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コンデジで大きさの測定

先日、コンデジにクローズアップレンズを取り付けたときに接写ができる仕組みを考えました。このとき、実験でも確めたのですが、その方法を簡単に書くと次のようになります。

1.クローズアップレンズを取り外した状態で、ズーム最大、オートフォーカスで遠くに置いてあるスケールを撮影します。この時、撮影距離も測定します。
2.この状態のままマニュアルフォーカスに切り替えます。さらに、クローズアップレンズを取り付けてスケールを撮影します。この時も撮影距離を測定します。
3.1で測った距離と倍率、2で測った距離と倍率を求めます。
4.距離を変えてもう一度1からやり直します。

この実験結果を使ってクローズアップレンズの仕組みを考えたのですが、この時の結果を使うと、コンデジでも大きさや距離が測れるのではと気が付きました。それで、今日、早速試してみました。コンデジの種類によってはExif情報で距離を出るものもあるようですが、私の使っているPanasonic DMC-FZ150では焦点距離しか表示されません。しかも、この焦点距離はズームで決まっているもので、先日測定したように撮影距離で焦点距離の変化する内焦式のレンズではまったく意味のない数字になっています。

今回の方法は、対象を撮影した後、マニュアルフォーカスに切り替え、その状態でクローズアップレンズを取り付けて、スケールを撮影し、後で倍率を計算します。ちょっと面倒くさいのですが、ズーム最大の条件では、クローズアップレンズをつけたときとつけないときの倍率の関係はすでに求められているので、その関係を使うと、つけないときの倍率は計算で求まるということになっています。さらに、この時の倍率は撮影距離とも関係しているので、この情報から撮影距離も求まります。



試しにやってみました。スケールを撮影してもよいのですが、予備的な実験だったので、こんな蝶を紙に印刷して、段ボール箱に貼り付けて撮影しました(蝶にはフリーのイラストを使っています)。翅の両端間の距離は26mm、52mm、109mmのものを印刷し、それぞれをI、II、IIIとしました。これを遠方から撮影した後(この写真は約2mくらい離れて写したものです)、マニュアルフォーカスに切り替え、クローズアップレンズを取り付けてスケールを撮影しました。



これがクローズアップレンズを取り付けて、焦点位置を変えないでスケールを撮影したものです。この写真から倍率を計算します。



先日測定した、クローズアップレンズを入れた場合と入れない場合の倍率の関係をプロットしたものがこの図です。これは撮影距離1.1mから7mまでの8点で撮ったデータですが、これらを2次曲線で近似しました。



これはクローズアップレンズをつけて測った時の倍率とつけなかった時の撮影距離との関係をプロットしたものです。こちらは4次曲線で近似しました。先ほど得られたクローズアップレンズを取り付けて求めた倍率mからこの両方の情報が得られます。



これはカメラで測定したものと実際の大きさを比べたものです。I、II、IIIはそれぞれ大きさの違う蝶を表しています。カメラで測定すると若干小さめに出たのですが、雰囲気はなかなかよさそうです。



今日は予備実験のつもりで、撮影距離は適当にして撮影したのですが、カメラの倍率から求めたものと比べてみると、やや大きめに出てしまいました。やはり距離を正確に測る必要がありますね。

今回の方法は、撮影のたびにクローズアップレンズをはめてスケールの撮影をしないといけないという面倒臭さはあるのですが、この面倒臭さを乗り越えると対象の大きさと距離の両方が分かるという利点があり、方法としてはなかなか面白いかなと思っています。変換の曲線とデータ点の密度から見ると、大きさについては遠くの対象になればなるほど不正確さが増していく感じですが、距離については逆に遠くでも意外に正確に求まるのかなと思っています。今度、距離を正確に測って検討してみたいと思っています。
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