。(これをフランジバックといい、17.526mmとなります。)
その為、f値(焦点距離)はレンズの視野を示す指標となります。

同じ形状のレンズでもf値が小さいものは主点が撮像素子に近い方にあります。
つまり、視野が広くなります。(下図の青ライン)
f値が大きいものは主点が撮像素子から遠くなります。視野は狭くなります。(下図の赤ライン)
勿論、f値から視野の計算もできます。

f値

バックフォーカスとは?

バックフォーカスとはレンズ最終端から焦点面(カメラの撮像素子)までの距離をいいます。 バックフォーカスがずれていると、ピントがずれてしまいます。 
カメラのCマウントから撮像素子面までの距離(フランジバック)がカメラによって若干異なることがあります。 そのためレンズやカメラを変更した場合、バックフォーカスの調整が必要になります。 
(弊社ではカメラとレンズを組み合わせて、しっかりと微調整した製品を出荷しております。) 
またバックフォーカス調整機構付レンズの場合はお客様自身で微調整いただくこともできます。

弊社ではオプションレンズとしてバックフォーカス調整機構付レンズも販売しております。

SDS-M19 バックフォーカス機構付レンズ
SDS-M19

製品の詳細はテクニカルサポートまでご連絡ください。

画像の歪みを少なくしたいのですがどうすればいいですか?

テレセントリックレンズを使えば歪みの少ない画像を得ることができます。

弊社のテレセントリックレンズRT3、RT5で実験してみました。

テレセントリックレンズ テレセントリックレンズ RT3、RT5
をUSBカメラ(GR200BCM)に取り付けて
ガラススケールを撮影しました。
テレセントリックレンズ テレセントリックレンズ
テレセントリックレンズ RT3で撮影 テレセントリックレンズ RT5で撮影
画面の四隅にも歪みがないのが分かります。
これがテレセントリックレンズの特長です。

CCTVレンズを使っているのであれば広角レンズより望遠レンズを使った方が歪みは少なくなります。
6mmの固定焦点レンズと25mmの固定焦点レンズで実験してみました。

固定焦点レンズ 8mm 固定焦点レンズ
をUSBカメラ(GR200BCM)に取り付けて
方眼紙を撮影しました。
歪み 方眼紙の四隅が歪んでいるのが分かります。

 

固定焦点レンズ 25mm 固定焦点レンズ
をUSBカメラ(GR200BCM)に取り付けて
方眼紙を撮影しました。
歪み 方眼紙の四隅に歪みがあまり見られません。

マクロレンズであればレンズの性能によって歪みの少ないものもあるのですが、その分高価になります。 

レンズの選定などご不明な点がございましたら、是非テクニカルサポートまでお問い合わせください。

テレセントリックレンズとは

視差は2地点での観測地点の位置により対象点の見える方向が異なることをいいます。 
視差による周囲歪みの少ないレンズがテレセントリックレンズです。

下記のようなサンプルをレンズを変えて観察します。

       

右のサンプルをレンズを変えて観察
視野 60 X 40mm
支柱高さ 60mm
テレセントリックレンズ
   
●テレセントリックレンズで観察  
テレセントリックレンズ テレセントリックレンズで観察
   
●テレセントリックレンズ以外で観察  
テレセントリックレンズ 固定焦点レンズで観察

<2.焦点深度内の像の膨張・収縮がない> 
   

●テレセントリックレンズで観察  
テレセントリックレンズ 焦点が完全に一致している点から
±3mmずらして観察
(焦点深度内)
   

 

テレセントリックレンズ 焦点距離 105mm時
(焦点が完全に合っている状態)

対象物の円の直径を測ったものが左写真です。
直径のサイズ、また円の表示(赤色の線)を残したまま焦点距離を変更してみます。

   
テレセントリックレンズで観察 焦点距離 108mm
(焦点が完全にあっている距離からレンズを上に3mm上げた状態)

この状態でも円の表示(赤色の線)と対象物の円にずれがなく、焦点深度内の像の膨張・収縮がないのが分かります。

   
テレセントリックレンズ 焦点距離 102mm
(焦点が完全にあっている距離からレンズを下に3mm下げた状態)

この状態でも円の表示(赤色の線)と対象物の円にずれがなく、焦点深度内の像の膨張・収縮がないのが分かります。

   
●テレセントリックレンズ以外のレンズで観察  
CCTVレンズ 焦点距離 104mm
(焦点が完全にあってる状態)

対象物の円の直径を測ったものが左写真です。
直径のサイズ、また円の表示(赤色の線)を残したまま焦点距離を変更してみます。

   
CCTVレンズ 焦点距離 107mm
(焦点が完全にあっている距離からレンズを上に3mm上げた状態) 

この状態だと円の表示(赤色の線)と対象物の円にずれがあり、像が収縮しているのが分かります。

   
CCTVレンズ 焦点距離 101mm
(焦点が完全にあっている距離からレンズを下に3mm下げた状態)

この状態だと円の表示(赤色の線)と対象物の円にずれがあり、像が膨張しているのが分かります。 

弊社では豊富なのテレセントリックレンズのラインナップをご用意しております。
詳しくはこちらをご覧ください。→ テレセントリックレンズ

ディストーション(歪曲収差)とは

ディストーション(歪曲収差)とはレンズを通して映される影像が歪んだ状態を意味します。

一般的に広角系のレンズは樽型の収差がおこりやすく、望遠系のレンズは糸巻き型の収差がおこりやすいのが特徴です。

樽型
糸巻き型
<樽型の収差>
<糸巻き型の収差>

<固定焦点レンズを使って撮影>

CCTVレンズ 8mm固定焦点レンズ
使用時
CCTVレンズ 12mm固定焦点レンズ
使用時
CCTVレンズ 25mm固定焦点レンズ
使用時

 

CCTVレンズ
固定焦点レンズ

固定焦点レンズのご選定もお手伝いさせていただきます。お気軽にテクニカルサポートまでご連絡ください。

収差とは

収差とは、光学系において理想的な結像からのズレを言います。
大きく2つにわけると、色収差と単色収差に分かれます。
さらにここから細かく分かれます。
・色収差(軸上色収差、倍率色収差)
・単色収差(球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、湾曲収差)

各収差の詳細な説明は省きますが、
・色収差は、波長(色)によって屈折率が異なることが原因で発生します。
 色ズレ、色滲みという症状が画面上に発生します。
・単色収差(湾曲収差以外)はレンズを通過るする光の入光角度の違いや通過する位置の違い
 (レンズの内側、外側)で屈折率が異なることが原因で発生します。
 輪郭のボケや滲みという症状が画面上に発生します。

*湾曲収差はボケの発生はありません。画面の周囲(端)で直線が湾曲する症状になります。
 湾曲の症状により、糸巻型と樽型に分かれます。
 (湾曲収差については「ディストーションとは」を御参照ください。)

<色収差について>
理想的には1点で焦点が結ぶのですが、波長により屈折率が異なる為、焦点位置がずれてしまいます。これが画面上の色ズレ、色滲みとして発生します。

色収差

10円玉の表面を1000倍で撮影した写真です。
上の写真は兼価版の超高倍率マイクロスコープ(SH140CCD-2R)で撮影したもの。
下の写真は高性能レンズを使った超高倍率マイクロスコープ(USH140CCD-H1)で撮影したものです。

●兼価版の超高倍率マイクロスコープ(SH140CCD-2R)で撮影したもの
色収差  
   
●高性能レンズを使った超高倍率マイクロスコープ(USH140CCD-H1)で撮影したもの
色収差  

上の写真(兼価版の超高倍率マイクロスコープ(SH140CCD-2R)で撮影したもの)の1部を拡大すると色ズレをおこしていることがわかります。

<単色収差>
理想的にはレンズのどこを通過しても、どのような角度で入光しても焦点位置は同一面上にあります。これが屈折率の違いで焦点位置がずれてしまいます。
これが輪郭のボケや滲みとして発生します。

単色収差

シリコンウエハーの表面1000倍で撮影した写真です。
左の写真は兼価版の超高倍率マイクロスコープ(SH140CCD-2R)で撮影したもの。
右の写真は高性能レンズを使った超高倍率マイクロスコープ(USH140CCD-H1)で撮影したものです。

単色収差 単色収差
超高倍率マイクロスコープ
(SH140CCD-2R)で撮影したもの
超高倍率マイクロスコープ
(USH140CCD-H1)で撮影したもの

左の写真は輪郭がぼけて膨らんでいます。

無料のデモ機のお貸出しもしております。お気軽にご依頼ください。

画角とは?

カメラで撮影される写真にうつされる光景の範囲を角度で表したもの。視野角とも言います。

被写体を写す場合にレンズの画角を決めることが重要です。この画角はレンズの焦点距離とカメラの画角サイズによって決まります。

レンズの仕様書には、カメラを横位置に構えたときに写る範囲が水平、垂直、対角線の画角で表記されています。ひとつしか表記されていない場合は対角線の画角です。

広い画角を持つレンズを広角レンズ、狭い画角を持つレンズを望遠レンズと言います。

画角

W.D.を伸ばしたいのですが。

倍率を犠牲にしてもいいのでしたら0.5倍補助レンズを使えばW.D.は伸びます。

TG0.5 標準レンズ専用0.5倍補助レンズ
TG-0.5

<例>
TG500PC2に0.5倍補助レンズを装着した場合
標準で23倍~140倍のものが11倍~70倍に、
標準で90mmだった焦点距離が
160mmに変化します。

しかしその際にはレンズの先端に取り付けているLEDリング照明の位置も 対象物から離れ、照明が暗くなってしまうため、 より高輝度の照明に変更する、拡散板を外す、などの照明の工夫が必要になります。

高輝度80灯LEDリング照明 高輝度80灯LEDリング照明
GR-80N2
拡散板 着脱可能な拡散板付き

LEDアングルを使って照明の位置を変更することは可能ですが、それではせっかく伸ばした W.D.の邪魔をしてしまうのでツインアーム照明(SPF-D2)、 LEDスポット照明(GR-FL21)などのご使用をおすすめいたします。

LEDアングル使用例 W.D.を延ばすため0.5倍補助レンズを使ったのに、
LEDアングルを使い照明の位置を下げてしまったら
せっかく伸ばしたW.D.の邪魔をしてしまうことになります。

そこでツインアーム照明(SPF-D2)、 LEDスポット照明(GR-FL21)などのご使用をおすすめいたします。

ツインアーム照明 ツインアームLED照明 SPF-D2

据え置きタイプの調光式LEDツインアーム照明。

LEDスポット照明 低価格LEDスポット照明 GR-FL2

φ20mmまたはφ25mmの支柱に取付け可能。

詳細はテクニカルサポートまでお問い合わせください。

高倍率レンズの焦点深度

弊社の高倍率マイクロスコープの焦点深度を測定してみました。

0.2mmピッチのガラススケールを
45°に傾けて撮影しました。

45°傾けているので垂直方向の
深度を出すためには1/√2 をかけます。

被写界深度
   
レンズ目盛 2  補助レンズ無 高倍率レンズ
   
高倍率レンズ
0.5mmで焦点があっていると判断すれば0.5mm x(1/√2)=0.35mm
   
レンズ目盛 4  補助レンズ無 高倍率レンズ
   
高倍率レンズ
0.3mmで焦点があっていると判断すれば0.3mm x X(1/√2)=0.21mm

補助レンズを付けた場合も同倍率・同焦点深度になります。
2倍の補助レンズを使た場合は、「目盛2」 で焦点深度は上記と同じ0.21mmとなります。

中倍率レンズ(SDS-M)の焦点深度

弊社の中倍率レンズ(SDS-M)の焦点深度を測定してみました。

<1> 
使用レンズ 
中倍率レンズ(SDS-M)

倍率
20倍

対象物 
0.5mm刻みガラススケール
GS-0.5

被写界深度

赤枠で示した範囲に焦点が合ってると判断すれば・・・ 0.5x7x0.71=2.5mm

<2> 
使用レンズ 
中倍率レンズ(SDS-M)

倍率
60倍

対象物 
0.2mm刻みガラススケール
GS-0.2

被写界深度

赤枠で示した範囲に焦点が合ってると判断すれば・・・ 0.2x3x0.71=0.42mm

<3> 
使用レンズ 
中倍率レンズ(SDS-M)

倍率
120倍

対象物 
0.2mm刻みガラススケール
GS-0.2

被写界深度

赤枠で示した範囲に焦点が合ってると判断すれば・・・ 0.2x2x0.71=0.3mm

となります。

低倍率レンズの焦点深度

弊社の低倍率マイクロスコープの焦点深度を測定してみました。

事例01

使用機種
レンズ:低倍率レンズ SDS-LRS
カメラ:500万画素USBカメラ

倍率
最低倍率時 5倍

対象物を60°に傾けて撮影

被写界深度
   

金尺を60°に傾けて撮影しました。
レンズの絞りを開放にしています。
焦点深度は客観的な数字ではなく主観値となります。

被写界深度

90mm X sin60°= 78mm となります。
垂直方向では78mmが焦点深度となります。

この低倍率レンズには絞り機能がついています。 絞り
   

この絞りを絞りると、焦点深度は深まります。
被写界深度

画面全部で焦点があっているので、今回の方法では正確には計算できませんが100mm以上となります。


 

事例02

使用機種
レンズ:低倍率レンズ SDS-LRS
カメラ:500万画素USBカメラ

対象物を45°に傾けて撮影

絞りの開放時と絞り時の両方を
撮影しました。

被写界深度
   
1.20.0mmx15.0mmを視野に設定(約20倍)
絞り
開放時
絞り
絞り時
   
同じく約20倍の状態で、高さ20mmのコンデンサの載ってる基板を撮影
絞り
開放時
絞り
絞り時
   
2.10.0mmx7.5mm視野に設定(約40倍)  
絞り
開放時
絞り
絞り時
   
同じく約40倍の状態で、高さ8mmのコンデンサの載っている基板を撮影
絞り
開放時
絞り
絞り時

倍率を上げる程焦点深度は浅くなります。
絞りを使えば調整はできます。
但し、絞り込みの量を増やすと、映像が暗くなるので、光量を大幅に増やす必要があります。

カメラ側の「明るさ」「Gain」「Exposure」等の項目を調整することである程度はカバーできます。

焦点深度/被写界深度とは

一般的なレンズにおいて完全に焦点の合っている点は1点です。
(テレセントリックレンズのような精密測定用の特殊なレンズは除きます。)
完全に焦点のあっている点の前後に焦点ボケの少ない領域があります。
これを焦点深度といいます。
完全に焦点の合っている点から外れると徐々にボケていきます。どこまでが実用範囲かは個人の主観になってしまいます。 光路を絞るとこのボケていく度合をゆるやかにすることができます。 但し、絞ることにより、撮像が暗くなるので、あまり倍率の高いレンズでは使えません。

絞り付マイクロスコープ 左写真は弊社の絞り付USBマイクロスコープ
です。

絞り付USBマイクロスコープ
MS200PC3(20倍~110倍)

   

この絞り付マイクロスコープで開放時と絞った時の画像を比較します。
(絞りを絞ると焦点深度が深くなります。)

<50倍時>
●ガラススケール
0.5mmピッチのガラススケールを45度に傾けて、真上から観察します。

<絞りを開放にした時>  <最大に絞った時>
絞りを開放 絞りを最大

45度に傾けているので 1/1.41をかけると焦点深度となります。

どこまで焦点があっているかは個人の主観となりますが、
4ピッチ(=2mm)が合っていると判断するならば2mm×(1/1.41)=1.42mmが焦点深度と言えます。

●基板の場合
この50倍の状態で基板を45度に傾けて観察してみます。
(1.6mmX0.8mmの電子部品が1mmピッチに並んでいます。)

<絞りを開放にした時>  <最大に絞った時>
絞りを開放 絞りを最大

<100倍時>
●ガラススケール
ご参考までに100倍時も確認しました。
倍率が高くなるのでガラススケールは0.2mmピッチのものに変更しております。

<絞りを開放にした時>  <最大に絞った時>
絞りを開放 絞りを最大

この範囲が実用範囲と判断すれば 1.2mm×(1/1.41)=0.85mmとなります。

絞りを絞るとレンズは暗くなり、解像度も落ちますのでご注意ください。
(詳細は「NA(開口数)とは」を御参照ください。)

1倍~1000倍のワイドレンジで観察したいのですが。

1倍~1000倍のワイドレンジとなると、ズーム比が1:1000のレンズが必要ということになります。現在どれだけハイレベルなズームレンズでも1:12あたりのものまでしか世の中には出回っておりません。
弊社の可変倍率レンズ標準タイプ(SDS-M)でズーム比1:6.5となります。 
つまり物理的に1~1000倍のワイドレンジは不可能ということになります。
そこでワイドレンジを実現する方法としてはレンズを数本用意することしかありません。
弊社のマイクロスコープに使用しているカメラはCマウントであり一般的なものですのでレンズの変更は容易です。
しかしレンズを変える場合には照明の見直しが必要となります。特に1000倍で観察する際には相当な明るさの照明が必要になります。

標準レンズ

 

型番
マウント
対応カメラ
動作距離
倍率 ※1
SDS-M
Cマウント
1/2、1/2.5、1/3インチ
90mm
20~120倍

※1 弊社の1/2インチカメラに取り付け、17インチモニタで観察した場合の倍率

照明・レンズについてのお問い合わせ、またデモ機のご依頼はテクニカルサポートデスクまでご連絡ください。

高倍率ズームレンズ(FZシリーズ)の倍率を下げる方法

弊社の「高倍率レンズ限定の裏ワザ的な方法」をご紹介します。

弊社 FZシリーズのズームレンズは高倍率のズームレンズです。
最低倍率時の視野が 9X6.7mm(1/2インチカメラ使用時)となります。

弊社の別のレンズ(DSシリーズ)で0.5倍の補助レンズ(オプション)があります。
この補助レンズを流用します。

倍率を下げる方法

倍率を下げる方法

倍率を下げる

倍率を下げる   18X13mm程度の視野が確保できます。
(1/2インチカメラ使用時)

左写真は 直径10mmの円

1/2.5インチのカメラでも10mmの円の全体を確認できます。

補助レンズ(リアコンバーターレンズ)とは?

カメラと主レンズの間に装着することによりW.D.(作動距離)を変えずに倍率を変更できます。
しかしながら、明るさが落ちる(F値が大きくなる)、解像度やコントラストが低下し、ピントが甘くなるデメリットがあります。

2倍リアコンバーター
リアコンバーター取付例
x2 リアコンバーター
カメラと主レンズの間に取り付けます。

 

補助レンズ(フロントコンバーターレンズ)とは?

主レンズの前(物体側)に装着することにより、倍率の変更ができます。またW.D.(作動距離)の変更も可能です。

保護レンズ
 
標準レンズ用0.5倍補助レンズ TG-0.5
 

<0.5倍補助レンズを使用時の倍率と焦点距離の変化>

 
倍率
焦点距離
TG500PC2
25倍~135倍
90mm
TG500PC2
+0.5倍補助レンズ
13倍~65倍
150mm~160mm

<見え方の違い TG500PC2に0.5倍補助レンズを付けた場合>

0.5倍補助レンズ
0.5倍補助レンズ
TG500PC2(0.5倍補助レンズなし)
最低倍率時
TG500PC2(0.5倍補助レンズ装着)
最低倍率時

0.5倍補助レンズをつけると視野範囲が広がったのが分かります。

※0.5倍補助レンズを使用する場合は、作動距離が変わり、照明から対象物までの距離が伸びるため、LEDアングルを使い照明の位置を変える必要があります。

LEDアングル
LEDアングル取付例
LEDアングル LED-A2
LEDアングルにLEDリング照明を
取り付けます。

 

テレセントリックレンズとは

テレセントリックレンズの主な特徴は下記となります。

1. 焦点深度内であれば、像の膨張・収縮がない。
→寸法測定の際に測定誤差を小さくできる。
2. 視差による画像の歪が少ない
3. 同軸照明と併用した場合、対象物の明るさのムラが少ない。

種類は大きく分けて、両側テレセントリックレンズと片側テレセントリックレンズがあります。
弊社でも両側と片側、両方のテレセントリックレンズを取り扱っております。

それぞれの特徴は以下のようになります。 

両側テレセンリックレンズ
テレセントリックレンズ

カメラセンサー側と被写体側のどちらの距離が変わっても被写体を映し出す大きさが変わらないという特徴があります。
つまり、接写リング等を使用してカメラセンサー側の距離を変更することで倍率を変えずにレンズと被写体の距離のみを変更することができます。
ただ、映し出す範囲よりもレンズの径は物理的に大きくなりますので倍率が低くなるにつれてレンズのサイズが大きくなり、価格も高額になります。
精密測定装置や投影機に採用されています。

テレセントリックレンズ   両側テレセントリックレンズ
RT1 RT3 RT5

片側テレセントリックレンズ
片側テレセントリックレンズ

被写体側のみがテレセントリックレンズ構造になっているレンズです。
両側テレセントリックレンズと違いカメラセンサー側の距離が変わると非テレセントリックレンズと同様に被写体を映し出す大きさは変わります。
両側テレセントリックレンズと比べてレンズは小型で、価格も安価になります。
寸法測定用途でマクロズームレンズのような倍率変更が不要である場合、倍率固定での置き換えとして採用されることがあります。

(片側テレセントリックレンズには弊社で取り扱っている被写体側テレセントリックレンズの他にカメラセンサー側のみがテレセントリックレンズ構造になっている像側テレセントリックレンズというものもあります。
こちらは通常のカメラを使用してのワーク撮影にはほとんど採用されません。)

片側テレセントリックレンズ   片側テレセントリックレンズ
     

 

CCTVレンズの選び方

撮影したい対象物の大きさから、必要なレンズを計算で求めることができます。
この時に必要なのは、カメラの撮像素子のサイズ、対象物までの距離(W.D.)となります。
CCTV

例えば、1mのW.D.で垂直視野300mmを確保したい場合、f値が何mmのレンズを選んだらいいのでしょうか。(1/2インチカメラを使うとします。)

1/2インチカメラの撮像素子サイズは下記の通りです。

撮像素子サイズ

f値=(対象物までの距離(mm)X 撮像素子の垂直サイズ(mm)/垂直撮影視野
 =(1000mm X 4.8mm)/300mm=16mm
f=16mmのレンズを選ぶと、希望の垂直視野が確保できます。
水平視野も同様に計算できます。

ちなみに、簡単に水平視野を算出することもできます。
スクエア型の撮像素子であれば、縦横比が4:3ですので上記の場合、計算しなくても水平視野は400mmとなります。 

CCTVレンズ
弊社では様々なCCTVレンズをご用意しております。詳しくはこちらをご覧ください。→ CCTVレンズ

マクロレンズ・マクロズームレンズとは 

近接距離の撮影を目的に設計されたレンズのことをマクロレンズといいます。
マクロレンズのなかで倍率を連続的に変えることができて、焦点距離が一定(変化しないもの)をマクロズームレンズといいます。

マクロズームレンズ マクロズームレンズ

倍率を連続的に変えることができても焦点距離が変化するものは、厳密にはズームレンズとはいいません。
ズームレンズと区別して可変倍率レンズと呼ばれることもあります。

マクロズームレンズ マクロズームレンズ

倍率を頻繁に変えず、価格を抑えたいなら可変倍率レンズ、倍率を頻繁に変えるのあればマクロズームレンズがおすすめです。

ズームレンズとは?

倍率、視野範囲が連続可変できるもので焦点距離が変わらないレンズのこと。 
ズーム比12倍比(1:12)あたりがマクロズームレンズの物理的な限界です。 
また倍率、視野範囲が連続可変できるもので焦点距離が変わるものはズームレンズとは言わず、可変倍率レンズといいます。 
言い換えれば焦点距離は変わりますが倍率が可変でき、ズームレンズに比べて低価格であることが可変倍率レンズの特徴です。 

弊社でも様々なレンズをご用意しております。 → 製品はこちらから

倍率、焦点距離、価格等、それぞれの特長でレンズをご選定いただけます。

またレンズのご選定もお手伝いさせていただきます。 お気軽にテクニカルサポートまでお問合せ下さい。

ボアスコープの防爆仕様について

ボアスコープ 
防爆仕様は「可燃物の着火源とならないように、特別な技術的対策を講じた仕様」ということになります。

先端にカメラが組み込まれた内視鏡と異なり、ボアスコープは、レンズとファイバーだけで構成されております。電気的なものは一切ありません。
(ボアスコープそのものは着火源とはなりません。)

勿論、光源装置、カメラは防爆が必要な環境であれば専用機が必要です。
例えば、下記のような防爆Cマウントカメラ等が販売されているようです。

ボアスコープ

ボアスコープの耐熱仕様について

耐熱ボアスコープは
150℃を超えると冷却装置が必要となり、完全なカスタム品となります。
冷却装置が不要なものであれば、150℃程度まではあります。
これであれば、追加装置等も不要ですので簡単に導入できます。

耐熱ボアスコープ

それ以上になると、別途冷却装置が必要となります。1800℃程度までは対応可能です。
但し、冷却装置等の付属装置も必要となりますので、完全にカスタム品となります。

耐熱ボアスコープ

これはあくまで、目安となり、下記の2点を示しています。
・φ5.5またはφ4mmのボアスコープに冷却筐体を取付けて φ14mm程度になります。
・800℃では最長1000mmとなります。それ以下でご指定をいただき製作します。

耐熱ボアスコープ   注水口、排水口もどこに付けるかはお客様のご希望で変わります。

カメラタイプか直接観察かもお客様のご希望の仕様にいたします。

     
耐熱ボアスコープ

参考:特注・耐熱スコープの価格
(価格は諸条件で決まるので、あくまで目安とお考えください)

耐熱ボアスコープ
※クリックすると画像が大きくなります。

オプションについて
通常のボアスコープは照明がついてておりますが、カスタムの場合、照明はオプションとなります。
環境の悪い場所では、先端が汚れないようにエアーパージュを取付ることも
できます。(エアークリーナーと呼んでいます。)

耐熱ボアスコープのご質問、お見積もり依頼はこちらから承っております。
下記の仕様書にご記入の上、メールもしくはFAXにて弊社までお送りください。
E-mail:sds@shodensha-inc.co.jp
FAX : 06-6364-3311

PDFでのお見積もりお問い合わせフォーマット
Wordでのお見積もりお問い合わせフォーマット 
※耐熱ボアスコープはすべて受注生産のため、申し訳ございませんがデモ機のご用意はございません。ご了承ください。

内視鏡の種類と特徴

内視鏡は大きくわけて3つのタイプがあります。
それぞれにメリット、デメリットがあります。

PCに接続したり、モニタで映像を見ることはどのタイプでも可能です。
(必要なオプションは異なります。)

1.ボアスコープ(硬性鏡)
先端部にロッドレンズが入っているタイプです。
基本的には下記のような形のものが多いようです。

ロッドレンズ

下記の様にモニタに直結できるタイプもあります。
硬性鏡

(メリット)
先端はレンズだけなので細径にできます。
φ0.7mm程度まで可能です。
ボアの部分だけみると映像は一番クリアです。

(デメリット)
ボアの部分が高価。
先端がレンズなので衝撃に弱い。
レンズなので先端を曲げることができない。
(タイプとして、直視、斜視、側視を使い分けます。)
物理的に長いものは作れない。(一般的には30cm程度まで)

2.ファイバースコープ
先端は光ファイバーとなります。

ファイバースコープ

(メリット)
中継部がフレキシブルに曲がります。(ファイバーが折れないレベルで)
ボアスコープ以上に細径にできます。
φ0.35mm程度まで可能です。

(デメリット)
束ねているファイバーの数で解像度がきまります。
(細径になれば束数が少なくなり解像度がおちます。)
各ファイバーの境目で薄い線が見えてしまいます。
ボア以上の長さも可能ですが、ファイバーを光が通る過程で減衰するので、長くすると強い光源が必要となります。 

3.先端カメラタイプ
内視鏡の先端に小型カメラが封入されているタイプです。

内視鏡

(メリット)
特殊なレンズもファイバーもないので価格が最も安くなります。
(色々と機能が付いて高価なものもありますが、基本的には安くなります。)
中継部が電線なので、ファイバー以上に曲げることができます。
電子機器なのでモニタ一体型が多く、色々な応用製品が作れます。

(デメリット)
解像度がカメラで決まってしまう。
(小型すればするほど解像度が悪くなります。)
カメラの大きさ以上に細径にできない。(最小でφ1.8mm程度)

先端カメラタイプは、ロッドレンズやファイバーの制約を受けないので色々なタイプがあります。

内視鏡   内視鏡
ケンコー製 
超低価格
単機能タイプ 
  アールエフ製
φ2.8mmの細径ながら、
先端の方向を手元でコントロールできるタイプ
     
内視鏡   内視鏡
Mitcorp製
長さ22mmの管内検査用
防水タイプ
  SPI製
カメラタイプとしては
最小径φ1.8mm

ボアスコープの視野が霞む場合の原因/ボアスコープの使用上の御注意

ボアスコープには非常に細長い「ガラス」のレンズ(ロッドレンズ)が内部に入っています。
その為、瞬間的に強い衝撃を受けると、内部のガラスレンズにクラックが入ったり、折れたりすることがあります。

ガラス保護の為、ステンレス管には封入されていますが、長尺、細径は特に取扱いに御注意ください。

               

■落とす    
ボアスコープ ボアスコープ ボアスコープ
     
■当てる    
ボアスコープ ボアスコープ ボアスコープ
     
■曲げる(横からの強い力でたわませる)
ボアスコープ    

<症状>
ボアスコープのトラブルで一番多いのが、視野が霞んでくるというものです。

ボアスコープ ボアスコープ ボアスコープ
     
ボアスコープ ボアスコープ ボアスコープ
     
完全に折れると真っ黒になります。    
ボアスコープ ボアスコープ ボアスコープ

折れたり、クラックが入ると、レンズ部を全て交換することになります。
修理代も高額となってしまいます。

下写真は、実際に折れたロットレンズです。

ボアスコープ

予防策として、下記のような市販のチューブをかぶせて使われているお客様もおられます。

ボアスコープ

ビデオカメラを吊り下げで使う方法

ビデオカメラ   本来は、このカメラ固定用の三脚ネジを使っていただきたのですが、
     
     (カメラ上部)
ビデオカメラ
  1点止めでは不安、ということで雲台を外して4つのネジを使われている方もおられます。
つりさげの場合も同じです。

この場合、カメラのケースからネジの入り込み部が 3~4mm程度になるようにしてください。
(長いとコネクタに当たります。)

ビデオカメラ

また、つり下げの場合、もう1つ方法があります。

ビデオカメラ

ビデオカメラ   左写真のように使えます。

ボアスコープに最適なカメラ

ボアスコープは金属加工品の内部を観察することが多い製品です。
金属の加工状態、R、凸凹の具合で、明暗の差が大きくなる場合があります。
その場合、ワイドレンジ(ダイナミックレンジの広い)カメラを使うと、見えやすくなる場合があります。

弊社の汎用ビデオカメラ(GR-i700)とボアスコープ用に採用している高感度・ワイドレンジハイビジョンカメラ(BA200HD)を比較しました。 

ビデオカメラ ビデオカメラ
従来のビデオカメラ 高感度・ワイドレンジ
ハイビジョンカメラ

●小形エンジンの一部を観察(直筒部の奥にネジ部がある構造)

ビデオカメラ ビデオカメラ

●直視タイプのボアスコープで直筒部とネジ部を観察

ボアスコープ ボアスコープ
従来のビデオカメラ 高感度・ワイドレンジカメラ

金属部でRや凸凹があると、ハレーション部分と黒くなる部分が多くなります。
ワイドレンジカメラを使うと、観察できる範囲がひろがります。
上図のように従来のビデオカメラでは観察しずらかった奥のねじ部の観察できる範囲が広がっています。

ビデオケーブルの延長について

ビデオケーブルにはUSBケーブルのような明確な規定はありません。

映像信号の部分だけですと、実績として普通のピンコード(RCA端子)であれば10m程度が無難だと思います。
同軸ケーブル(BNC端子)であれば100~200m程度は劣化を感じず伝送できます。

どうしてもRCA端子を使いたい場合は、端子部はRCA端子、ケーブルは同軸ケーブル、というものも販売されています。

ビデオケーブル

ビデオ信号を保存する外部機器

ビデオ信号は汎用的な映像信号です。
ビデオ信号を使う場合のメリットの1つが、豊富な外部機器が低価格で入手できるということです。

今回は記録器をいくつかご紹介します。

(1)変換ケーブル
ビデオ信号をUSBに変換する方法」でもご紹介した変換ケーブルです。
PC側のソフトで保存するので、ソフトによっては静止画、動画の保存ができます。

ビデオ

(2)電池駆動の記録器
少し変わったとことで、電池駆動の記録器です。
海外製ですがAmazon等でも購入できます。
動画だけでなく、静止画も保存できます。
記録媒体はこの本体です。記録データはUSBでPCで吸い上げます。
出力端子が無いので、モニタへの出力はできません。

記録器

(3)USBメモリ対応分割機能付ビデオレコーダー
弊社で販売しているビデオ信号記録器は動画も静止画も保存できます。
USBメモリ対応分割機能付ビデオレコーダー GRAV-1です。
記録媒体はUSBメモリーです。動画、静止画の保存が可能です。
外部トリガーを使っての保存も可能です。
(静止画のみとなります。※特注対応で動画保存のみの保存も可能)

分割機能付き 画像保存
   

ビデオ信号の場合、動画の録画機が主流です。
静止画の保存が不要な場合は非常に選択枝が増え価格も低価格となります。

(4)小型DVR
動画保存のみの小型DVRが防犯機器のサイトで販売されています。

動画保存のみ

(5)ハードディスクレコーダー
ハードディスクレコーダーも低価格なものが数多く販売されています。
長時間の記録もビデオカメラには向いています。
モニタ付で2ヶ月の長時間記録が可能はハードディスクレコーダーを1つご紹介します。

ハードディスクレコーダー

(6)スキップバックレコーダー
スキップバックレコーダーというものもあります。
センサ等でトリガーの入った前後の影像を記録するものです。

スキップバックレコーダー

ビデオ信号をUSBに変換する方法

ビデオ信号は非常の汎用的な映像方式です。
外部機器も色々と販売されています。
USBに変換する商品も色々なものが販売されています。
電源も不要で、小型で低価格なものが多いようです。
下写真は4000円程度ですが、2000円程度でも販売されているものもあるようです。

ビデオ

ビデオ信号(NTSC)の場合、走査線総数が525本です。
USBに変換すると640X480(約30万画素相当)程度になります。
最近のUSBカメラはメガピクセルが当たり前です。それらと比較すると解像度は少し劣ります。
但し、フレームレートが早くデータ容量も少ないので動画保存には向いています。

ビデオ信号の分配について

ビデオ信号を分配して使用する場合があります。(モニタと記録器を使用する等)
ビデオ信号を分配する場合、コネクタやケーブルを使って2分割することもできます。
このようなものも多く販売されています。

ビデオ分配ケーブル ビデオ分割機
   

但し、この場合は映像が劣化します。

映像分配器を使用すれば、基本的にはビデオ信号を無損失で分配することができます。

●コネクタで分割→映像劣化 ●分割器で分割→基本的には無損出
ビデオ分配ケーブル 分配機
   

<配線例>
分割器でビデオ信号を2分割して、ビデオ記録器とモニタに出力

配線例