雹が降ったらしい。残念ながら降るところは見られなかったし、暗くなってから帰ってきたので、状況はほとんど確認できなかった。
一夜明けて見てみると
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紫陽花や
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朴の木の葉っぱはぼろぼろになっている。そして、
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睡蓮や蓮もずたずたになっている。そして
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郵便受けの上にも痕跡が。
そのあたりで屋根のないところに停めてある車をみても、痕跡がないみたい。郵便受けと自動車の板の厚さの間に閾値があったようだ。
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# by ZAM20F2 | 2017-07-19 07:48 | Comments(0)

穴ではない

前の写真で黒く穴が開いたようなところ、
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黒く見えるのは穴ではなく、薄い部分。膜の両側が空気で膜より屈折率が低いため、膜厚が薄くなると反射率は0に漸近していく。
状態は時間とともに変化していく。


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# by ZAM20F2 | 2017-07-16 09:12 | 液晶系 | Comments(0)

ライオトロピックスメクチックフリースタンディングフィルム

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日常用語で言うと、「シャボン膜」だったりする。
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# by ZAM20F2 | 2017-07-12 21:22 | 液晶系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの迷光(III) 縦方向の角度依存

前回のエントリーは光が横方向に外れる向きに回転したけれども、今回は、回折格子の異なる場所を照射しながら外れていく方で回転している。
まず、0度、これは基本的には前回と同じ。
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続いて5度。分光器をUSB端子を上に置いて入射側からみて向かって右側が奥に動くような方向の回転になっている。
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前回の横方向への回転と違うのは、600nmあたりにあったくぼみの位置が短波長側にずれていることだ。逆方向に5度回したものでは、長波長側にずれている。
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この窪みは回折格子分光器によく見られる話なのだけれども、普通の平面型の回折格子では、平行光線が入射した場合には、場所によらず同じ波長に対して構造が出るはずだ。窪みの位置が光の当り場所で変ってしまうのは、凹面型回折格子のためなんだろうと思う。この窪みみたいな構造は、入射光のNAが小さいと出現するので、NAを大きくすれば目立たなくなると楢ノ木技研さんのWebには書いてあるけれども、照射場所により場所が移るので平均されるという話のようだ。

10度回転すると、窪みの位置の動きは大きくなるけれども、全体のスペクトル形状はあんまり大きくは変化していない。
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15度回転で、信号強度はさすがに弱くなり、そして方向によって随分と違う値となった。ここは、NA0.22より外側になているわけで、こちらの入射でも、15度までは拾わないようにした方が安全そうな気がする。0度と比較すると、短波長端が増加に転じているのは迷光だ。
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20度になると信号レベルは小さくなる。

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迷光は30度でほぼ出なくなるけれども、
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37度付近で復活する。
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ただし、横方向への変化とは異なり、長波長側に強い波長分布だ。反対側に回転した場合は、20度で赤領域に迷光が出て30度で消滅したあと、約37度で長波長側の方がレベルが高い迷光が出現する。

40度にすると迷光は消え、これ以上の角度にすると、どちらに回した場合も迷光は出なくなる。
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NA0.22より外側の光による迷光については、本来の光学系以外の場所での散乱が原因なので、基本的に波長無依存だろうと思う。今回はハロゲンを使ったけれど、レーザー光を使って行っても同じ傾向を示すと思う。なお、二つ前のエントリーで示したように、分光器の測定範囲外の波長の光でも、検出器に感度があるなら迷光となる。シリコンを使っていることを考えると、1ミクロン程度までは感度が伸びていても驚かない。
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# by ZAM20F2 | 2017-07-09 16:34 | 科学系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの迷光(II) 横方向の角度依存

前のエントリーでLEDは大体40度の入射角に設定してあると記したけれど、この角度には意味がある。
分光器の指定NAより外側の光を入れたら、どの程度迷光がでるのかと迷光の角度依存性を確かめてみたら、40度弱のところが妙に迷光レベルが高いのだ。

使った光源は顕微鏡用のハロゲンランプ。分光器との距離は60cmとしたので、ハロゲンのフィラメントサイズを5mmとするとNA0.004程度の光束となっている。

分光器の積算時間は120msで一定として、分光器を横倒しにして回転している。回折格子は分光ユニットの長辺方向に伸びているので、この回転だと回折格子の横方向に光が外れていくことになる。

まず垂直入射。全体に波打っていて、特に600nmあたりに目立ったへこみがある。
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続いて入射角度10度。上側(USB端子の反対側)から光があたる状態になっている。信号強度は大幅には小さくならない。また、スペクトルの形状も大きくは変っていない。600nmのへこみは少し短波長側に移っているけど、そんなにはでに形状は変っていない。角度を反対側に10度傾けても、ほぼ同じ傾向が得られる。
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入射角を15度にすると、分光器の入射NAの外側の光になっているはずだけれども、そこそこの信号が出ている。
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反対側に15度傾けても、同じ程度の信号が出ているので、これは、0点調整が悪いためではなく、回折格子にあたった光が検出器に到達していると判断出来る。試みに、0度の入射光で10度と15度を規格化してみると、両者で様子が少し違う。
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元の振動構造による凸凹は割切れていないのだけれども、10度は割とフラットなにの対して、15度は長波長側が信号が弱くなっている。これは、長波長光の回折角が大きく、回折格子から検出器までの光路が長いので、検出器に届くまでの横のずれ量が大きくなって検出器に到達する光量が減っているためと解釈できる。

おそらくはNA0.22までは、入射光はすべての波長で検出器に届くのだけれど、それを越えると、長波長側から光が検出器に届かなくなっていくのだろうと思う。ということは、横方向でNA0.22以上の入射があると、本来のスペクトルより短波長側が強く測定されてしまうということになる。定量評価はしていないけれども、前のエントリーに出したフードのようなもので、NA0.22以上の光は入らないようにするのは、迷光レベルを押える以上の意味がありそうだ。


入射角度を20度にすると、信号はほぼ出なくなる。
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30度で、少し短波長側が目立つかなという気分になる。
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そして、38度でかなり目立つ迷光が出る。入射角が0度で短波長端の信号強度は0.05程度なのに、38度では0.1と2倍にもなっている。全方向から光が入るような測定条件では、短波長側の結果はぼろぼろだと思った方がよさそうだ。

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この迷光、分光されていない光が検出器に到達しているので、個々の検出器が実際に感じている強度分布を見積るには、分光感度で補正をかけてやる必要がある。補正すると400nmあたりがピークで、長波長側には実質単調減少のカーブとなる。短波長側の受光素子がスリットに近い側であることを考えると、400nmより短波長の落ち込みの原因は分からないけれども、長波長側の実質単調減少の挙動は納得いく結果だ。

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この迷光は40度で減少する。。
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そして、50度ではほぼ消滅する。
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これ以上の角度での入射では問題になるような迷光はない。


反対側に回転しても、同様に、垂直から38度付近で目立つ迷光が生じている。この点は対称性はよい。


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# by ZAM20F2 | 2017-07-07 07:37 | 科学系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの迷光(I)

分光測定で、きちんと分光されずに検出器に届いてしまう光を迷光と言う。迷光には大きく2種類あって、一つは入射設定が悪くて、内部の光学素子の外側に当たってしまい反射を経て検出器に到達してしまう迷光。もう一つは、きちんと入射されて光学素子に当たっているのだけれど、光学素子の欠陥や汚れなどにより散乱などを起こして検出器に到達してしまう光である。

ezSpectra 815Vにも、この両方の迷光が存在している。

まずは一番目の入射設定が悪い場合を検討しよう。815Vの入射NAは0.22。NAは分光器より顕微鏡対物レンズで出てきそうな言葉だけれども、光軸に対して、どれだけの角度で光束が入るべきかの指定。0.22だと光軸に対して角度θ=asin(0.22)=12.7゜以内の角度で入った光が光学系に到達し、それ以上の角度で入射した光は光学系の外に当たる。なお、NA0.22というのはF2.2程度で、これは分光器としては非常に明るい。

さて、入射設定の悪さによる迷光の実例をお見せしよう。
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蛍光灯のスペクトルを測定しているつもりなので、本来は蛍光が見られるところ以外は光強度は0であってほしい。このスペクトルをどのように測定したかを次にお示しする。
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天井の蛍光灯からの光を受けているのだけれど、斜めの方に妙なものが写っている。これは840nmのLEDで、40度ぐらいで入射するように置いてある。NA0.22より外側の光線(それも、分光器の測定波長範囲外)だ。こうすると、本来は信号強度が0であるべき波長に有限の信号が出ている。これは極端な例なのだけれども、十分に明るい室内で蛍光灯を測定すると、光がないはずの紫外部分が浮くのが容易に見られる。本来の入射角範囲以外からの光は迷光にしかならないので、この手の光は分光器に入らないようにした方がよい。

そこで、黒い発砲ポリエチレン板などを切り刻んで簡易的なフードを作ってみた。使う時は両面テープで正面に貼り付ける。
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効果は一目瞭然。でフードをつけると浮き上がりは消える。
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蛍光灯からの信号も1割程度落ちているのだけれど、これは、上下方向のNAが少し制限されているか、置き方が悪いかのいずれかのためだと思う。どちらにせよ、大勢に影響はない。このスペクトルもLEDは点灯したままで、当たり前の話だけれども、フードに遮られて入射されなくなっているために、迷光が消えている。
ディスプレイ画面などの測定をするときも、本来の入射角以外からの光は悪さをするので、このようなフードをつけて使うようにした方が良いだろうと思う。








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# by ZAM20F2 | 2017-07-05 07:24 | 科学系 | Comments(0)

ネジバナ

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このあたり、昔はネジバナは咲いていなかったと思うのだけれど、ある年、1株か2株生えたと思ったら、土地にあったのか、年々勢力を拡大している。
前にはツインタワーの写真を出した記憶があるけれど、今年はトリプルタワーができていた。
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どこからやってきたのかは不明。ひょっとすると、群馬天文台そばの空き地からかもしれないと思っている。ネジバナのある草原で遊んだ覚えがあり、ひょっとするとそのときに種がついてきたのかもしれない。
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# by ZAM20F2 | 2017-07-04 07:43 | 植物系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの偏光依存性(II)

少し前のエントリーでezSpectra 815Vの感度分布は偏光方向により異なることを紹介した。その時には液晶ディスプレイの測定例を紹介したのだけれど、それでは元のスペクトルが不明なので、改めて無偏光と思われる光源と偏光子の組みあわせでの評価をおこなった。光源はハロゲンランプだけれども、赤外側が強くなりすぎるので熱線吸収と、色温度変換フィルタを入れて、長波長側を押さえている。そのためか、ハロゲン光の演色性が90という値になってしまっている。

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この測定では偏光子の透過スペクトルが問題となる。偏光子はニュートラルグレー(総ての波長の透過率が同じ)であることが望ましいのだけれど、実際の偏光子には透過率の波長分布がある。今回用いた偏光子のスペクトルは評価していないけれども、そのへんに転がっていえる中では、ニュートラル性の強い偏光子を使っているつもりでいる。

まず、偏光は短辺に平行と長辺に平行、および45度で入れている。スリットは短辺に平行に設置されているので、回折格子の溝は短辺に平行なはずである。すると、短辺に平行な偏光は溝に平行な偏光、長辺に平行な偏光は溝に垂直な偏光になる。

スペクトルは、高さが同じになるように、露光時間を変えている。偏光子なしが83ms、垂直が148ms、平行が331ms、45度が257msで、垂直の方が格子の回折効率が高いようだ。
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平行偏光の方は短波長が強く長波長が弱くなっているのに対して、垂直偏光は長波長が強くなっている。測定された色温度の値も両者で大きく異なっている。
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偏光子を45度にすると、2つの偏光方向の効果が相殺されて、元のスペクトルと類似した形状となる。色温度も、大きくはずれていない。

元のスペクトルからの変化をより明確に見えるように、元のスペクトルで、それぞれのスペクトルを割ってみた。
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何れのデータも400nmより短波長で妙な形になっているけれども、これは、元のスペクトル強度が弱いことや偏光子の問題が重なっている可能性がある。

45度のデータは真っ平らにはなっていない。これは、偏光子の特性由来か、角度が正確に設置出来ていないためだろうと思う。

幾つかの細かい問題はあるけれども、大枠として、入射偏光が45度方向になるように設置すれば、可視領域のスペクトルを大きく見誤ることはないだろう。


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# by ZAM20F2 | 2017-07-01 19:12 | 科学系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの分解能

ezSpectra 815Vの波長分解能は半値幅10nm程度とされている。線スペクトルを観察すれば、本来はシャープな線であるものが10nmの半値幅のピークとして観察されるはずである。

そこで、その辺に転がっていた殺菌灯のスペクトルを測定してみた。
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まっとうな分光器で測定したスペクトルがどうなるかというと、スペクトル色々が参考になる。

比較してみると、本来線であるものがどよんと広がって、なだらかな山になっているし、600nmの少し短波長にある2本の線は分解出来ずに一つの山となっている。

ezSpectra815Vは256素子で大凡500nmの領域をカバーしており、データは約2nmおきとなっている。このデータ間隔を考えると、分解能10nmというのはいい線であるように思う。分解能がもっと高いと、線スペクトルを測定したときに、1素子しか信号を拾わず、ノイズか信号かの区別が付かないなんて状況も出現しかねない。

ところで、半値幅には全半値幅と半半値幅があり、両者では実質的な値が倍ことなっている。どちらなのかとスペクトルを横に広げてみると、どうやら、全半値幅であるようだ。



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# by ZAM20F2 | 2017-06-29 07:21 | 科学系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの表示最大値にたいする検出器余裕量と、透過スペクトルの閾値

前のエントリーではハロゲンランプのスペクトルを検出器の生出力に変換した図をしめした。検出ユニットの感度分布は浜松ホトニクスのカタログから拾って作ったものだ。
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この分布図を見ると、490nm付近が感度最大で、ハロゲン光でのスペクトルが最大だった長波長側では4割程度に落ちている。ただし、この感度分布は、回折格子の回折効率の波長依存性も含まれたもので、光検出素子自体の波長感度特性は、この図とは異なることは注意しておく必要がある。

700nmあたりは、最大感度の5割強程度。自動露光時間調整の250msの倍の500msあたりから700nmの飽和が始まったのが納得できるところだ。

感度分布を眺めていると、ezSpectra815Vのスペクトルの縦軸の目盛りは、相対感度が最大の波長での飽和値を元に設定しているであることが予想できる。そこで、どの程度の余裕をもって最大目盛り設定しているか、確かめてみることにした。

フィルターを組み合わせて、500nmあたりに最大強度が来るように調整する。この時点で自動露出をすると、露光時間はほぼ50ms。
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露光時間を56msまでふやすと、500nmあたりの値が1になる。
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露光時間60msではまだスペクトル形状は乱れていないのだけれども、65msにすると500nm付近にへこみが生じる。56msで最大値になっていたことを考えると、15%程度の余裕を見込んだ設定になっているようだ。
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eZSpectra815Vの透過モードでは、参照光の強度が弱い部分は測定範囲対象外となる。どの程度まで強度が落ちると測定範囲から外れるのかを荒く見積もってみた。

前のハロゲンでの吸収スペクトル測定では露光時間250msの時に415nmが境になっており、この波長での発光スペクトルの強度は9.4%程度。浜松ホトニクスのデータから相対感度を拾うと、約0.79。上に記した、フルスケールに対する15%程度の余裕も考えると、この時のこの波長での信号の生強度は6%程度。他の波長では5%程度の値がでてきており、だいたい、5~7%あたりに閾値があるようだ。






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# by ZAM20F2 | 2017-06-25 08:45 | 科学系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの露光オーバーによるスペクトルの歪み発生位置

ezSpectra 815Vのスペクトルデータから検出器の実際の信号強度を求めるのには、波長ごとの感度分布が分かっていればよい。スペクトルデータは、生信号を感度分布で割って補正しているはずなので、スペクトルデータに感度分布をかければ生信号に比例する分布が得られる。
装置ごとの校正データを読み出せるかは試みていないけれど、浜松ホトニクスのカタログに、典型的な感度分布の図がある。さすがに、波長ごとの数値データは出ていないので、図から値のデータを起こす必要がある。
とりあえず、手作業で10nmごとに適当に値を拾った。そのデータを使って、ハロゲン光のスペクトルに掛け合わせて見た。
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図を見ると、スペクトルデータは長波長側が強くなっているが、検出器の出力は、少し短波長よりの700nmあたりが最大になっている。まさに、前のエントリーでスペクトルの形状がおかしくなり始めたあたりだ。


では、元のスペクトルはどうなっているのかと、最大強度を1に規格化して重ねてみた。自動露光調整では、露光時間はほぼ250msだったので、そこから50msずつふやして行っている。実データは、前のエントリーで出したように、完全にオーバーフローしている。でも450msまでは250msとぴったり重なっていて、スペクトルデータとしては問題がない。
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露光時間が500msになると、700nmあたりにずれが生じ、露光時間をさらに長くすると、その幅が広がっていく。広がり方が短波長の方が広いのも、元の強度分布の傾向と一致している。ただし、どこまでオーバーフローさせても大丈夫かは、スペクトル形状とスペクトルのピーク波長に依存するので、一概には決められない。

どこまでオーバーフローしても大丈夫かは、補正していない信号を見られれば一目瞭然だ。透過測定が中心的な使い方になる身としては、いちいち補正して考えるのはめんどくさいので、未補正信号が見られるほうがありがたい次第だ。


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# by ZAM20F2 | 2017-06-21 20:53 | 科学系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの透過測定と検出器飽和

ezSpectra 815Vの透過測定モードでは、最初に参照信号を測定して、その後に試料の信号を測定する。これは、シングルビームの分光測定では普通のやり方だ。

ezSpectra815Vの測定範囲は320nmからのはずなんだけれど、参照信号の測定をすると信号強度が弱い領域にアミがかかって、その領域は測定対象外となる。これは自動設定で、現状では、S/Nが悪くてもスペクトルを見たいというわがままは許されない。

ハロゲンランプを光源に使って、黄色フィルターのスペクトル測定を行った。黄色フィルターは、20世紀の白黒写真が普通だった頃に、空に浮かぶ雲をハッキリと撮影するのに使われていた品だ。だいたい500nmより短波長の光を吸収して、長波長側はほぼ透過する。

参照信号の測定時間を自動調整にした状態で、測定範囲は415nmからになる。透過モードでは参照信号を記録できないので、発光測定モードで測定した参照信号を規格化しないで表示している。
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測定結果を見ると、吸収の最大が1.6程度なんだけれど、黄色フィルターだったら余裕で2は超えて3以上にはなってほしいところだ。短波長側の参照光強度をあげれば状況が改善するかなと、長波長側がオーバーフローするまで積算時間を上げて、スペクトル測定を行ってみた。
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短波長側の測定範囲は400nmより短波長になったけれど、スペクトル形状はあまり変わっていない。全うに測定できている。そこで調子にのって、さらに積算時間を上げて測定すると、さらに短波長まで測定できた。
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でも、650~700nm付近がへこんでしまってまともにスペクトルになっていない。これは、この領域で検出器の信号が飽和してしまっているためだ。

自動設定の参照信号を見ると、この領域よりさらに長波長の方が信号強度が高い。このため、飽和は長波長側から起こりそうなものだけれど、表示されているのは生の信号強度ではなく波長ごとの感度補正を行ったデータであり、生データは650~700nmあたりから飽和していておかしくない。生の信号強度を表示するモードがあれば、飽和しているかとか、どの波長が飽和しそうかなどが一目瞭然なので、生の信号強度が見られるモードがあると、透過測定にはありがたいところだ。

今回の参照光の波長分布では650~700nmあたりが最初に飽和するであろうことは、浜松ホトニクスのカタログから、ざっくりとは確認できる。それは、改めて。

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# by ZAM20F2 | 2017-06-20 21:26 | 科学系 | Comments(0)

ezSpectra815Vのスペクトル強度校正について

ezSpectra 815V用のソフトウエアは楢ノ木技研さんのWebからダウンロードできる。ソフトウエアには発光測定モードと、透過率測定モードがあり、発光測定モードでは、スペクトルの他、演色性も、照度も計測できる。偏光依存性のエントリーで演色性や色温度は発光測定モードで行っている。

多くの人にとっては、これらの測定が出来るのは当り前の事なんだろうと思うけれども、普通の分光器を使ったことのある身としては、演色性や照度が計測出来てしまうのは驚きだ。これらの値を出すためには、分光器のそれぞれの波長毎の測定感度補正が行われていないといけないからだ。

大昔に分光測定を習ったときに言われたのは、分光測定は相対強度測定が基本だということ。光源にも、分光器にも、光検出素子にも波長依存性がある。このため、測定で得られた信号値は、そのまま光強度にはならない。透過率測定では、試料を入れない状態を参照基準として、それに対して試料を入れるとどれだけ光量が減っているかを測定する。これなら、光源やら分光器の装置係数は参照と測定で相殺して問題にならない。

透過測定ではなく、蛍光の強度分布を求めたい時などは、標準電球という校正された光源の測定を行い、分光システムの感度分布を測定して校正値を得て、それをもとに強度分布を描き直す。それでも、強度分布が相対的に正しいだけで、縦軸の絶対値を求めるようにするには、さらなる注意が必要になる。

演色性や照度計算が出来ているということは、メーカー側で校正を行った時のデータを内部に持って、生データを演算処理していることになる。浜松ホトニクスのカタログには、波長の絶対値は校正データを出しているが、感度分布のデータは出していないと記されているので、感度分布校正データを作っているのは楢ノ木技研さんだ。

校正用のシステムはかなり高価だ。ezSpectra 815Vを数十台売っても元が取れるとは思えない。開発費や校正のための設備投資をどうやってまかなっているのか不思議だったのだけれど、どうやら、Web販売の他にOEMでの提供をおこなっているようだ。(というか、OEMの方の数が多くて、その予備をWeb販売しているぐらいじゃないと元が取れる気がしない。)
ソフトウエアはOEM先も使っているようで、測定ソフトウエアが親切なのは、OEM先の想定用途が分光素人さんのだからかもしれない。でも……、普通の分光器も使っている身からすると、透過測定モードは、もっと不親切にしてほしい。透過測定モードは、センサーから出てきた生の信号ではなく、強度補正をした後のデータを使って計算をしていると推定出来るのだけれど、そのため、センサーの飽和値が読みにくく、測定全域でS/Nをあげるための光源波長分布を定めにくいのだ。といっても、何を問題にしているのか分りにくいと思うので、次回は測定データを元に、この話題をもう少し展開しようと思っている。
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# by ZAM20F2 | 2017-06-19 20:33 | 科学系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの偏光依存性

一般に回折格子分光器の特性は入射偏光により異なっている。楢ノ木技研のezSpectra 815Vの分光ユニットは回折格子分光器なので、ezSpectra 815Vの出力特性には入射偏光依存性があると予想される。そこで、入射偏光による特性の違いを眺めてみることにした。手近にある偏光光源としては液晶ディスプレイが使える。液晶ディスプレイでもスマートフォンやタブレットでは出射が直線偏光でないものもあるが、テレビやコンピュータディスプレイはまず直線偏光である。

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測定例は、ノートPCの白色にした画面を測定したもの。分光器を90度回している。この測定で一つだけ注意が必要なのは、TNタイプのディスプレイだと偏光が45度方向なので、分光器を0度と90度で測定すると、ほぼ同じスペクトルが得られてしまうこと。測定の前に、その辺に転がっている偏光素子で偏光の向きを確認しておく必要がある。偏光子がないなら……ディスプレイに白色画面を広げてハイディンガーのブラシを見ればよい。

ezSpectra 815Vのスペクトル測定では、ピーク値を1に規格化してくれる親切モードもある。しかし、それだと2つの測定結果の相対感度比が分らなくなる。ここでは、規格化なしのモードで表示している。図をみると、青色付近は感度は同程度だが、長波長側はだいぶ異なっている。

長波長側の感度が低い偏光では色温度が高く測定されているはずである。そこで、演色性評価モードで2つの方向で色温度を測ってみると、赤のスペクトルが強い方で5900K、弱い方で8200Kだった。他のディスプレイでも試してみたけれど、それぞれ5300Kと8300K、4800Kと6700Kという結果になった。いずれも、誤差とは言えない大きな違いとなっている。この分光器で液晶ディスプレイの色温度を評価する時には注意が必要だ。

色再現域の評価に関しては、はR、G、Bの一つの色だけ点灯してそのスペクトルから色座標のxy値を求める。この時は、xy値の計算に関わるスペクトル範囲は狭いので偏光方向による誤差は小さく問題にならないだろうと思う。

色温度にしろ、色再現域にしろ、誤差を減らしたいなら、分光器の一辺を偏光に対して45度方向に傾けて測定すると良いだろう。この角度で最初のディスプレイの色温度は6700Kと出てきた。このやり方は分光がらみの実験技術の本にも書いてある話だ。こうすれば、両方の偏光特性の影響が平均される。ezSpectra 815Vの校正は無偏光で行われているだろうから、入射直線偏光を2方向に同じだけ振り分けてやれば無偏光の時と同じ結果を与えるはずだ。

偏光による測定誤差を防ぐもう一つは、入射口の前に偏光解消光学系をつけること。たとえば、光ファイバーで入力するUSB接続分光器は光ファイバーで偏光が乱れるために、ファイバーに偏光を入れても大丈夫であることが多い。ただ、一般に偏光をきちんと解消するのは楽ではない。

ところで、スペクトル測定データを注意深く眺めると、短波長の端と長波長の端の浮上がりレベルが、偏光方向で異なっている。一方の偏光ではほぼ見られないことと合わせて、これらの浮上がりは、実際にこの波長の光によるものではなく、「迷光」(他の波長の光の影響)によるものと考えられる。測定結果は迷光にも偏光依存性があることを示している。実は、非偏光で迷光について、少し測定していたのだけれど、この結果を見て、偏光で測定しなおさないといけないかなぁと思案している。

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# by ZAM20F2 | 2017-06-16 20:59 | 科学系 | Comments(0)

ezSpectra 815Vの分光ユニット

ezSpectra 815Vの写真を最初に見たときには、どうやって分光しているのか想像できなかった。
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銀色の箱の穴が受光部分だけれど箱のサイズは1×1×2cm程度。MEMS技術を使ったという文言から思い浮ぶのはMEMS駆動のlamellar回折格子を使ったFT分光器なんだけれども、それならセンサーは1個のはず。256素子のアレーセンサーは回折格子を使ったポリクロメータを意味しているはず。

分光器の機構とは別に疑問だったのは、銀の箱の作者が楢ノ木技研さんかどうか。もちろん、ベンチャー企業がコンパクトな分光器を作ってはいけないということはないんだけれども、楢の木技研さんの住所を地図で調べると山の中の一軒家。一軒家の様子が見られないかとストリートビューを試して見るも、だいぶ手前の林道で終わっているような所。山の中の秘密研究所というとわくわくするものがあるけれども、密かにクリーンルームを持っていて、MEMS技術を使った品物を開発しているとは思えない。もちろん、ファブレスで外注の可能性はあるけれども。ちなみに、所在地の周りの林は、現在の航空写真では葉っぱが茂っていて樹木の特定ができないけれど、前の秋や冬撮影の写真からすると落葉樹中心の模様。技研の名前とあわせて、ミズナラ林と想像している。ただ、何故か頭の中では「樅ノ木技研」となっていた、さらに技研さんのツイッターを眺めているうちに「やまねこ技研」に変換されるようになり、頭の中では「やまねこ技研の分光器の仕組みは……」なんて具合になっている。

これらの疑問は、浜松ホトニクス(こちらは、フォトニクスと頭に入っていたよ。そういえば、だいぶ前、浜松さんの商品のパッケージに、Photon is our business. とか書いてあるのを見て蘇格蘭人が「こいつら光子を一個一個売ってるのか」と笑い転げていた。)のWebでマイクロ分光器C12666MAを見つけて解消した。見た目も分光範囲などのスペックも同じで、この分光ユニットか、その特注品を使っていると考えるのが素直なところだ。

浜松テレビ(これは旧社名だ)のカタログには光路図がある。穴の奥にはスリットがあり、そして、ベースの上に凹面のブレーズ回折格子が作り付けてあり、そこで分光した光がスリットの横にあるラインセンサーに結像する仕組みだ。穴の部分にはガラス窓が付いているので、埃が内部に入り込む心配はない。実物が届くまでは埃がスリット部分に集ったり、内部に入るとまずいので、測定しない時はテープで窓をふさがなければと思ったいたけれど、それは杞憂に終った。

でも、光路図を見て、えっと……、どこが動くのでしょうか?動作部分が見当たらないんですけれども……と不審がっている。まさか、凹面回折格子の曲率を変えてるとも思えないし、ブレーズ角がMEMS技術で可変とも思えない……。

どうも、MEMS技術というのは機械的駆動という意味ではなく、深掘りのエッチングでスリットを作っているというあたりの話のような気がする。
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個人的には、MEMS技術を用いてと書かれると動きがないだけに違和感があるところだ。

それでも、可視領域の分光ユニットがほぼ2立方cmで実現できていて、5万円もしない価格で販売されているのは、256素子で、分解能が10nm以下だとしても驚異なことで技術の進歩の有難みを感じている。
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# by ZAM20F2 | 2017-06-14 21:20 | 科学系 | Comments(0)

短信:オタマジャクシ不在

5月末にわらわらと上陸活動をしていた人々、まだ足がでてないのが残っていた気がしたのだけれど、その後一向に見かけない。
ここ数年、7月頃まで足も出ていないのが泳いでいて不思議だったのだけれど、今年は、あるべき姿に戻ったような感じだ。春先に、なかなかオタマジャクシが見られずに異常な年だと思っていたけれど、上陸後の様子はあるべき姿になったようだ。
などと書いていると、4月の記事の後のように、明日あたり、うようよと足も出ていないのが泳いでいるかもしれないけれど……
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# by ZAM20F2 | 2017-06-12 20:25 | 動物系 | Comments(0)

予告編:楢ノ木技研USBスペクトロメーター ezSpectra 815Vで遊んで見る

分光測定というと、机の上を占拠する自記分光光度計を使うか、分光器やら光源やらを組み合わせるのが普通だったのだけれども、ファイバー入力でUSB接続可能なポリクロメータが出現して大きく様変わりした。大きさ的には、一家に一台あっても邪魔にならない位なんだけれども、値段的には一家に一台とはならないような価格なので、さすがにふらふらと買い込めず、このブログでも回折格子フィルムとデジタルカメラの組み合わせでの分光器を作ってみたりしていた。
数日前、何かの弾みでディスプレイのスペクトル計測の頁に行き着き、そこで使われている分光器のメーカーである楢ノ木技研さんのWebをのぞいてみたら、入門クラスの一眼デジタルカメラ程度で買える分光器を売っている。
さすがに、ファイバー入力の分光器が2000から4000チャンネルあるのに対して、256チャンネルで、分解能もそれなりだけれども、一家に一台の分光器としては十分な性能を持っている。最初に見たサイトには、すぐに売り切れになるようなことが書いてあったのだけれど、そんな様子もなく、普通に売っていたので、気軽に一台発注してみた。その後、品切れになっているので、危ないところではあった。

ezSpectra 815Vは基板の上に実装されているだけなので、取り扱いに注意が必要。そこで、一緒にezSpectra 815V用簡易ケースも注文している。ケースにくるまない写真は楢ノ木技研さんのWebにもあるので、ここでは、ケースに収めた様子。
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銀色のところの真中が受光窓。横からだと
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と、なかなかにコンパクト。簡易ケースは側面はあいているので、毎度おなじみのmtテープを貼って側面は塞いでいる。
接続はμUSBのAタイプ。

やってきて数日遊んだ範囲で、ディスプレイ画面や、LED電球のスペクトルや演色性を評価するにはこのままで十二分の性能。でも、顕微鏡に取り付けて顕微分光をしたり、あるいは、簡易な透過スペクトル測定装置なんかにするのには、癖を理解して最適化する必要がある。たとえば、「ディスプレイのスペクトル計測」記事の白熱電球と太陽のスペクトルは紫外に迷光がのっているし、長波長側に機器由来の振動構造が生じており、その低減が分光測定には重要だ。


このユニット、発売から1年以上たっているのだけれど、Web上の情報が多くはない。価格と性能を考えると、高校なんかの課題研究の道具としてもすごく使える気がする。ので、不定期連載で、取り上げていくつもりでいる。

※このシリーズ、プロジェクトTタグをつけることにしました。
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# by ZAM20F2 | 2017-06-11 17:22 | 科学系 | Comments(0)

大違い

ゾウリムシ、顕微鏡で眺めてみる
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前のエントリーの図のようなやつが見える訳だけれども、でも、図からのイメージとは大違いだ。
いや、図を眺めた時点では、ゾウリムシの体は平べったくて、図の面を保ったままずりずりと進んでいくと思っていた。でも実際のゾウリムシはなめらかだけれども、単純な体型ではなく、長軸周りの回転をしながら動いていく。これは、静止画には反映させにくい。
記憶の限りで、ゾウリムシを直接眺めるのは初めて。動画は見たことはあるかもしれないけれども、そんなのは、あまり注意して見ていないわけで、自分の目で見るとずいぶんと違った印象になる。
とりあえず、位相差で眺めてみた
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確かに単純な透過では見づらい組織も写っていて、この手の生物研究には位相差が強力なのは実感できる。透過の微分干渉は手持ちがないのだけれど、偏光で見てみると
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組織中に複屈折のある部分が見られる。でもこれじゃ全体の輪郭などが見られないので、鋭敏色板を入れてみた。
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動きは速いので、対物の倍率を上げると視野の中で止められないので、とりあえず、PVAの粉末を散らしてみると、その近辺では、動きが悪くなって、対物の倍率を上げても、視野の中にとらえられるようになる。
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一部の組織が大きな複屈折を持っていることから、そこそこ複屈折性のあるものが集中していて、しかも、向きによっては、ほぼ複屈折を与えないので、並んでいる構造であることがわかる。
いや、なかなかおもしろいんだけれど、この個体、この後破裂した……
つまり、お亡くなりになってしまった訳で、カバーガラスの外にいた個体も、水の蒸発でひからびていて……
毎日意識せずに、数え切れないほどの微生物を殺しているし、動物の死骸を食べているわけだけれども、目の前で破裂されると悪いことしたなぁという気分になってしまう。
生物系の研究者には向いていない気がする。
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# by ZAM20F2 | 2017-06-11 09:26 | Comments(0)

ゾウリムシ

発作的にゾウリムシを買ったという話をしたら、速攻で
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がやってきた。頁をめくってみると、最初に目につくのは様々なゾウリムシ
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いや、ゾウリムシにこんなに種類があるとは思いませんでしたとも。
でも、この本、素人には順序が逆の気がする。だって、識別に使う器官の名前を書かれたって、それがどれかがわからないんだもの。その後にある
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図が先にあった方が幸せだ。でも、いろいろとためになることが書いてある。たとえばゾウリムシは動きが速いので、顕微鏡観察の時には寒天などで粘性を高くして動きを遅くするのだそうだ。本を貸してくれた人からはCMCで粘性をという話を伺ったのだけれど、寒天もCMCも在庫はなく、とりあえず手元にある
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を眺めて思案中。
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# by ZAM20F2 | 2017-06-08 21:19 | 文系 | Comments(0)

コノスコープ NA0.55×1.5

雲母のコノスコープの目玉を見えるようにするために、NA値を大きくした。
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使っている対物はNA0.55のまま。やったことは
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試料上面に半球ガラスを置くこと。
コンデンサの方は元から十分なNA値のものを使っている。

本当は、液晶試料でやりたいところなんだけれど、ホットステージに入れることを考えると、下もスライドガラスではなく、半球レンズにして、上下の半球レンズの位置を精密に合わせて、さらに、電極となる金属ワイヤーをスペーサー兼用でつかってと、なかなか細かい作業が必要になり、アイデアだけになっている。


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# by ZAM20F2 | 2017-06-03 22:51 | 顕微系 | Comments(0)

コノスコープ NA0.55

おなじみの雲母のコノスコープ像。使っている対物のNAは0.55
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残念ながらこのNAだと2つの目玉はみえない。


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# by ZAM20F2 | 2017-06-01 21:00 | 顕微系 | Comments(0)

ある気がする

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なんとなく見つけて取り寄せてみた本。偏光顕微鏡の本というと、光学のことはあまり書いてなかったりするけれども
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このような図があるあたり、全般的に書いてあるみたい。
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こんな妙な図も入っているんだけれど、なんか、これ、その辺に実物があるような気がしている。
↑気のせいだったみたいです。実物を見たことのある人からコメントがありました。
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# by ZAM20F2 | 2017-05-30 21:48 | 顕微系 | Comments(0)

ペンダントルーペ

東海産業は様々なルーペを販売しているけれども、その中で、これは一番安い品ではないかと思う。
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直径28mmのレンズが入った手持ちルーペ。倍率は3倍。
コーティングもしていない単純なルーペだけれども、ちゃんと光学ガラスを用いているという。見え方もしっかりしている。
気軽に使えるしなで、複数持っていてもよいきがする。
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# by ZAM20F2 | 2017-05-27 20:42 | 物系 | Comments(0)

わらわら

わらわらと登攀中
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こちらには予備軍も控えている
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底の方に見える黒い部分は手足の出てない人々の気がする
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それにしても、例年なら
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このあたりの葉っぱの上で登攀完了の顔をしているすっとぼけたやつがいるのに見当たらないし、例年は登攀ポイントの
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はまったく人気がない。
何が違っているのだろう?
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# by ZAM20F2 | 2017-05-25 20:57 | 動物系 | Comments(0)

上陸準備中

三日前に足が出た写真をあげたばかりなんだけれど、すでに、上陸準備中の人がいる
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色も、オタマジャクシから変わりつつある
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# by ZAM20F2 | 2017-05-24 22:18 | 動物系 | Comments(0)

ツバメ

久しぶりにツバメを見た
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数年前までは、平日に駅でツバメの巣をみていたんだけれど、いつの間にかそこの駅ではツバメを見なくなっている。そのあたり、黄昏時にはコウモリも飛んでいるので、まだ餌になる虫は生息していると思うんだけれど、ツバメだけは見なくなった。
このツバメ、視野角特性がすごく悪い液晶テレビを見た帰りのこと。道の駅に営巣していた。
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もう少し上の方では、ガスの中餌を探して飛び回っていた
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# by ZAM20F2 | 2017-05-23 21:04 | 動物系 | Comments(0)

日本の北アルプス……

信州デスティネーションキャンペーンというのをやっているらしい。駅の放送でキャンペーンのアナウンスが流れているんだけれど、何度聞いても「日本の北アルプスと言われる長野の」と言っている気がする……
たしかに北アルプスは長野と富山・岐阜にまたがってある訳だけれども……、そんなこと言われたら中央アルプスは黙っていないだろうし、南アルプスだって気を悪くする。
これ、「日本のアルプス」の聞き間違いかと思って、駅を通るタイミングが合えば、何度か注意して聞いているつもりなんだけれど、何度聞いても「日本の北アルプス」と言っている気がする。
誰か、突っ込まないかなぁ
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# by ZAM20F2 | 2017-05-23 20:46 | Comments(0)

成長中

足が出始めた人もいる
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例年に比べると壁際にいたり、一カ所に集まっていることが多く、水面を勝手に泳いでいる感じがないのが不思議なのだけれど、まあ、でも、足が出始めているので、今月末頃には上陸を果たすのも出てくるだろうと思う。
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# by ZAM20F2 | 2017-05-21 17:55 | 動物系 | Comments(0)

朴の木、その後

つぼみだった朴の木の花、咲いたと思ったら、あっという間に散ってしまった。
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一日ごとの撮影でこんな感じ。
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# by ZAM20F2 | 2017-05-17 20:43 | 植物系 | Comments(0)