カルマンの渦

 　
　
光は波としての性質を持つため、絞りを通るときに内側に回り込む回析現象が生じます。
一般的に各レンズが持つ最大の解像度が開放時から2 から3絞りの数値だと言われるのはこのためであり、
レンズの各収差との折り合いがとれたところと考えられます。

以下にPC MICRO NIKKOR 85mm 1:2.8D を使用した絞りの数値の違いによる解像度の違いをご覧ください。

pixel 等倍
 　

　
1:5.6
 　
1:16
 　
1:22
 　
　
　
　
　
　
1:32
 　 1:45 　 　 　
　
　
　 　 　

　
1:5.6のシャープさが目立つ、1:16までなら画像処理により使用可能だと思いますが、
1:32以降は使用不能の画像になってしまいました。
　
それではなぜ大きな数値の絞りが設定できるようになっているかと言えば、被写界深度の問題に関わってきます。
絞りを絞るほど前後にピントの合う範囲が広がることを被写界深度が深くなるといいますが。
被写体全体にピントを合わせたいような商品撮影などでは絞りを絞ることで（数値を大きく）ピントを調節しています。
ただ、大型カメラを使用して、大きなフォーマット（4×5インチなど）で撮影すれば、
印刷時の拡大率が低くすむため、回析現象の影響を少なくできるということです。
サイズの小さなCCDでは回析現象の悪影響が直接画像に出てしまう訳ですね。

　
開放
 　
中間
 　
最小
 　
　
　
　
　

　
カルマンの渦
 　
絞りが開放でも最小値の小さい状態でも同じように回析現象が起きるのではないか、だから同じように解像度にも影響するのではないかとお思いでしょう。
そのとおりですが、直進する光の量と回り込んで渦巻きを作ってしまう量が、相対的に小さな絞りのほうが渦の影響を受けてしまうということです。
川の流れに杭がある風景を見かけることはよくありますよね。その杭の下流側には渦巻き状の乱れが生じています。
これをカルマンの渦といいますが、流れの量に比例することを利用してEFI.EGI(エレクトリック フューエル インジエクション)という名称で車のエンジンの燃料供給システムに利用されていました。


CCD Surface

　

下記の機種はCCDの前部にローパスフィルターがついているため、
表題の「CCDの表面」にはあたらないかもしれませんが
"CCDの素性"を下記の4機種で比較してみましたのでご覧ください。
ニッコール50ミリF1.4を付けViewerを撮影してみました。絞りはF8、
TTLで測光した値から+1の露出でシャッタースピードを調節して撮影したそれぞれの画像を
Photoshop の色調補正「自動レベル補正 」で下記のような高いコントラストの画像をつくりました。
D1xの画像に顕著に現れている中心部の明るい円形はフレアースポットといわれる現象で、
CCD表面からレンズ後部が照らされ、その光がCCDに結像してしまう現象です。
D100、 Fuji 系ではかなり弱くはなっているもののフレアースポットは認められます。
4機種とも周辺の落ち込みが激しいですが、実際の撮影ではここまで 画面に影響はしてきません。
しかし、S1Pro の左右の色調の偏りは淡い被写体を撮影した場合、確実に画面に影響してきます。
Fuji のSSでは修理不能という回答でした。

　

 　

　
D1x
 　
D100
 　
　
　
　
　
S1Pro
 　
S2Pro
 　
　
　
　

　
表面の黒い点はローパスフィルターの前に着床した埃などです。
丸くて広がりのある点は粘着性の場合が多くブロアーなどで吹き飛ばそうとしてもますます範囲が広がるだけです。
交換時の状況にもよりますが、レンズ交換を10回程度すればそれなりに汚れが付いていると思ってください。
いずれのカメラメーカーもSSでクリーニングを行ってはくれますが、ある程度、時間がかかることもあり、
頻繁にクリーニングに出すわけにはいけません。
以下にCCD(正確にはローパスフィルター) の清掃を詳しく掲載しました。ご参考にしていただければ幸いです。
　


CCD Cleaning

　

　

写真機材販売の銀一が扱っているPhotographicSolutions社製のCCDクリーナー
『エクリプス』を使用してD1xのCCDクリーニングをしてみます。
米国のコダック・フジ・ニコン各社のプロサービス部で使われていることもあり、
CCDのサイズに合わせた不織布がセットになっています。
まず、清潔な台の上にカメラを置き、ACアダプターをつなぎます。
クリーニングミラーアップをONにしてミラーを上げておきます。
不織布にアルコールを2.3滴たらし、CCDの表面を軽く一定方向に走らせます。
あらかじめ汚れのひどいところは同じくアルコールを1滴ほどたらした綿棒で拭いておいた方がいいでしょう。
この時アルコールを付けすぎると拭き残しが、すじ状に画面上にでてしまうため、気を付けてください。
最後の仕上げはエアーダスターで表面の埃を吹き飛ばしてください。
管の先がCCD面に飛んで傷をつけないように、テープで固定しておくことを忘れないでください。
＊ 一度CCDの表面を走らせた汚れの付着した不織布、綿棒は新しいものに取り替えて作業を繰り返してください。

 　

　
1_クリーニングキット
 　
2_アルコール
 　
3_不織布
 　
3_綿棒
 　
　 　
　
　
　
　
4_ACアダプター
 　
5_ミラーアップ
 　
6_アルコールを2.3滴
 　
6_アルコールを1.2滴
 　
　 　 　 　 　
　
7_CCD表面を軽く一方向に
 　
8_エアーダスター
 　
9_テスト撮影
 　 　 　
　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　 　

『エクリプス』についている不織布は一見効率がよさそうに思えるが、
大きめの綿棒をクリーニング棒に使用しても仕上がりはいいようです。
アルコールも薬局で購入できる無水エタノールで汚れも残らないですし、
地方の方も簡単に手に入れられる材料でメンテナンスができるのですから、、、
最後にテスト撮影をして汚れが落ちたことを確認して終了ですが、
完全にはきれいにならないと思ってください。
ほどほどきれいなところまでクリーニング出きれば上出来です。
カメラメーカーのSSでの仕上がりもほどほどのものですから。
＊ゴム製のブロアーは使用しない方がいいでしょう。
なぜならお尻の部分から汚い空気を吸って前に吹き出しているわけですから、逆効果になってしまいます。
 　
　
＊これまでの作業はあくまで個人の責任に基づいて行ってくださいネ。
 　

Nikon クリーニングキットはカメラ本体から
レンズ イメージセンサーを清掃するキットです。
付属のCDに、イメージセンサクリーニングの方法を
分かりやすく説明しているムービーが収録されています。
シルボン紙をクリーニングステイックに巻き、少量のアルコールをつけ
イメージセンサーの中心から円を描くようにふきあげます。
事前にフィルターなどで練習をして習熟するよう勧めています。
製品詳細はこちらから
　 　

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