ＭＳＳ－１１２
観測機器

動画像ファイル形式による流星画像の比較(未完)重野好彦a)II+CCD → CANOPUS ADVC-55(DV-AVI 変換) → 録画 b)Ulead Video Studio 8 にて MPEG-2 変換c)DV-AVI 形式：12.6GB/時 d)MPEG-2 形式：2.3GB/時(5Mbps) [720×480]1)変換後の MPEG-2 画像はフレームの奇数と偶数が、なぜか混ざってしまい正確な比較ができない。
2)MPEG-2 は圧縮率が高くノイズが多少クリア(滑らかな感じ)になっている。
3)ファイルサイズが５倍違うことを考えると、重要度によっては MPEG-2 でも使用可能。

［ＤＶ－ＡＶＩ形式］ ［ＭＰＥＧ２形式］
図１．「６等流星」(2005.11.26 01:32:30JST)［ＤＶ－ＡＶＩ形式］ ［ＭＰＥＧ２形式］
図２．「８等流星」(2005.11.26 01:37:34JST)［ＤＶ－ＡＶＩ形式］［ＭＰＥＧ２形式］
図３．「７等流星」(2005.11.26 01:31:16JST)

ＭＳＳ－１１３
観測機器

動画像ファイル形式による流星画像の比較(第２報)

重野好彦

１９９２年から動画像をＨｉ８ビデオで録画してきたが、３時間テープが製造中止となったため、パソコンをビデオデッキとして使用する観測を開始した。動画像ファイル形式としては MPEG-2 形式
が一般的だが、流星のように淡く動きの速い対象の場合、時間方向圧縮によりノイズとして消されてしまうとの情報があり、DV-AVI 形式を使用することにした。しかし７２ＧＢ/６時間ものファイルサイズとなり扱いにくい。そこで DV-AVI 形式と MPEG-2 形式の比較を行った。
実験１．DV-AVI で撮影した画像を MPEG-2 にソフトウエア変換して比較した。
a)85mmF1.2+II+CCD(NTSC) → canopus ADVC-55(DV-AVI 変換 720×480 12GB/時) → 録画し、
b)Ulead Video Studio 8 にて MPEG-2 変換(720×480 2.3GB/時(5Mbps))
図１に示すように変換後の MPEG-2 画像はフィールドの奇数と偶数が、なぜか混ざってしまい正
確な比較ができない。変換ソフトとして Honestech,
VirtualDubMod を使用してみたが変わらなかった。
DV-AVI と MPEG-2 ではフィールドの奇数と偶数の扱い方が逆のためこのような現象が起きるらしい。
実験２．II+CCD から出力される NTSC ビデオ信号
を MASPRO VSP4 を使用して分岐し、一方を canopus
ADVC-55(DV-AVI 変換 720×480 12GB/時)、もう一方 を canopus 板 ち ゅ～ (MPEG-2 変 換 720×480
3.7GB/時(8.5Mbps))それぞれパソコンに録画した。
図２に示すとおり、一見したところでは画質の大きな差は感じられない。よく見ると MPEG-2 はブロックノイズが現れている。しかし測定等に致命的な状態ではない。MPEG-2 の画質劣化は時間
方向圧縮のためと言うより高圧縮率によるブロックノイズが問題であった。これは圧縮率を変える
ことで改善される。MPEG-2 のファイルサイズは
DV-AVI の 1/2～1/5 であり、圧縮率を自由に変えられるので、観測の重要度に応じた圧縮率を選定
左：DV-AVI 形式
右：MPEG-2 形式
すると良いだろう。
図１．６等流星(赤城)(2005.11.26 01:32:30JST)
6.3mag8.0mag

図２．６等流星(足柄)(2006.03.04 23:38:57JST)

上段：DV-AVI 形式

下段：MPEG-2 形式

流星物理セミナー配布資料 2008.02.17

ニコンＤ３を使ってみました。
戸田雅之
昨年の８月下旬にニコンＤ３の発売が発表された。常用感度の高感度側がISO6400、感度拡張でISO25600相当まであげられるのがとても魅力的であった。
11月30日までの発売までの間にISO12800やISO25600で撮影されたスポーツ写真がアメリカの写真サイトで発表されて、それらからうかがえたのはISO6400以上の設定でも粒状性の悪化やカラーノイズの増加がとても少ないことが予想できた。
私はＤ７０を使って夜空を撮ることもあるが、これの感度設定の上限がISO1600。
RAWで撮影し専用の現像ソフトを使えばISO1600に対しプラス２の露出補正が可能である。が、しかし、私の経験ではプラス１のISO3200相当で、粒状感がけっこう悪化する。プラス２のISO6400では、確かに増感は出来るけれど・・・の程度である。
これらと比べるとＤ３の高感度画像はＤ７０のそれとはとても比べ物にならないほ
どキレイで、ISO6400から25600まで撮影可能ということは、今まで撮れなかったものが撮れるかもしれない・・・そんな期待をもたせてくれた。
11月29日、なぜか私はニコンＤ３を手にしていた・・・買っちゃったんです。

2007年12月4日のホームズ彗星
ニコンＤ３、58mmF1.2（絞りF1.4で使用）、ISO25600で撮影。
シャッタースピードは上から１／２秒、１秒、２秒、３秒、４秒

流星物理セミナー配布資料 2008.02.17
次は連続撮影のテストを兼ねて、１２月１４日に極大を迎えるふたご座流星群にもこのカメラを使って流星撮影を試しました。観測場所は神奈川県足柄です。
Ｄ７０では撮影モードはJpegやRAW（ニコンならNEF）であってもＣＦカードの容量のある限り、連続撮影をしてくれるありがたい機能があります。一昨年前からＤ７０を使って数秒から十数秒シャッターを開け、撮影が終わったらすぐに次に撮影をする連続撮影モードで流星をいくつか撮影しています。昨年の１０月オリオン群ではようやく明るい流星を撮ることに成功しました。
ふたご座流星群での撮影でわかったことは・Ｄ３では連続撮影枚数は１００枚。
・当初ISO12800、シャッタースピード１秒で撮影したが、空がほとんど真っ白。
・上の結果から2001年しし座流星群のように高感度設定、短時間のシャッタース
ピードのカメラセッティングをするには、撮影地はなるべく暗い空が良いことが判明した。
・目視で３等級の流星がカメラに写った！（下写真参照ねがいます）
おわり

2007年12月14日のふたご座流星群の流星
ニコンＤ３、28mmF1.4（絞り開放で使用）、ISO2000で撮影。
シャッタースピード：４秒

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" > 63.6

Quasi-Bragg grating;HINO
VPH grating;LM;HINO[K. Oka, N. Ebizuka et. al. SPIE 5290, 2004]

Quasi-Bragg Q7,-'RS

Quasi-BraggS+ej#QR
nokl (! = 0)

A: 10 x 10 x 0.2 x 40 T (2),
B: 1.5 x 10 x 0.2 x 40 T (U)

XY

Z[\
G]\^
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klmp (! = 0.6)

8qrsklm (! = 1.2)

VW

Wave
Guidebklm5 (! = 1.8)

VPH,-=cdSR,-'Q7e8

AWG (Array Waveguide Grating):Quasi-Bragg,-

1.0

VPH (0.02, 400 nm)
VPH (0.02, 600 nm)
VPH (0.02, 800 nm)
VPH(0.02, Bragg)
VPH(0.04, 400 nm)
Surface relief grating

Efficiency

0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
300

400

500

600
700
Wavelength [nm]

800

900

1000

VPH,-=cd Quasi-Bragg,'fghijk

VPHJ:;<=>7?@\‡ˆ• 7?@\7abc$IJ:defghi?jkdlmQ• VPHJ:cJ:nopqrstuvwpx=Q-yzHux78{SRJ:\1/15 ~ 1/200| Q• KLH$IJ:c}~C•;s€d•‚uƒiQ-y7?@;„i€{FGH\4 ~ 16…| WzH†uƒiQ$IJ:\¯°•±\²³

56$IJ:\?jk‰Š,M,‹Œ•Ž•\•‘WŽ•\’“•Qy”FOCAS‹x78EBCDQ•–&—d˜™iš›'•\&
œ'•ž†QyŸœ ¡¢x787?@(IRHS): Ge immersion grating

LiNbO3 (n = 2.3)EBCD,
444 g/mm, N£~Š¤¥~E

50mm
LiNbO3 (n = 2.3)$IJ:, 30
Ge (n=4.0)$IJ:, Š¦§¨
g/mm, -N§~E®,},©ª«},§¬~[N. Ebizuka et. al. SPIE 3355, 1998]

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30 x 30 x 72 [mm],%=68.75 r

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Immersion grating
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No.3,
PV: 961nm,
rms: 154nm
No.4,
PV: 583nm,
rms: 87nm
No.5,
PV: 577nm,
rms: 107nm$I?q¸ (633nm)˜e¹$Iº (10.6$m)

sj IRHSb'tuvwxJGHIJ=cdtuvwxJyz_bF{RS€•‚ƒ

10 µm ~•|}I: 120 x 120 x 270 mm

A»¼½NAIRHS
Rst0,000@10$m[H. Tokoro et. al., SPIE 4841, 2003]

tuvwxJ Immersion
grating'op„…
G•^‘}G: 30 x 30 x 72 mm†‡’ 400 „…
sj: 120 x 120 x 270 mm†‡ˆ 1000 „…?

op„…A Vqp‰'
Šu\}‹Œ9•Ž•“H”^•Q7,-“H”^•Q7,-'op–r• —}˜‹Œ™\Aš<›œ9•žŸ
• —}˜‹Œ™\AŠu\}‹Œ9¡¢© DISCO

sj: 120 x 120 x
270 mm'op†‡ˆ100 „…?
[N. Ebizuka et. al. SPIE 6273, 2006]

Immersion grating'£¤¥¦¾¸¿À: # [rms];ÁÂi[8ÃÄÅ: LscW
Ls = 1-exp { -(4!n # cos ! / $)2},efÆÇiÈ[puƒiQ
n = 4.0, # = 0.05$m, $ = 10$m
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Ls[%]
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TMT
SPICA
²³´µ¶
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œ•ž?@vw,ABCDE(FG•§¨ 30m•h¹/\º»¼AO•½H¾{A¿À}4Á+Ｄ３デジカメ感度と画質

ＭＳＳ－１２４ その他
重野好彦

１００

３２００

２００

６４００

４００

１２８００

８００

２５６００

画像：
４２５６×２８３２(１２００万画素)の内、
約１５０×７５(11,250 画素)を拡大

１６００

EOSkissX3

１００

３２００

２００

６４００

４００

１２８００

画像：
４７５２×３１６８(１５００万画素)の内、
約１８５×１００(18,500 画素)を拡大

コメント：

８００

１６００

1)感度２００、４００でも徐々に画質が落ちる
2)感度１６００を超えると荒れが目立つ
3)感度１２８００を超えると色まで変わる
4)高感度が必要な場合でも感度６４００で撮影し、必要に応じて Photoshop などで高感度化する方法もある。感度１２８００以上で撮影した画像を高画質に戻すことはできないＭＳＳ－１４３
観測機器

ニコンＤ５００(APS-C相当カメラ)の感度別４Ｋ画像比較
重野好彦

2016年４月２８日発売のＤ５００を使用し、超高感度４Ｋ動画(３８４０×２１４０ピクセル)の画像比較を行ったので紹介する。実写123Mbps＝55GB/h＝512GBﾒﾓﾘ/8h。レンズは８５ｍｍＦ１．４（３５ｍｍ版２００ｍｍ相当）。１１５０×４５０ピクセル部分をトリミングした。
「図３．ＩＳＯ：２０万」に恒星の等級を記入した。最微等級はＩＩと較べて２等以上明るい。
ＩＳＯ：８０万以上の画像はひどく荒れており何に使えるのか。

図１．ＩＳＯ：５万図２．ＩＳＯ：１０万

2.4mag6.7mag4.8mag6.8mag5.9mag6.2mag

図３．ＩＳＯ：２０万

うしかい座

9.0mag?

図４．ＩＳＯ：４０万

図５．ＩＳＯ：８０万

図６．ＩＳＯ：１６０万ＭＳＳ－１４３
観測機器

35mmFullサイズカメラとAPS-Cカメラの感度別画像比較
重野好彦

左列は35mmFullサイズカメラ、右列はAPS-Cカメラである。左列と右列がほぼ同じ画質となる
ようにＩＳＯ感度別に並べてみた。左列は上からISO:1600,6400,25600,10万、右列は上から
ISO:400,1600,6400,25600である。つまり35mmFullサイズカメラはAPS-Cカメラに較べて４倍の感度で同画質となっている。この差は非常に大きい。

図１．35mmFullサイズカメラの感度別画像(キャノン６Ｄの場合)

図２．APS-Cカメラの感度別画像(キャノンＸ７の場合)

1)上からISO:1600,6400,25600,10万。

1)上からISO:400,1600,6400,25600。

2)左はノイズ低減:OFF、右はノイズ低減:標準2)左はノイズ低減:OFF、右はノイズ低減:標準3)きれいに撮るなら1600、ちょっと我慢すれば6400

3)きれいに撮るなら400、ちょっと我慢すれば1600が可能。

http://msswg.net/lens 参照が可能。

ＭＳＳ－１４５
観測機器

カメラレンズ性能評価法の研究

重野好彦
１．はじめにフィルムカメラからデジカメになり、画像をＰＣで自由に拡大表示出来るため、レンズの性能を容易に評価できるようになりました。しかしレンズのユーザーレビューを読んでみると「ぬけが良い」「こってりとした色」「その場の空気感まで表現できる」など定性的な評価が多く見られます。また今でもズームレンズは単焦点レンズより性能が落ちると思っている人が少なくありません。そしてレンズメーカーが公表しているＭＴＦ特性図を引用している人は全くいません。これはＭＴＦ特性図と実際の写り方の関係が分からないことが理由ではないかと思います。そこでこの問題を理解するためレンズ性
能評価の研究を始めました。
ＭＴＦ特性図に関してキャノンのＨＰの説明を以下に簡略引用します。『ＭＴＦとは、Modulation
Transfer Function の略で、コントラスト再現比によるレンズ性能評価方法です。レンズを「光学信号の伝達系」と考えた場合、光学系の周波数特性が測定できれば、光学信号が忠実に伝達されているかど
うかを知ることができます。レンズでいう周波数とは、1mm幅の中に正弦的に濃度の変化するパターン
が何本あるかという意味で特に「空間周波数」と呼ばれ、「○○本／mm」と示されます。
ＭＴＦ特性図は、横軸が画面中心を０とした画面中心からの距離（単位：mm）、縦軸がコントラストとなっており、10本／mmと30本／mmのＭＴＦ特性が示されています。ＭＴＦ特性図上の10本／mmのカーブが１に近いほどコントラスト特性がよく、ヌケの良いレンズとなり、30本／mmのカーブが１に近いほど高解像力を備えたシャープなレンズとなります。一般的に10本／mm(コントラスト)のＭＴＦ
特性が0.8以上あれば優秀なレンズと言われています。
』(図１参照)まず第１に絞り
開放のコントラスト(黒くて太い実線と点線)だけを見る。

Ｓ：放射方向(Sagittal)
Ｍ：円周方向(Meridional)

図１．ＭＴＦ特性図の見方
キャノンのＭＴＦ特性図(ＨＰより引用)は、絞り開放(黒線)に加えてＦ８(青線)がある
ため、ごちゃごちゃして見にくくなっています。まず第１に絞り開放のコントラスト(黒くて太い実線と点線)だけを見ることにします。これだけでもおおよそレンズの評価が可能です。どのレンズメーカーのＭＴＦ特性図にも必ずこの線が含まれています。
1

２．ＭＴＦ特性図の実際例
図２～３に２種類の標準ズームのＭＴＦ特性図(キャノンのＨＰより引用)を示します。それぞれ８種
類の線が画かれているので赤丸印を付けた絞り開放のコントラストだけに注目してください。図２と３を比較すると図２のレンズの方が多少性能が良さそうです。しかしこのグラフだけでは、図２のレンズが十分満足できるのかどうか分かりません。また図３のレンズがどのくらい劣るのかも分かりません。
やはり実際に撮影した画像を見てから評価したくなります。

図２．ＭＴＦ特性図１
標準ズーム１
EF24-70mm F4L IS USM
φ83.4×93mm 600g
12群15枚絞り開放のコントラスト(黒くて太い実線と点線)に赤丸印を付けました。

図３．ＭＴＦ特性図２
標準ズーム２
EF24-105mm F4L IS USM
φ83.5×107mm 670g
13群18枚絞り開放のコントラスト(黒くて太い実線と点線)に赤丸印を付けました。

３．画像評価方法の実際例
レンズ評価のために実際に画像を撮影してみる方法は意外と簡単ではありません。以下に今まで試した評価方法を述べてみます。
3.1.ISO_12233チャートを使用する
図４にISO_12233チャートを紹介します。
１ｍｍに何本縞模様が分解できるか(分解能)を調べることができます。数値だけでは分か
りにくいから実際の画像を見てみたいのに、
また新たな数値(分解能)を求めることになってしまいます。
図４．ISO_12233チャート
3.2.屋外で景色などを撮影する
実際に公園などに出かけてビルや樹木を撮影してみました。しかし広角レンズから望遠レンズまで、それぞれ被写体が異なってしまうため、同じ基準で評価ができません。また屋外は晴れ／曇り、
太陽光線のあたり具合、季節などによって被写体の状況が変化します。
2

天文雑誌には星野写真を撮影してレンズを評価するページがあります。星野写真はいかに恒星が点像に写るかが重要なので、視野四隅の拡大画像が表示されています。ポイントはコマ収差により伸びてしまう恒星像がどこまで絞れば点像に近づくかが示されています。ただ天文雑誌の著者も述べているように、光害の無い場所に、月明かりが無く快晴のときに出かけていく手間がたいへんです。やはり室内で適当な撮影方法を見つけたくなります。
3.3.顔の写真評価チャートには標準顔写真もありますが、印刷した段階で階調が大きく損なわれてしまいます。
本物の顔をテストに使うことはできないので、その代わりとして人形を使うことを思いつきました。
これが思いの外良かったので、いろいろと試してみて今日に至っています。
人形はひな人形が秀逸です。こけしのように目鼻を筆で塗っただけではコントラストが十分生じません。ひな人形は目、鼻、口などを彫刻刀で彫ってあります。顔も曲線で作られています。これ
らによりくっきりした陰影やグラデーションが生じますので、微妙な写り方の違いによりレンズの評価がしやすくなります。
同じ条件で評価するためにはセンサーサイズ、レンズ焦点距離が変わっても人形を同じサイズで撮影する必要があります。実際には「センサー上での人形の顔幅／センサーの横幅≒１／９０」になるように撮影しています。またセンサー上で中心から周辺になるに従って画質はわるくなっていきますので、これらも表現したくなります。本研究では、以下の３カ所を撮影することにしました。
これにより各レンズを同じ条件で評価できるようになりました。
1)中心から左端までの２／３の位置‥‥この位置で開放からＦ１１まで撮影し、Ｆ値による画質の違いを調べました。
（図５の①～④）2)センサー左端‥‥‥Ｆ５．６で撮影しました。
（図５の⑤）
3)センサー左下端‥‥Ｆ５．６で撮影しました。
（図５の⑥）
備考1)テストした全てのレンズにおいてＦ１１以上で回折により画質が低下しました。このため絞りによる画質変化のテストはＦ８またはＦ１１までで良いことになります。
備考2)多くのレンズで最高画質はＦ５．６でした。高品質レンズではＦ５．６とＦ８がほとん
ど同じでした。開放Ｆ５．６のレンズではＦ８が最高画質でした。
被写体
2

図５．人形の顔写真をまとめて並べて画

①Ｆ４

②Ｆ５.６

視野中心

質の違いを一覧できるようにした
3「まとめ写真」の模式図です。

中心から左端へ２／３の位置①～④は視野中心から左端までの２／３の位置に被写体(人形)を

③Ｆ８

④Ｆ１１

⑤Ｆ５.６

⑥Ｆ５.６

置いて撮影したもので、それぞれ
Ｆ４～１１です（Ｆ値はレンズによって異なります）。
被写体
左端⑤はセンサー左端、⑥はセンサー
左下端に被写体を置いてそれぞれ

被写体
左下端

Ｆ５．６で撮影しました。

図６～９の人形の顔写真を見ると「EF24-70F4L IS USM」は全域で良像であることが分かります。
一方、「EF24-105F4L IS USM」は開放(Ｆ４)及び視野周辺で明らかな画質低下が分かります。このためキャノンは2016.11.13に新型を発売しました。長さ107mm→118mm、重さ670g→795g、実売価格
98,000円→134,000円になっています。新型レンズはまだテストしていません。
3

図６．カメラCanon6D(35mmﾌﾙｻｲｽﾞ) レンズEF24-70F4L IS USM → 24mm撮影

図７．カメラCanon6D(35mmﾌﾙｻｲｽﾞ) レンズEF24-105F4L IS USM → 24mm撮影

全ての写真が安定した良像。

視野左下端は明らかに画質が低下している。
4

図８．カメラCanon6D(35mmﾌﾙｻｲｽﾞ) レンズEF24-70F4L IS USM → 70mm撮影

図９．カメラCanon6D(35mmﾌﾙｻｲｽﾞ) レンズEF24-105F4L IS USM → 70mm撮影

全ての写真が安定した良像。

絞り開放(Ｆ４)及び視野周辺で明らかに画質が低下している。
5

４．課題
カメラレンズの性能を人形の顔を使って評価する方法で一定の成果が得られましたが、実は大きな問題が残っています。人形の顔をセンサー上に同じサイズで撮影するためには、レンズの焦点距離が長くなると人形とカメラの距離を長く取る必要があります。現状では部屋の広さの限界のためレンズの焦点
距離１００ｍｍ程度までしか撮影できません。そこで幾つかの方法を試しましたが、最終解決には至っていません。
4.1.人形を写真に撮り、縮小プリントして被写体として使う
１／２、１／３、１／４に縮小したプリント作って壁に貼り、撮影テストを行いました。しかしプリントを撮影したのでは、コピーのコピーの様なもので階調が失われて、とても性能評価には使えませんでした。

図１０．
１／２、１／３、１／４に縮小したプリントの様子

4.2.小さい人形を使う
標準の人形の顔幅は約２５ｍｍです。小さな人形を探して顔幅８ｍｍのものを使用してみました。
それなりに写るのですが、被写体が違うとレンズ同士の比較はとても行えないことが分かりました。
図１１．小さい人形による撮影例

4.3.標準の人形を広い公園に持ち出して人形とカメラの距離を長く取れるようにする
レンズの焦点距離１００ｍｍの場合、人形とカメラの距離は約８ｍになります。もし焦点距離
５００ｍｍの場合だと約４０ｍ離れたところから撮影することになります。広い公園で撮影は行えるのですが、室内と屋外では人形への照明が大きく異なります。室内では天井からスポットライト
的に照明するため人形の顔に陰影が生じます。しかし屋外の場合、晴れ／曇り、太陽の位置によって大きく異なりますが、全天から光が降り注ぐことになります。すると陰影のない、のっぺりした
顔に写ります。これはレンズの性能評価には適していません。図１２、１３を参照ください。
とは言え、現状はこれ以上の方法を思いつきませんので焦点距離１００ｍｍ以下は室内、以上のときは屋外で撮影する方法しかありません。そして室内で撮影した画像は室内同士で比較し、屋外は屋外同士で比較することになります。ただし慣れれば相互の比較もできるようになりそうです。
ご紹介
自分がレンズの性能を知りたくて始めた研究であり、ときどきユーザーレビューに投稿したりしてきましたが、せっかくなのでまとめてＨＰで公表することにしました。以下で紹介しています。

http://msswg.net/lens ［レンズ性能研究］で検索できます。
6図12．カメラCanon6D レンズEF70-300mm F4-5.6 IS II USM → 70mm撮影
室内にて撮影図13．カメラCanon6D レンズEF70-300mm F4-5.6 IS II USM → 70mm撮影（全ての写真が安定した良像）

屋外(公園)にて撮影
7（図12と13は同じレンズ、同じ焦点距離）

５．レンズ同士の比較
seeing法により２つのレンズ同士の優劣を点数化してみました。結果を表１に示します。２つのレンズ同士の比較を多くの組み合わせで行うことにより、多くのレンズ同士の比較が可能になります。結果を表２に示します。
表１．類似レンズの画質比較(seeing法 左レンズが右レンズより '-':劣る / 0:同じ / '+':優る)
1:わずかに差がある

2:差がはっきり分かるが大きな差では無い

3:やや大きな差がある

4:かなり大きな差がある

今回は全てキヤノン製カメラ・レンズを評価しました。フルサイズ用レンズをフルサイズカメラで撮影した場合は(ful)、APS-Cカメラで撮影した場合は(aps)と表記しました。APS-C用レンズをAPS-C
カメラで撮影した場合も(aps)です。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
左レンズ
|
右レンズ
焦点距離別(左レンズ|右レンズ)：±評価
10-18F4.5-5.6STM aps | 10-22F3.5-4.5
aps
10|11:-3
18|22:-2
10-18F4.5-5.6STM aps | 18-55F3.5-5.6STM aps
18|18:-4
16-35F4L
ful | 10-18F4.5-5.6STM aps
16|10:+4
24|18:+4
35|18:+416-35F4L
ful | 10-22F3.5-4.5
aps
16|11:+1
35|22:+416-35F4L
ful | 24-70F4L
ful
24|24: 035|35: 0
16-35F4L
aps | 24-70F4L
aps
24|24:-1
35|35:+1
17-55F2.8
aps | 10-18F4.5-5.6STM aps
17|18:+3
17-55F2.8
aps | 10-22F3.5-4.5
aps
17|22:+2
35|22:+4
17-55F2.8
aps | 18-55F3.5-5.6STM aps
17|18:+1
35|35:+2
55|55:+2
17-55F2.8
aps | 55-250F4-5.6STM aps
55|70:+1
17-55F2.8
aps | 16-35F4L
aps
17|16:-2
35|35: 0
17-55F2.8
aps | 24-70F4L
aps
35|35:+2
55|70:+2
17-55F2.8
aps | 16-35F4L
ful
17|24:-2
35|35:-1
17-55F2.8
aps | 24-70F4L
ful
17|24:-2
35|35:-1
55|70:-1
18-55F3.5-5.6STM aps | 16-35F4L
aps
18|16:-1
35|35: 0
18-55F3.5-5.6STM aps | 24-70F4L
aps
35|35: 055|70: 0
16-35F4L
ful | 16-35F4L
aps
24|16:+1
35|24:+124-70F4L
ful | 24-70F4L
aps
35|24:+1
70|35:+2
70|70:+224-70F4L
ful | 24-105F4L
ful
24|24: 035|35: 070|70:+155-250F4-5.6STM aps | 18-55F3.5-5.6STM aps
70|55:+255-250F4-5.6STM aps | 70-200F4L
aps
70|70:+170-300F4-5.6Ⅱ
aps | 55-250F4-5.6STM aps
70|70:+2 300|250:070-300F4-5.6Ⅱ
ful |100-400F4.5-5.6LⅡful
70|100:0 300|400:070-300F4-5.6Ⅱ
ful | 24-70F4L
ful
70|70:+1
表２．全てのレンズの評価
この評価はＡ３ノビなどに大きく拡大した場合に適用されます。２Ｌ以下であればほとんど差は分かりません。
（#:撮影法が定まる前の写真のため左下端コーナーが正しく評価されていません）－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
100-400F4.5-5.6LⅡful:+570-300F4-5.6Ⅱ
ful:+524-70F4L
ful:+416-35F4L
ful:+424-105F4L
ful:+316-35F4L
aps:+317-55F2.8
aps:+255-250F4-5.6STM aps:+1
24-70F4L
aps: 070-200F4L
aps: 0#18-55F3.5-5.6STM aps: 0
10-22F3.5-4.5
aps:-2#
10-18F4.5-5.6STM aps:-4
8

ＭＳＳ－１４６
観測機器

Canon aps-c 安価標準ズームの進化
重野好彦

Canonはaps-c安価標準ズームを表１の様に４種類発売してきた。レンズ単体で購入すると２万５千円程するが、ボディキットで購入すると１万円程度である。それぞれ図１～３にMTF特性図を示す。第1世代と第1.5世
代の光学性能は同じであり図１になる。徐々に性能が向上している様子が分かるが、実際にはどのように写り方が向上しているのか、遠くに置いた人形の写真(重野,カメラレンズ性能評価法の研究,MSS-145)を紹介する。
表１．aps-c 安価標準ズームの歴史
第1世代)EF-S 18-55mm F3.5-5.6 IS
200g φ69x70 9群11枚 →図１
第1.5世代)EF-S 18-55mm F3.5-5.6 IS II 200g φ69x70 9群11枚 →図１
第2世代)EF-S 18-55mm F3.5-5.6 IS STM 205g φ69x75 11群13枚 →図２
第3世代)EF-S 18-55mm F4-5.6 IS STM
215g φ67x62 10群12枚 →図３

図１．第1世代

図２．第2世代

図３．第3世代

図４．第1世代
図５．第2世代
図６．第3世代
図４～６は、被写体(人形)を視野中心から周辺に２／３の位置に設置した写真。全て18mm/F4。第1世代は色収差があり、ぼやけている。初めて購入したデジタル一眼用レンズがこれだったため、非常にがっかりしたことを覚えている。第2世代以降、色収差はほとんど無くなり、画像もクリアになった。

図７．第2世代
図８．第3世代
図７～８は、被写体(人形)を視野左下端に設置した写真。どちらも18mm/F5.6。第2世代はややぼやけているが、第3世代はかなりクリヤになった。
キャノンはＨＰで第3世代のレンズをコンパクト化したと述べているが、高画質化したとは述べていない。
キットレンズはまだ第2世代である。良いことばかり書いたが、実はこのレンズは歪曲収差が大きい。
詳しくは http://msswg.net/lens を参照下さい。

定年から始める流星観測2018年2月4日 流星物理セミナー : 平塚市博物館 天体観察会 永井和男

• 天体観察会– 平塚市博物館の年間会員制のサークル– 平塚市以外の方も参加出来ます（東京、千葉、山梨、神奈川）
– 活動は
•
•
•
•

天体観望会などの博物館のボランティア
月例会（連絡事項、今月の天文現象、天文ニュース、コース別（観望・写真・研究））分科会（太陽、流星、アストロバイオロジー勉強会）
合宿など

集合写真前列は若めの人が並んでいますが、全般に年齢層が高く、定年過ぎの方も多いです。
観測経験者は私だけだと思います。
大雑把に言って天体写
真を撮る人は半数程度、残りは観望やプラネファンの人たちです。

流星分科会•

2014年のしぶんぎ座流星群を切っ掛けに分科会が発足しました•

構成委員の多くが定年過ぎで天体写真の経験者が多いです
先生は平塚市博物館 藤井大地先生
観測に関するものを中心行っています••– 観測概要•流星の赤経・赤緯測定、ステレオネット使い方– プラネタリウムで擬似流星の係数観測•–

回転シャッター「流星号」計画•–

デジタル一眼レフ保有者が多く、これを利用した観測装置を作成高感度ビデオカメラ「流星号2」計画••

観測してZHRを求める

流星号の目視による画像解析が追いつかず動体検出が必要になった

観測装置の作成が活動の中心– 現在は完成し、TV観測とその解析に移行

流星号計画• 左上/左下はブロック図と構造図です– USB給電で駆動し、ハードディスクの三相モーターをスピコンでドライブします– Arduinoで定周期パルスを出力し羽根を1分間に1200回転させています流星号2計画 結線図
enclosureAC adapter

PC

12V power

Color CMOS
Image Sensor
SONY IMX225
USB
2.0

USB
video capture
EasyCap

CS mount
Lens

NTSC Video signal

IMX225 color sensor and Lens Spec.
Image size : 16.1mm diagonal
Number of pixel : 4112(H) x 2176(V)Pixel size : 3.45μm(H) x 3.45μm(V)Sens : 1146mV @ 3200K 706 cd/m2 1/30s
Lens : f=8mm F1.2

流星号2 設置例と動作画面•

15台が完成し（2017年末の時点で）6台が観測中です（6名中4名が定年過ぎ）– 材料費は1台5000円でした•

各自が様々な所に設置し監視カメラソフト（CONTACAM）を使って夜空で動くものを監視し録画しています– 右がCONTACAMの画面です•

解析はUA2を使っています– 今まで天体写真しか撮っていなかった人たちが各自でUA2を扱って解析を行っています監視ソフト ____________••

ContacamはFreeの監視カメラソフトです。動体があると録画します。
設定は多いのですが Movement Detection タブ が最も重要です
–
–
–

•

Detection Limits を 0sec にすると僅かな動きも録画します
Detection Zones Size は Small にしないと流星を検出しません
Detection Sensitivity を 観測地の空の明るさなどに合わせて観測しながら微調整します

動くものはすべて録画します、雲・雷・飛行機・人工衛星・虫・鳥・流星 etc

観測ネットワーク

流星号2の作成の様子• 近距離になってしまいましたが観測ネットワークが出来ています– 小田原（１）、平塚（３）、茅ヶ崎（２）– 南のベランダに設置される事から、大島上空100kmにカメラを向けています– カメラの画角は33x22度と狭いものですが、3等まで観測出来ています観測・解析結果

_ID_count _scount _s%akiyama_
326
40 12.3
hagiwara_
204
10 4.9nagai_
394
51 12.9
Okazawa_01
269
38 14.1
shimizu_410
56 13.7
yokozeki_
187
13
7

•
•

2017年5月から小田原と茅ヶ崎の2箇所で観測を開始し、2017年10月から6箇所になりました
SPOが多かったのですが12月のふたご群を多数検出出来、上図で目立った軌道はふたご群のものです分光観測 を始めました2017年11月17日 00:40JST に出現した流星の分光写真（トリミング）••••

ブレーズド回折格子(300gr)を用いた対物式分光器です
CANON EOS Kiss X4,f=28mm ISO6400 3秒露出でインターバル4秒の固定撮影です
TV観測と同方向に向けてCONATCAMで動体検出された時刻の画像だけをチェックしています
画像のX軸によって分散の量が異なり、0次のXピクセル値から波長分解能を決めています分光観測 検出例••

解析にはRSpec(Real-timeSpectroscopy)を用いています
輝線の波長を測定しました– 5119±70Å （Mg: 518nm）– 5800±80Å （Na: 589nm）––

誤差は波長分解能は1%程度、ピクセル値の測定は最大で4ピクセル程度（4x分解能）、この合計を誤差の目安にしています
同時流星でしたので軌道が求まり、散在流星でした11/17 00:40JSTに出現した流星のスペクトル解析平塚市博物館
天体観察会 流星分科会
永井和男

TV観測

• 流星はオリオン座の西を北から南に流れました• 時刻は2017年11月17日00時40分50秒です流星軌道• 平塚市博物館の天体観察会では流星分科会によって大島
上空100kmを監視しています• この流星は茅ケ崎と小田原の同時流星でした流星軌道• 解析の結果、流星はほぼ鉛直に地球に衝突していました

流星軌道

_a
_q
_e
_p
_peri
_node
_incl
_stream
2.239003 0.144222 0.935587 3.351636 140.095108 54.282215 0.315326 _spo

• この様な軌道の散在流星でした分光器• ブレーズド回折格子(300gr)を用いた対物式分光器です• CANON EOS Kiss X4,f=28mm ISO6400 3秒露出でインターバル
4秒の固定撮影です• TV観測と同方向に向けて動体検出された時刻の画像をチェックするブレーズド回折格子•

ブレーズド回折格子は、特殊な回折格子です。エシェレット格子とも呼ばれます。

•

任意の回折次数において最大回折効率が得られるように最適化されています。

•

要するに最大屈折を望む回折次数に集中され、他の次数は最小となっています。

•

今回の回折格子は１次が最大となる物を使っています。

軸別の波長分解能• Ｘ軸を関数とした波長分解能は二次関数にフィットできた– この二次関数からのズレ量の標準偏差を測定誤差と定義出来る– 図中の二次関数はエクセルの近似式を用いたもの• Ｙ軸方向は波長分解能に相関が無かった

Ｘ軸を関数とする波長分解能• エクセルの近似式から、よりフィットする関数を求めた• Resolution = -0.000000146×X2 + 0.0006×X + 4.5015 (Å/pixel)• 標準偏差は0.04(Å/pixel)となった

2017/11/17 00:40JST に出現した流星• トリミングしてあります波長測定• 4.932Å/Pixとして二つの輝線の波長を測定した– 5119±70Å （Mg: 518nm）– 5800±80Å （Na: 589nm）• 誤差は波長分解能は1%程度、測定は最大で4ピクセル程度（4x分解能）、この合計を誤差としますおわり• まだまだ始めたばかりです勉強不足ですが観測は続けます• DSLRでは感度不足なので検出数が少ないのも課題ですM20180116_012508
2018年1月16日 1時25分8秒に出現した流星のSpectrumが写りました。
アルファルドの西側に写っています。

二つの輝線の波長は（分解能を5.5Å/Pixとすると） 5170Å(Mg)と 5925Å(Na)となりました。前回と同じでしたのでMgとNaが多いようです。

ＭＳＳ－１５３
観測機器

流星観測で使えるニコンマニュアルレンズ
重野好彦
ニコンマニュアルレンズ「Ai-S Nikkor」は、現在でも５種類が販売されている。また多種のレンズが中古市場で流通しており、徐々に価格が下がっている。単焦点で明るいレンズが多いので35mmカメラで流星観測をするならお勧めである。古い設計のレンズなので性能をテストしてみた。

詳しくは以下を参照

http://msswg.net/lens

図１．Ai-S 20mm F2.8
ﾔﾌｵｸ27,800 新10万開放／周辺は厳しい

図２．Ai-S 35mm F1.4
ﾔﾌｵｸ32,755 新25万
開放が暗いのは周辺減光

図３．Ai-S 50mm F1.2
ﾔﾌｵｸ27,200 新8万
開放が暗いのは周辺減光

図４．Ai-S 55mm F2.8
ﾔﾌｵｸ5,000 新6万
おおよそ良像図５．Ai-S 85mm F1.4
ﾔﾌｵｸ58,104 新20万
少し絞れば良像 コーナーも良い

図６．Ai-S 135mm F2
ﾔﾌｵｸ37,800 新15万開放から良像 コーナーも良い関口孝志
第１５４回 流星物理セミナー資料 20200202
フルハイビジョンシステムでの流星観測
ふたご群のスペクトル

しぶんぎ群のスペクトルフルハイビジョンシステム 3台分 約１１０万円
１.カメラ ＳＯＮＹ α7s １９２０×１０８０ ６０P ①85 mm×２ ②50 mm
２.ビデオキャプチャ機器 UVC EZCAP269 ③
３.パソコン CPU 3.5G メモリ ８G SSD 950G+大型テレビ
CPU 2.5G メモリ ４G 外付けSSD 950G
４.ソフト UFOCａpture HD2 ( UFOａnalyzerV2 UFOorbitV2 無料)①85 mm②50 mmスペクトル用

93万円
3万円
5万円
4万円
5万円

③ EZCAP269

フルハイビジョンシステムでの撮影流星数と光度分布
流星数
カメラ

１２月

１月
合計

50mmNW 85mmw1 85mmw2 合計

826
386
1212

1200
777
1977

19
19

2026
1182
3208

スペクトル

69
29
98

同時流星数

同時率(%)

50mm 85mm1 85mm2 合計

50mm 85mm1 85mm2

351
121
472

42
31
39

536
238
774

4
4

887
363
1250

45
31
39

21
21

FHD 50mmと85mmの光度分布

600

a50mm

400

a85mmw1

200
0
-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

フルハイビジョンシステムでの同時流星フルハイビジョンシステムでの同時流星フルハイビジョンシステムでの同時流星フルハイビジョンシステムでの流星
オリオン座と流星 85mm

しぶんぎ群２連発 85mm

鉄流星のスペクトル １

鉄流星のスペクトル ２

まとめと課題• ２台のカメラの観測で、ほぼ２か月で３０００個近くの流星が得られた。今回のデータは、２０１９年１２月から２０２０年１月までを解析した。同時流星は、交差角が小さくなっているが、FHDの観測者が少ないで観測方向は、このままで行こうと考えている。
• 今回は、主要群のしぶんぎ群とふたご群が活動していたので多かった。
• ５０mmで今まで通りにスペクトルを撮影した。解像度は上がったが撮影数は、それほど多くなっていない。鉄流星等、はっきりとわかるよ
うになった。暗い流星でも撮影できた。FHDでは、流星の色や痕の変化の様子等がわかりやすくなった。
• ８５mmでは、思っていたより多く撮影できることがわかった。特に、暗い流星は、見落としがちであるのでチェックをしっかりとしたい。

日本変光星研究会会報（2020 年〇月×日発行）

ATOM CAM を用いた流星観測
平塚市博物館天体観察会流星分科会

赤松洋祐・永井和男(記)安価な監視カメラの ATOM CAM を用いて流星観測を行って UFOAnalyzerV2 で解析して UFOOrbitV2 で軌道を求める事が出来ましたので報告致します。観測と解析は赤松が行い、軌道決定は永井が行いました。流星分科会では他の数名のメンバーも自宅に ATOM CAM を設置して観測を始めています。
ATOM CAM はアトムテック社（ https://www.atomtech.co.jp/products/atomcam )の防犯カメラです。
ATOM CAM は 2500 円、防水タイプの ATOM CAM2 は 2980 円と安価です。また、このカメラだけで他に買い足すものはありません。操作はスマートホン（WiFi 2.4GHz）で行います。

ATOM CAM は防犯用の監視カメラですが暗所での感度が高く、夜間の空にカメラを向けると星や流星が撮影出来ます。
録画は 1080P で行われ ATOM CAM は 130 度, ATOM CAM2 は 120 度のレンズが付いています。記録は 1
分毎に mpeg4 の動画にして SD カードに保存されます。電源は 5V1A で USB 端子から受電します。これ
を空の見えるところに置くだけで流星観測が始められます。また、ATOM CAM2 は防水になっています。

日本変光星研
研究会会報（2020 年〇月×日
日発行）

ATOM CAMM と ATOM CAAM2 の各１台
台を防水用の ケースに入れれて自宅に設設置して観測測していますす。
ATOM CAMM は動画を SD カードに保保存しますがが、SD カードの抜き差ししによってカ
カメラの位置
置が動いてしまうと解解析の度に UFFOAnalyzer のプロファイ
イルを修正すする作業が発発生してしままいますのでで ATOM CAM
は NAS 転送送機能を使って NAS 経由で動画ファイイルを受け取取っていますす。ATOM CAMM2 は NAS 機能が正常
機に動作しまませんでしたのでスマートフォンを使使ってファイ
イル化してかから PC にコ ピーしていまます。この"録画"機能能は、アプリ上で SD カー
ード内の動画画を再生し、任意のシーンをスマホ 内に録画(ダ
ダビング)
する機能で
です。この様様にして ATOMM CAM には触触らないようにしています。
ATOM CAM のファームウエアはユーザー自身ででアップデー
ートする事がが出来ます。 ファームウ
ウエアのバ
ージョンに
によって NAS が使えたり使使えなかったたりするよううです。他のの機能もバー
ージョンによ
よって様子が違う事ががあるようです。
電力は USSB 端子の付付いた AC アダ
ダプターかららの供給も可可能ですが、USB
U モバイルルバッテリー
ーを使っています。ACC アダプター
ーの場合は室
室内から室外 に USB ケーブ
ブルを敷設すする必要がああり、おそららく USB モ
バイルバッ
ッテリーを使使用するのが簡簡単で標準的的な使い方とと思われますす。
ATOM CAM は防犯カメラですので動動体検出してて録画する事
事が出来ますす。しかし、 流星の様な
な小面積の
動体が考慮
慮されておらず、人や動物物のような画画面に対しててある程度のの面積のある
る動体に反応
応します。
火球の様なな明るい流星星の場合は ATTOM CAM も反反応します。おおそらく、ここの面積が反反応する最小
小面積と思
われます。
流星の様
様な小面積の動体を検知すするには工夫夫が必要ですす。録画されれた動画を全全て見る方法法は現実的ではありまませんので、当初、
当
流星分
分科会で試しした方法に 1 分毎に録画される動画ををつなげて一一つの（一晩の）動画画にして動画
画ファイルを仮
仮想 cam と して出力するるソフトを使使って動体監監視ソフトにに入れる方法を試しまました。これれにより明るい
い流星も暗いい流星も検知知出来ましたた。監視ソフフトは流星がが撮影出来日本変光星研究会会報（2020 年〇月×日発行）

た動画だけ切り出して出力します（前後数秒も含めて切り出します）。
この方法でも良いのですが 8 時間撮影した場合は同じく 8 時間の再生が必要になります。そこで、現在は学芸員の先生の自宅に WATEC の全天カメラを設置して UFOCaptureV2 で撮影して、その結果を
DropBox に置いて、イベントの有った時刻の動画を確認するようにしています。

更に流星分科会では 10 名程度の会員が TV 観測を行っていて、その観測報告をメーリングリストに投稿しています。この観測結果も用いて動画の確認をしています。
動画から流星の部分を切り出したり、1 分毎の mpeg 動画をつなぎ合わせたり、mpeg4 を
UFOAnalyzerV2 が扱える AVI に変換する作業にはフリーソフトの PIPP を使っています。PIPP は惑星観測に使われている画像処理ソフトです。ここから https://sites.google.com/site/astropipp/ 入手できます。日本語のマニュアルも作られていてhttp://docs.sakuraweb.com/PIPPmanual_JP-web/manual で閲覧できます。
PIPP を「JOIN モード」の設定で使うことで複数の mpeg4 のファイルを 1 つの動画として扱うことが出来ます。読み込んでからフレーム数を指定して流星の写っているフレームをカット編集し AVI で保存します。UFOAnalyzerV2 で解析するにあたって動画の１秒後位に流星が現れるように編集します。
ATOM CAM には時刻がズレて記録される問題があります。監視カメラとしては問題とはならないのかも知れませんが流星観測では時刻が正確である必要があります。最大で数秒ズレる事もあります。
UFOAnalyzerV2 は AVI ファイルのファイル名を観測時刻としています。そこで、AVI ファイルを保存する際に流星が光り始めた時刻をファイル名にしています。
AVI ファイルが出来ましたら UFOAnalyzerV2 で流星の飛跡を解析します。

日本変光星研究会会報（2020 年〇月×日発行）

上の図は 2021/09/23 19:03:33 の流星を解析している様子です。
上は ATOM CAM1 です。
下は ATOM CAM2です。ATOM CAM は ATOM CAM と ATOM CAM2 で熱雑音の出方が違っていました。ATOM CAM の方が雑音は少ないです。ただ、8 月は熱雑音が多かったですが、9 月も下旬になるとだいぶ目立たなくなっています。このノイズについては個体差があるようで分科会の他の方の ATOM CAM では ATOM CAM2 の方がノイズが少ないという報告もあります。
この 9 月 23 日 19 時 3 分の流星は流星分科会の TV 観測でも観測されていて UFOOrbitV2 で軌道を求める事ができました。軌道決定は UFOOrbitV2 の Q2 の品質で行いました。

日本変光星研
研究会会報（2020 年〇月×日日発行）

日本変光星研究会会報（2020 年〇月×日発行）

このグランドマップで黄色矢印が ATOM CAM 1/2 の観測地です。黄色の線が流星です。緑の線は各観測地からの流星の始点と終点の線です。このように流星は 6 カ所の観測で対地軌道が求まっています。
ATOM CAM の観測は他の TV 観測とよく一致しています。測定にズレがあると流星の飛跡を表している
黄色の線が多重になりますが、この図では黄色線が一本です。 他にも多数の解析が出来ていますが、ここではこの１つを紹介致します。
このように ATOM CAM で流星の TV 観測と同様な観測・解析が出来ることがわかりました。また、軌道計算に必要な観測精度も得られることもわかりました。ＴＶ観測では WATEC のカメラ数万円を買ってハウジング・電源・観測用の PC を用意しますので高価なものになります。それに対してかなり安価で観測出来て解析も所望の精度で出来ることが分かりました。