hirax.net::Keywords::「測定」のブログ

■明るさを測ろう。　

新技術の女神

　というわけで、今回はいろいろな場所の明るさを測りたい。というわけで、帰る途中、照度計を片手に測り続けてみた。周りから見ると「変なおじさん」に見えたかもしれない。

　　理想照度の例によれば、製図作業の場合で750-2500 lxということだから、「日が陰った時の新幹線ホーム(日陰部)」で本を読んでいるのは、なかなか理想的と言えるだろう。ただし、勉強机の理想照度は500-1000lxとなっている。この勉強机と製図作業の差がどこから来るのだろう？

　また、「教室、実験室」の理想照度が200-700であるから、PCで作業をするにはトンネルに入った時位でないと辛い。バッテリー駆動で液晶が暗くなっているなら、なお更である。同じ窓側で、太陽と同じ側と反対側でPCの液晶位置での照度自体は同じだったのは少し意外である。ただし、その位置で同じであっても、直接日に当っている所が視野に入るか、入らないかが大きく違う。そのため、目の疲れ方が違うことになる。それは、新幹線ホームの例でも同じである。

　上の表の下部にいくつかの環境下における理想照度を示した。ぜひ、測って自分の快適度と重ね合わせて実感してみたい。ちなみに、私の居室は400 lxであるから、なかなか良い感じである。

　ところで、「浜松ホトニクスを創業したグループが高柳健次郎に師事した人達であった」というのを初めて知った。高柳健次郎というのはTVを発明した日本人である。前に、NHKの朝の連続TV小説で題材となっていたから、知っている人も多いだろう。そのTVドラマ自体もとても面白かった。もちろん、同じような業界なので、浜松ホトニクスと高柳健次郎の間にどこかで接点はあっただろうと思っていたが、浜松ホトニクスがここまで高柳健次郎に影響を受けているというのが新鮮であった。浜松PHOTOND FAIRでも浜松ホトニクスの歴史を展示するブースで高柳健次郎の作ったTVと同じようなものを展示、実演していた。あの有名な「イ」という文字を表示していた。

　そして、高柳健次郎が強く感銘を受けたという言葉が掲げてあった。こういった内容だったと思う。

　「新技術の女神は後頭部ハゲだ。新技術の女神を捕まえようとして、後ろから女神を追いかけて後ろ髪を捕まえようとしても無駄だ。女神の正面に先回りし、正面から前髪を捕まえなければ、捕まえることはできない。」

■鴨川カップルの謎　

そうだ、京都、行こう

　京都の風物詩の一つに「鴨川カップル」がある。京都を流れる鴨川の川縁に、カップルが等間隔に並ぶ現象である。鴨川の三条大橋から四条大橋までがその舞台である。この鴨川カップルについては、いくつかの性質が知られている。

1. 基本的にはカップルらは等間隔に座る。
2. 暗くなるに従い、カップル間の間隔が狭まる。
3. 電灯の近く、すなわち、比較的明るいところではカップル間の間隔は広がる。
4. 夏はカップルの間隔が狭まり、冬はカップルの間隔が広がる。
5. 夏はカップル数が多く、冬は少ない。
6. 男性が連れ立って、しかも何人かで座っていると、その周りにはカップルはなかなか座らない。

鴨川カップルの例

いい雰囲気の2人 (四条大橋の上から撮影)

移動中の鴨川カップル

これは男同士。2人で語り合っている高校生男子。

(この後、1999.05.04午前中に撮影した画像も示す。午前でもあるにも関わらず、上の時より密度が高い。もちろん、夜の密度の高さはこんなものではない)

1999.05.04午前中に撮影した画像

　今回の目的は、「鴨川カップル」のこのような性質はなぜ生じ、そこに効いているパラメータを実測することである。

　まず、性質2,3(暗くなるに従い、カップル間の間隔が狭まる、電灯の近く、すなわち、比較的明るいところではカップル間の間隔は広がる)より、明るいと隣のカップルと離れようとする力が大きくなると予想される。また、カップル同士が離れようとする力、斥力、のバランスにより性質1(基本的にカップルらは等間隔に座る)が形成されていると考えられる。

　性質3(夏はカップルの間隔が狭まり、冬はカップルの間隔が広がる。)の季節による間隔の違いは性質4のカップル数の違いから来ているのかもしれないし、それ以外の何らかのパラメータがあるのかもしれない。性質4(夏はカップル数が多く、冬は少ない)はやはり「寒さ」のせいであろう。京都は本当に寒い。いくらアツアツのカップルとは言えども、寒いものは寒い(多分、想像だが)。当然、建物の中でのデートとなるだろう。自ずと、鴨川カップルは少なくなる。

　性質5(男性が連れ立って、しかも何人かで座っていると、その周りにはカップルはなかなか座らない)については、「男性の群れ」というのは普通のカップルに比べて非常に強い斥力が働いていると考えられる。この性質5に関しては、私の実体験を持って語ることができる。私と友人連中が鴨川の川岸に近づくと、座っている鴨川カップルが離れていく、という経験を何度もしたことがある。やはり、強い斥力が働くのだ。

　計算は全てMathematica3.0を使った。計算の例をMathematicaのNotebookで示す。また、計算の考え方を以下に示す。

計算方法

	鴨川の川縁を真上から見た所。画面上部が鴨川。画面下部が歩道。画面中央に街灯がある。そのため、画面中央が一番明るい。
	カップル達はこの辺りに座る。
	対称性を考えて、画面の左半分のみを考える。また、赤い線上にカップルが座るものとする。
	その線上の明るさを模したもの。X=100の所が街灯の直下とする。 　このような明かりに照らされた状態で、カップルが照らされているとする。 また、他のカップルが他のカップルに見える明るさは距離に反比例するものとする。普通ならば、距離の2乗で反比例にしたいが、計算の簡単のため、こうした。 　こうしておいて、隣のカップルの存在感(=カップルの明るさ/距離)が左右で同じという条件をつけてやる。
	100m内にカップルが5組として方程式を解くとこうなる。棒グラフの先端の位置がカップルの座っている位置を示している。1組目は0m地点、5組目は100m地点、すなわち、街灯の直下である。 　明るい所ではカップルの間隔が離れているのが判ると思う。 　カップルの居心地(隣のカップルの存在感=隣のカップルの明るさ/距離)はいずれも、8という値である。カップルの居心地指数は少ないほど快適であることを示す。

　それでは、条件を振ってやってみたい。上からだんだん暗くなっていく。鴨川の半日である。また、カップル数はいずれも100m辺り5カップルである。

左から、真上から見た鴨川の川縁、左半分の明るさ分布、左半分のカップルの位置、カップルの居心地

			20
			16
			10
			8
			6.4

　昼間はカップルが等間隔であり、夕方になり、街灯で照度分布ができると、カップルの間隔も分布ができている。といっても、そういう条件で解いているのだから、当たり前だが。
　また、カップルの居心地は暗くなった夜の方が快適であるのがわかると思う。それは、カップルの様子を見ていても、その通りであると思う。しかし、快適であるからといって、カップルが何をやってもいいという意味ではない。そこは、はっきりしておきたい。

　今回は、カップル数を全て同じにしたが、逆に同じ居心地指数であるという条件下で解けば、夜の方がカップルが多いという性質も再現できる。これらの計算モデルと実験を比較していくことにより、鴨川カップルの性質を実証していくことができるだろう。なお、今回は計算の簡単のため、男性連れの効果は組み入れていない。また、いつかもう少しまともな計算をしてみたい。

　計算を行った感想だが、実に不毛な計算であった。気が向けば、モンテカルロシミュレーションによる鴨川カップルの検証も行いたい、と思う。が、気が向く日はきっと来ない。

■振動・声紋解析用のソフトをつくる　

PCオシロソフトを高機能にしたい

　前に作った2Chオシロ&FFTアナライザーに時間vs周波数グラフの表示機能を付けたい。そうすれば、もしも音声解析に利用するならば、声紋分析もできる。また、振動解析ならば、周波数変化を簡単に調べることができる。こういったものが簡単に作れるのはLabViewの素晴らしい所だ。

　このソフトを動かすと、コンピューターのファンやハードディスクの回転数はとても鋭い周波数ピークを持っていることがよくわかる。また、マイクに向かってしゃべれば、声紋分析も可能である。ウソ発見器などにも応用してみたい。

　下がアプリケーションを動かした様子である。左上が生波形、左下が周波数vs強度、右上が1Ch目の時間vs周波数分布、右下が2Ch目の時間vs周波数分布である。

作ったアプリケーションの画面 (適当にしゃべったところ)

　測定用の準備は整ったので、このアプリケーションを使って色々な音声解析や振動解析などをしてみたい。ところで、このアプリケーションを作成した所で、ほとんど同じようなソフトの広告を見かけた。

http://www.mcor.co.jp/goods/fft/

　上に載っているソフトと同じようなことは今回のソフトを使えばできると思う。また、http://www.mcor.co.jp/goods/fft/にあるソフトの便利そうなところは参考にしたい。

　ここに今回作成したアプリケーションを置いておく。
ocilo2.lzh 1,266KB (打ち止めです。あしからず。)
　LabViewのアプリケーションライセンス上、ダウンロード数が40本を近くなったところで削除する。

■感温液晶でNotePCの発熱分布を可視化する　

熱いところで感じてみたい St.Valentine 記念

東急ハンズで実験材料をいくつか買った。その中から、感温液晶シートを使って計測を行ってみたい。
色が変わる材料というものは多い。温度により物質の色がかわる現象はサーモクロミズムと呼ばれる。光により色が変わるサングラスのような現象の場合はフォトクロミズム呼ばれる。けっこう、色々な応用を見かける。
通常の感温液晶はコレステリック(Cholesteric)効果により反射光のスペクトルが変わるため、色が変化する。

これが感温液晶シートである。よくで見かけると思う。

感温液晶シート

さて、それでは感温液晶を使っていくつか測定を行ってみたい。まずは、NotePCの発熱分布を調べてみる。最近のNotePCはかなり熱くなるものが多い。暖かいというよりもアッチッチ状態になるものさえある。

それでは、

• Toshiba Libretto50
• Panasonic Let'sNote mini(AL-N4)

いずれも、感温液晶シートをNotePCの上に載せることにより、評価を行っている。今回は発熱分布を知ることが目的であるので定量的な評価は行っていない。もし、温度を定量的に行いたいのであれば、色と温度の対応曲線をあらかじめ測定する必要がある。

以下に結果を示す。

Libretto 50

	左上：上面 右上：上面の発熱分布 左下：下面の発熱分布

Panasonic Let'sNote mini (AL-N4)

	左上：上面 右上：上面の発熱分布 左下：下面の発熱分布 感温液晶シートのサイズがA4であるため、Let'sNote miniにちょうどフィットする。

Libretto50ではPCカードのNICを右に挿しているため、キーボードの右側部分の発熱が大きい。また、下面ではハードディスク部分の発熱がわかる。また、ク＊ックア＊プしているせいかかなりアッチッチである。
Libretto50,Let's Note miniいずれにおいても液晶のドライバーがある部分(液晶の左)は発熱が激しいのがわかる。

本来ならば、愛用しているTOSHIBA Portege320でも計測を行いたい所だが、ただいま長期入院中である。間もなく使用1年になるが、これまでに入院3回を経験し、入院期間は計2ヶ月にわたる。昔の小説家もビックリの病弱さである。他の使用者の話を聞いていても実に不安定な機種のようだ。一体、疲労骨折を経験していないPortege320というのは、はたして存在するのだろうか。あぁ...

今回は手元にあったNotePCでのみ測定を行ったが、近所の協力の下に色々なNotePCの発熱分布を調べる予定である。特にパームレスト周りの発熱分布などは割に軽んじられているだけに、興味がある。

今回は感温液晶を使った温度分布の簡単な可視化をしてみた。同じような測定は色々してみる予定である。

感温液晶と同じように、温度で変化する材料は多い。例えば、FAXでよく使用される感熱紙もそうである。
他にも、RICOHの熱可逆性情報表示フィルム
http://ext.ricoh.co.jp/saiyo/sin/prof/eyes/page4_2.html
などもそうである。
これなどはお店のポイントカードなどでよく見掛ける。私の財布から探してみると、オートバックスのポイントカードがこれと同じようなものである。70-130℃位の温度変化により透明度を変化させる材料である。これ位の温度であると、真夏の車中にカードを放置するとどうなるか心配なところである。

今回の情報に関連するWEB一覧

• 伊藤のホームページ(http://www.infonia.ne.jp/~itous/)
• 岡山県教育センター(http://www.pref.okayama.jp/kyoiku/sido/edu_cent/seminar/rika/rikasho/zikken.htm)
• お湯で変色するサーモクロミズム化合物をつくる(高橋　正）(http://www2b.biglobe.ne.jp/~murasho/news22.htm)
• 液晶について(http://www.osakac.ac.jp/labs/fujita/asai/ekisyo.html)
• 感温液晶を用いた非定常熱伝達の計測システムの基礎的研究(http://village.infoweb.ne.jp/~fwhz0564/kenkyu.htm)
• 感温液晶マイクロカプセルによる可視化(http://koneeko.linux.or.jp/AandO/gfd_exp/exp_j/tech/elc.htm)

■NotePCの発熱分布を比べてみたい　

お熱いのがお好き SOME LIKE IT HOT

前回の「感温液晶でNotePCの発熱分布を可視化する」で行った方法を使って、色々なNotePCの発熱分布を調べてみたい。NotePCを使う際にはパームレストの「気持ち良さ」が重要であると思う。そのパームレスト周りのアッチッチ具合はパンフレットには載っていない。そこで、周りにあるNotePCのキーボード周りのアッチッチ具合を調べてみることにする。

本来ならば、各マシンへの負荷を一定にした状態での比較を行うべきだが、私のマシンでないものも多く、注文を多くするのも、ちょっと...というわけで、平等な比較にはなっていない。

それぞれの結果の見方は、青=温度が低い、赤=温度がちょっと高い、黄色=温度が高い、水色、もっと温度が高い、である。前回の手形の跡などを参考にしてもらいたい。

まずは、私もずっと愛用しているToshiba Libretto50である。このマシンは全くのノーマルである。前回のLibretto50は150MHz駆動であり、別のマシンである。動いているアプリケーションはプリンタポートをたたくソフト。

Toshiba Libretto50

本来ならここに、Toshiba Portege320が入るのだが...

次は、同じく、Toshiba Libretto100である。このマシンはずいぶんとアッチッチになっている。キーボードが全体的に熱くなっている。キーボードから熱を外に逃がしているのだろう。
動いているアプリケーションはプリンタポートをたたくソフト。

Toshiba Libretto100

次はIBM ThinkPad235 (Chandra2)である。Chandra1も同様であるが、キーボードの右半分がずいぶんとアッチッチである。ハードディスクがある場所かな？
動いているアプリケーションはデータ収録ソフト。

IBM Thinkpad 235 (Chandra 2)

次がChandra1。メーカーは、あれ、どこだっけ？
動いているアプリケーションはエクスプローラのみ。

Chandra 1

前回も紹介したPanasonic Let'sNote mini。これもchandraと同じく、右側がアッチッチである。たしか、この機種は放熱板がその部分にあったような...
動いているアプリケーションはプリンタポートをたたくソフト。

Panasonic Let'sNote mini

	左側はLet'sNote miniのHDを入れ替える際に撮影した写真。右側に放熱板が見える。 パームレストの右側には何があるのか？

次は、鬼っ子FMV。まずは、FMV-5133。ここから下はA4以上のサイズとなる。
動いているアプリケーションはプリンタポートをたたくソフト。

富士通 FMV-5133

次はFMV-5100。サイズが大きい機種になると、局所的なアッチッチというものは減少する。
動いているアプリケーションはプリンタポートをたたくソフト。

富士通 FMV-5100

お次はSony Vaio PCG-707。大きいけれど、アッチッチ。キーボード左上にある熱い部分は一体何？
動いているアプリケーションはスクリーセーバのみ。ノートで何をセーブする？

VAIO PCG-707

PCだけでなく、Macintoshも、というわけでPowerBookG3。でかさと熱さには驚くばかり。とはいえ、確かに速い。動いているアプリケーションはグラフ計算機。

PowerBook G3

今回のような測定の場合、通常サーモグラフィーで温度分布を測定するのだが、家でやるにはかなり敷居が高い。それに比べて、感温液晶シートを乗せるだけのお手軽計測ならば簡単である。これからも、色々な測定を行う予定である。