愛媛県総合科学博物館研究報告，

５，８９−９３，（２０００）

サイエンスショー「ストロボであそびまショー」実施報告
久松洋

二＊

A working report "Apparent motion caused the blinking flashlight"
Yoji Hisamatsu
Under the blinking flashlight, a motion chages into another looks. Turning between the periodic motion and theflashing frequency presents various figures and another motions that are after-image, a changing soft into hard,
vibrational modes, and so on. It is reported that the substance of the demonstration of various figures caused blinking
light in Ehime pref. science museum.

１はじめにあそびまショー」の実施報告である．実験は１回１５分程

目に見えることはいつも正確ではない．錯覚を語る上でよく聞く言葉である．そして日常生活の中では思った度行われた．来館者一般が対象で，３ケ月の間に約２００回実演された．

より多くの錯覚が登場する．そのことは静止画に関してよく知られている．当館でも錯覚に関する展示を行った時に，来館者同士で議論している姿をしばしば見かける

２実験項目ことができた．しかし，ほとんどの人にとって目の不正・姿を写す確さは，動画として日常的に体験している．たとえばテ・ぎこちない動き（動きの抜き取り）

レビの画面，それが不快感を伴わないあまりにも当たり・見え方が違う（点滅周波数の変化）

前の見え方であって，かつ実際の姿を認識できないこと・動きをつくる光（同調）が，たとえ視覚の不確かさを利用していることを知って・アニメーションいても，不思議に感じない理由である．
静止画の錯視では，客観的な位置関係の不正確さより，不快さのない位置関係が自然に選択される．いわゆる錯３実験の構成と内容

視図形のように客観と主観を認識できる形で展示しない

フラッシュライト（ストロボ）を使用した視覚の実験

限り，客観的な位置関係の不正確さには気づかない．こである．実験は心理学的な話を避け，光の当て方によるの錯視図形と同じことを立体かつ動画で行うことが今回様々な見え方を楽しむことで構成した．点滅する光が見のサイエンスショーのねらいである．立体や動画についせる，本来とは違った動きを主だって実験した．来館者て客観的な姿と主観的な姿を提示して，その２つの差をはカメラのフラッシュライトには馴染みがある．

体験する機会を提供するようにショーは構成されている．

普通フラッシュライトは，姿を写すために１回だけ光実験により姿や動き，質感まで変化することが提示されらせるのだが，点滅した場合動きまで見ることができる．

る．その延長でテレビの画像が視覚のしくみによって作どのように光らせれば，なめらかな動きに見えるのか，られた姿であることを解明する．方法は点滅するフラッそもそも動きを見ることはどういうことか，光と動きのシュライトを用いて行った．客観的な姿を見せた後に，関係を解き明かすように実験は構成されている．

動きと点滅周波数との同調でその姿の奇妙さを浮かび上がらせた．

使用したフラッシュライトはどれも強い印象を与えるので，客席に向けての発光は行っていない．観客が実験

本稿は愛媛県総合科学博物館において，平成１１年３月に参加するときも光に背を向けさせた．特に，導入部のから６月の間に行われたサイエンスショー「ストロボでフラッシュライトは直視すると目に害を与えるので，発光を天井に向けたうえで観客には目をつぶることをすす＊愛媛県総合科学博物館 学芸課 科学技術研究科
Dept. of Science and Technology Ehime Pref. Science Museum

めた．

−８９−

サイエンスショー「ストロボであそびまショー」実施報告

導入
実験はすべて点滅するフラッシュライトを使用するので，フラッシュライトの紹介から始めた．昔のフラッシ
ュライトと現在のものという対比で行った．クセノンラ
ンプを１回発光させ，カメラのフラッシュを来館者に思い出させた．初期のフラッシュライトとしてマグネシウ
ムの燃焼を行った．続いて閃光電球を発光させた．ともに，燃焼型で１回限りの閃光である．現在は放電による発光であり，電源がある限り幾度となく使用できるように発展した．

図１ 解説パネル，周期発光で運動状態が変化して知覚されることを説明するために使用した．横軸が時間軸，発光周期は運動の変化時間より長い場合の図である．形状の変化時間，像の認識時間，発光のシャッター時間などは説明を簡単にするために無視して描いている．

姿を写す
一般的な使用は写真撮影で，１回の発光で姿を写し取動きをつくる光（同調）るものである．体験希望者を募り，蓄光シートの前に立動きを作り出す最も簡単な例を実験した．周期運動とってもらいフラッシュライトを発光させた．影が姿とな

周期発光を組み合わせると，運動速度やその方向を調節って写し取られる．動いていても１回の発光で一瞬の姿して見せることができる．バイブレーターにアクリルでが写し取られる．どちらも通常の使用法で，よく知られ作った輪を固定して低周波の音を出力しながら周期発光ている．

を当てると，輪の振動モードを観察できる．
羽根に蛍光テープを貼り付た扇風機を動かしながら周ぎこちない動き

期発光を当てる．周波数を調節しながら順回転から逆回発光を周期発光に変えて実験を続けた．低い発光周波数で動くものを照らす．ものを動かすのは司会である展転まで観察し，簡単な解説を行った．解説にはパネルを使用した．（図１）

示案内員が行った．彼女たちの体の動き自体も観察対象にしたので，白衣を着用してもらった．使用した動くもアニメーションのは以下のとおり．

最後に周期発光が利用される例を実験した．大きな円・ボール（カラーボール，ピンポン玉を弾ませる）

盤に少しずつ違う絵を貼りつけて周期発光を当てること

・タオルをはためかせる

で簡単なアニメーションを実験した．

・太鼓をたたく
・棒を振る
４実験機材

・手（手首から先）振る
低周波数の発光は動きをなめらかに見せない．動きの途中を抜き取る効果があることを印象づけた．

今回の実験は重量物が多い．女性による機材の搬入出は大変であつたようだ．実験とその機材は以下のとおりである．

見え方が違う（点滅周波数の変化）
周期発光が実際の動きと全く違う姿を見せる実験を行

マグネシウムの燃焼った．ゴム動力で羽ばたく鳥の模型を明るい場所で飛ば歴史的にはマグネシウム主体の閃光粉を燃焼させたが，した．羽ばたく時，大きな音をたてることを確認する．

今回は実験の簡便さからマグネシウムリボンを燃焼させ次に，あらかじめ羽ばたく速さに同調させた周期発光をた．

あてながら，模型を手に持って羽ばたかせた．羽ばたく
音はしても羽は止まっている．または音に関係なくゆっ

閃光電球（写真１，２）

くり動く．

発光器と合わせて現在でも入手が可能である．電球を蛍光色に塗った棒を振りながら，６００回／分〜１００００回

拡大してテレビカメラで映しだし，その内部が通常の電／分の間の何種類かの周期発光をあてた．同じ運動でも，球と全く違うことを見せた．発光させると金属酸化物の周波数によってその姿は全く違って見える．周期発光は塊が球の表面に付着する．直後は球から煙が出て燃焼を本来の動きと全く違う姿を見ることができる．動きと周強く印象づけることができる．燃焼による発光であり，期発光をうまく組み合わせると，新たな動きを意図的に電球は非常に高温になる．電球装着時に過って通電させ作り出すことが可能になる．

ると危険である．

−９０−

久松

蓄光シート（写真３，４）

洋

二５まとめ

１８００×９００ミリの板全面に蓄光シートを貼りつけたも光で見ることは正しい姿を見ている．私たちはいつものを使用した．実験直前まで黒布を覆い被せて，演出上このような固定観念を持っている．そのため，点滅光で不要な感光を避けるようにした．

動き自身を変えることは，観客を少なからず驚かせたようである．材質の固さが変わって見えること，一度に多デジタルストロボ装置

くの像が見えること，動きの方向が逆転することは毎回周期発光させることのできるフラッシュはストロボと称することが多いようである．＊

当館では手元で発光歓声が上がるほどであった．錯視図形と同じで「見ることは疑うことである」という少し意地の悪い実験である．の ON/OFF ができるものを使用した．対象物を見ながらスイッチを入れることができて便利である．

点滅光を使わずとも，回転している羽はその回転速度が変わるにつれて順回転から逆回転へと変わるように見演示者４人に配布した点滅に関する資料を表１に，実え，最終的に像が流れて見えるようになる．このように，験時の発光周波数と対象物の見え方に関する資料を表２

実際の運動に反して運動の方向が変わるように見える例に記す．

は，多くの人が体験し実感しているはずである．今回のピンポン玉は蛍光色のものを用いた．うなり棒は教材

実験はその延長上にあり，本来の動きは分かっているけ

店で手に入るプラスチック製の筒である．回転速度によど違って見える．そのずれを楽しんでもらうことを中心って音階を刻むため，音の高さと見える像の数が対比でに据えた．光で見ている．光を見ているからこそ起こるきて興味深い．ただし，広範囲に明るく照らすことがで奇妙なこと，一方でかならず本来の姿は知っている．知きるストロボ装置が必要である．っていることがショーを見る観客の心に余裕を作り，目に見える奇妙なことを楽しむことができる．その上で姿

同調実験（写真５）と事実，２つの対比で光の当て方という問題の本質を際

厚さ０．
５ミリのアクリル板で作った，幅２０ミリ直径１５０だたせることができたのではないかと思われる．

ミリ程度の円環に蛍光塗料を塗り，バイブレーターに接目に関わらず光を受け取るものはすべてその弁別域を続した．低周波発信器の信号をアンプで増幅しバイブレ問題にする必要があり，その考え方こそ理論や技術的なーターに出力した．観客は振動モードの多彩さより，奇多くの発展を理解する上で重要な位置を占める．実験は妙に上下運動するアクリル環の姿に興味を持った．

視覚的なことに重きを置いていない分，感覚的な説明に扇風機は羽に蛍光テープを貼り付けた．羽の１枚に蛍なり，光を受け取ることまで説明できない．ショーであ光テープと違うシールを貼り，同調したときの周波数のるため細かいことの多くを語ることができないからだ．

倍数関係を観察することに利用した．

この点を語ることのできる，より直感的な実験を作り出していくことが今後の課題になった．

アニメーション実験器（写真６）
直径１２００ミリの円盤を持つ当館収蔵の回転台を用いて参考文献実験した．円盤の周囲に１０ミリ角，３０枚の絵を貼りつけ

佐藤正治（１９９４）：ストロボ．「新アサヒカメラ講座４」．

た．実験器具と観客との距離は近くて１．
５メートル，遠朝日新聞社，東京．
１６３‐
１８４

くになると５メートル近く離れるが，全体照明をなるべ松田隆夫（１９９５）：運動の知覚．「視知覚」．培風館，東く暗くすることで充分アニメーションを見ることができ

京．
１６８‐
１９４

る．フラッシュは明るければ明るいほど映像を鮮明に見

大山正ほか編（１９９４）：運動知覚．「感覚・知覚せることができるが，高い周波数で明るい光を得るのは学ハンドブック」．誠信書房，東京．
８０２‐
８４４

難しい．動画であり細部を見るわけではないので，絵の鮮明さよりは変化を見やすくなること，つまり同調を早くそして長く続けることに注意した．

注＊「ストロボ」は米国ストロボリサーチ社の商品名が一般的な呼称になったもので，エレクトリックフラッシュが正確な呼称である．スチルカメラの場合，最近ではフラッシュと呼ばれることが多くなったが，点滅するフラッシュに関してはストロボと称することが多いようである．

−９１−

心理サイエンスショー「ストロボであそびまショー」実施報告

表１ 周期発光の点滅周波数と実験する際の注意点

点滅周波数

刺激と注意点４００‐
６００

点滅による刺激が強い．不快感を伴う．実験は短時間にすること．

６００‐
９００

刺激は強いが，不快感は減少する．長時間の実験は避けること．

９００‐
１５００

視覚的に良好な点滅になる．

１５００‐
２０００

点滅が気にならなくなる．

２０００‐
３０００

点滅を意識しなくなる．点滅を強調する実験を行うこと．

３０００‐点滅が消失する．点滅を強調する実験を行うこと．

表２ 器具ごとの周波数と効果．記号 〜 は付近をあらわす．

＃器具

実験

周波数（回／分）

１ カラーボール・ピンポン玉

床にたたきつける・弾ませる

４００‐
５００

ボールの軌跡を追えない

はためかせる６００‐
１０００

固い素材に見える

乱雑に動かす‐
２０００

残像が残る

３０００‐

柔らかい質感が回復する

〜７００

同調できる

〜１２００

指の像が薄くなる

４００
０〜５０００

指の本数が多い

２３４タオル

手のひらや腕棒

いろいろな速さで振る

いろいろな速さで振る

〜７００
１２００‐
２０００５

うなり棒

いろいろな速さで振る

効果

同調できる
棒の分身が面白い〜５０００

６，７本の棒が見える〜１０００

ゆっくり振ると扇形に見え，早く振ると消える〜６００

残像本数に変化なし〜２０００

残像の本数４本〜５０００

回転速度と残像の本数を比較すると面白い〜１００００

像が薄い

６はと模型

羽ばたかせる

〜７３０

同調する

７ループ

２０Hz，ボリウム２〜１０００

実演に適した静止〜１２００

きれいな像が得られる〜６００同調〜７５０同調〜１０００同調〜１５００同調８扇風機

弱風，ゆらぎなし

２５００‐
３０００

羽の数２倍の同調

４０００‐
４５００

羽の数３倍の同調

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久

松洋

二

写真１ 閃光電球．内部に金属ワイヤー（アルミニウム，ジルコニウム）が封入されているのが見える．発光時にこの金属ワイヤーが燃焼し，球にひびが入り，内表面には球形の酸化物が付着する．

写真２ 閃光電球用フラッシュガン．傘の裏に点灯用のスイッチがあり，電球装着時に事故がよく起こった．

写真３ 蓄光シート．表面には全面にシートを貼りつけている．台は木製．

写真４ 蓄光シート裏面．木製枠は大きく重量があり持ちにくいので，運搬用の手すりをつけている．

写真５ 同調装置．装置下にバイブレーターが取り付けられている．バイブ
レーターの振動数と発光周波数を同調させると，輪の変形が観察できる．輪の形は３角形から６角形まで，ショーで充分観察に耐えうる程度にはっきり見える．

写真６ アニメーション実験器．大型の回転台に３０枚の絵が描かれている．
コンピュータで処理した絵を環状に並べ，１２００φの用紙に出力して貼りつけている．

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