夏休み科学（工作）教室

オドロキの科学（ごまかし？の科学）－色のふしぎ体験－

松江登久
2015年8月6日～7日
於：東葛テクノプラザ
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開発エンジニアとしての私の仕事
研究：誰も知らないことや、見たことがないことを発見すること
開発：研究で既に生み出さていることを集積・統合して製品を実現すること《新しい技術や、すでに有る技術を生かして、社会に役立てること》
研究をする研究者（科学者）
Researcher（Scientist）

開発をする技術者
Engineer
研究開発（R&D）
再現率 1/∞⇒1/1

放射性核種自動分離測定装置の実用化開発

エジソン

食品中のαβ線放出核種を自動的に測定する装置の開発
公益財団法人日本分析センターとの共同究開発事業

微量放射線の生物影響評価システム（装置）の開発
逆相蛋白質アレイの手法を用いて微量放射線のリスク評価を可能にするシステム（装置）の開発
独立行政法人理化学研究所等の研究成果を実用化する研究開発事業
その他、大学や研究機関で研究に使用する「実験装置」の開発などを行っています。
現在は、分析機関と共同で、放射性物質の自動測定技術の開発なども行っています。

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色の錯覚１

この上下のタイルは、同じ色ですか？ ちがう色ですか？
影のかかった部分の色は本当は、もっと明るい色に違いない？と、脳が勝手に判断してしまうそうです。
出典：Dr Beau Lotto 「lottolab」<http://www.lottolab.org/index.asp>3

色の錯覚２

ここのタイルは、同じ色ですか？ ちがう色ですか？
こちらも同じ現象で、影の部分の色は本当は、もっと明るい色に違いない？と、脳が勝手に判断してしまうそうです。

出典：Dr Beau Lotto 「lottolab」<http://www.lottolab.org/index.asp>4

色の錯覚３

うずまきは、全部同じ色ですか？ ちがう色ですか？
周囲の色のえいきょうでちがう色に見えてしまうようです。

出典：立命館大学北岡明佳教授「北岡明佳の錯視のページ」<http://www.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/index-j.html>

5色の錯覚４私も作ってみました
いかがでしょう？ 案外簡単に作れますね6

レジメを配布してください7

色の見え方を使った例

色って「あいまい」で「いいかげん」？
色を決めることができれば「ごまか」されない？
色の測定に挑戦してみよう！
出典：Panasonic「ライティングフェア2013」<http://www2.panasonic.biz/es/lighting/led/special/lightingfair/02.html>

8光と色の三原色
光の三原色（さんげんしょく）

色の三原色（さんげんしょく）

赤・緑・青の光を100%強さで混ぜると白になります。この３色の光でさまざまな色を再現することを加法混色（かほうこんしょく）といいます。

シアン・マゼンダ・黄の三色を100%の濃度で混ぜると黒になります。この３色を使ってさまざまな色を再現することを減法混色（げんほうこんしょく）といいます。
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光と色の三原色の利用技術

カラーテレビやカラーカメラでは光の三原色
カラー印刷では色の三原色
出典：TOSHIBA「CMOSイメージセンサー」<https://www.toshiba.co.jp/about/ir/jp/private/tec_book/html/tec201306.htm>
出典：株式会社セルシス「CMYKデータを作る-カラープロファイル実践編」<https://www.clip-studio.com/clip_site>10色の数値化原理

色の明るさ「明度」（めいど）や、色の濃さ「彩度」（さいど）に関係なく、それぞれの色を数値で決めたのが「色相」（しきそう）です。
色を円に配置し、一周３６０°の角度であらわしています。

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色相の測定原理
色相値は光の三原色の赤・緑・青の比率（ひりつ）で決まります。
計算式
赤=Ｒ 緑=Ｇ 青=Ｂ
一番強かった色 = Imax
一番弱かった色 = Imin

Ｉｍａｘが赤のとき

Ｉｍａｘが緑のときＩｍａｘが青のとき

出典：Akira「画像処理ソリューション」<http://imagingsolution.blog107.fc2.com/blog-entry-247.html>

12色を測定してみよう
色を測定するための測定器（照度計：しょうどけい）の製作
背の低い部品から取り付けるのがこつです。

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測定器の製作：はんだ付け
はんだ付けのコツ
まずはんだごてを基板の「ランド」というはんだ付けするところ (銅色の部分) に当て、はんだごての熱でランドと部品の足 (リード線) を3～4秒くらい温めます。

次に、こて先にはんだを軽く押し当てます。
はんだの先が溶け始めたらそのまま一気に押し当てて、はんだがランド全体に流れていくまで溶かし続けます。

はんだが富士山型になったら、先にはんだを離します。
はんだごては、まだ当てたままに!

最後にはんだごてを離します。
これで完成!
余分な足はニッパーで切りましょう。

出典：村田製作所「電子工作のコツ」
http://www.murata.com/ja-jp/campaign/ads/japan/elekids/ele/craft/knack/soldering>14

はんだ付けの良し悪し
さぁ、うまくはんだ付けできましたか?
うまくはんだ付けできたかどうかは、はんだの形を見るとわかります。良いはんだ付けは、見た目もきれいです。 逆に、「良くないはんだ付けは見た目も悪い」とも言えます。よい形を覚えれば、失敗も少なくなります。

××

○
ポイント1
ランドとリード線の両方にはんだがしっかり付いている
ポイント2
表面がなめらか (デコボコしていない)
ポイント3
富士山のような形をしている

出典：村田製作所「電子工作のコツ」
http://www.murata.com/ja-jp/campaign/ads/japan/elekids/ele/craft/knack/soldering>15

三原色の分光用原色カラーフィルターの準備

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三原色の分光用原色カラーフィルターの準備

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計測器の感度調整（かんどちょうせい）
測定用カップに水（１５ｍｌ：ピペット３回分）を入れ、赤・緑・青それぞれでメータが大きくふれれる（３００～６００）ように感度を調整します。
メータが振り切れてしまう場合は、スイッチＳ２をＬにしてＶＲ１を回して振り切れないように調整します。
針がふれない場合はスイッチＳ２をＭにしてＶＲ２を回して針がふれるように調整します
それでも針がふれない場合はスイッチＳ２をＬにします。

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三原色の分光測定①：測定する色水の準備：カップに15ml（ピペット３回分）水と色水を入れふたをします。（先に水を入れたカップを透過する光の量を測定器で測定し、測定したい色水の入ったカップも同じように測定します）②：測定器のセンサー（きばん）部分に原色フィルターをかぶせます。
③：カップのふたの上に懐中電灯を置いてカップを照らします。
④：一番大きく針がふれるところを選びます。
⑤：メータのメモリを読みます。（メモリの間はだいたいで読みます）⑥：色水の測定値÷水の測定値×１００を計算します。（百分率の計算）
上記の測定を、赤・緑・青それぞれで同じ作業を繰り返します。

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三原色の分光測定①：測定する色水の準備：カップに15ml（ピペット３回分）水と色水を入れふたをします。（先に水を入れたカップを透過する光の量を測定器で測定し、測定したい色水の入ったカップも同じように測定します）②：測定器のセンサー（きばん）部分に原色フィルターをかぶせます。
③：カップのふたの上に懐中電灯を置いてカップを照らします。
④：一番大きく針がふれるところを選びます。
⑤：メータのメモリを読みます。（メモリの間はだいたいで読みます）⑥：色水の測定値÷水の測定値×１００を計算します。（百分率の計算）
上記の測定を、赤・緑・青それぞれで同じ作業を繰り返します。

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三原色の分光測定と％値の計算
水カップ（Lux）
１回目

２回目

３回目

４回目

百分率（％）の計算（色水カップ÷水カップ）×１００

色水カップ（Lux）

赤：Ｒ（÷）×１００＝％

緑：Ｇ（÷）×１００＝％

青：Ｂ（÷）×１００＝％

赤：Ｒ（÷）×１００＝％

緑：Ｇ（÷）×１００＝％

青：Ｂ（÷）×１００＝％

赤：Ｒ（÷）×１００＝％

緑：Ｇ（÷）×１００＝％

青：Ｂ（÷）×１００＝％

赤：Ｒ（÷）×１００＝％

緑：Ｇ（÷）×１００＝％

青：Ｂ（÷）×１００＝％

赤：Ｒ（÷）×１００＝％

緑：Ｇ（÷）×１００＝％

青：Ｂ（÷）×１００＝％21色相値（しきそうち）の計算（％値を使う）
赤が一番明るい場合（Imax=R）
緑が一番明るい場合（Imax=G）
青が一番明るい場合（Imax=B）
分母は全て（（（２回目 ６０×（（３回目 ６０×（（４回目 ６０×（（６０×（（６０×（１回目６０×

緑－青青－赤赤－緑 a
Imax-Imin）-（）-（）-（）-（）-（）-（）-（）-（）-（）-（）-（）-（

赤最大（Imax＝Ｒ）で（０）
緑最大（Imax＝Ｇ）で（１２０）
青最大（Imax＝Ｂ）で（２４０））＋（））＋（））＋（）
）＋（）
）＋（）
）＋（）

色相値）＝°）＝°）＝°）＝°）＝°）＝°
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カラー測定式pHコントローラ
試料溶液
主成分:Sr++, Ca ++HCl, H2C2O4

加熱下、BCG指示薬でモニターしつつNH3水を加えてpH=4.1に保つ

現行手法は人の目がたより

カラー識別式全自動ｐＨ滴定装置

蓚酸塩
主成分：SrC2O4,CaC2O4

目標 pH 4.1

カルシウム濃度の違いによる濁りや、温度変化の影響を受けない

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科学（工作）教室へのご参加
ありがとうございました

質問などございましたら気軽に下記にお問い合わせ下さい
多少時間がかかるかと思いますが…頑張って答えさせていただきますm(_ _)m

松江登久
t.matsue@srd-management.com