テレセントリックレンズの仕組み

通常のレンズは、近くの物は大きく見え、遠くの物は小さく見えます。

（　遠いものは大きく、近いものは小さく、と語ったのは、スタジオジブリの映画　耳をすませば　の バロン だったでしょうか。）

一般的に、イメージスキャナで図面をスキャンした場合に、倍率精度が低い原因はここに有ります。

球をイメージスキャナでスキャンをすると楕円になります。
コンビニのコピー機で是非試してみてください。

〜〜〜〜〜

一方、

テレセントリックレンズの像は、物体が前後してピントがぼやけても、結像位置の前後で倍率が変わらない特徴があります。

正射投影イメージスキャナ（オルソ・スキャナ）　OrthoScan-IMAGER （　http://www.imeasure.co.jp/ortho/　）がオルソ画像を得る仕組みは、レンズがテレセントリックレンズを使用することにあります。

その原理を示す図が公開されてましたのでご紹介します。

ポイントは、テレセントリックレンズの対物レンズの焦点距離の位置（ピント面の意味ではないことに注意）に絞り環が入る、という事です。絞りを入れることで光軸に平行に入射する光以外はカットされる事がよく分かります。

物体からレンズ開口に向けて入る光の中で、レンズ光軸に対して平行に入射した光だけが、焦点位置に設置された絞り環を通り抜けることができる。その結果、結像に寄与する光線は、全てレンズ光軸に平行に入った光だけになる。

これが、ピント位置前後で結像がぼやけたとしても、対象物の寸法に変化が生じない仕組みです。

5-9　絞りの位置とテレセントリック

http://bit.ly/2gwlemz

ラスターベクター変換ソフト（フリー）を使ってモノづくり

本日は、イメージスキャナを使ったモノづくり方法を提案します。

現物が目の前に有り、そのまま図面にして３Dプリンタでモノづくりしたい。

どんな方法が有るでしょうか。

もちろん、３Dスキャナが有れば便利ですね。

でも、あまりにも高額です。

では、手元に有るイメージスキャナが使えたらどうでしょうか。

１．対象物をスキャナに載せてスキャニングし、

２．得られた画像データを CAD用のベクトルデータに変換する。

うまくいくならこんなに簡単な方法はありませんよね。

対象物が、図面であったり、平面状のものであれば具体的に作れそうです。

■　フリーウェアの探索

スキャナで得られるデータは、ビットマップと言って１つ１つの画像の構成単位、画素（がそ）に濃さの情報があります。

赤（Red)、緑（Green)、青（Blue)の３色が揃うとフルカラーになります。

CAD用のデータにするには、まず、図面のような線画情報を得る必要があります。

この線画を、CADで書いた図面のような「ベクトルデータ」に変換することで、次の３Dプリンターによる加工データを準備することができます。

そこで、線画をCADデータにするソフトを探します。

専門用語では、画像データは、ラスターデータと呼び、CADデータは、ベクトルデータと呼びます。

そこで、探すソフトは、「ラスターベクター変換」機能のあるソフトウェアです。

検索単語：「　ラスターベクター変換ソフト　フリー　」

本日、ざっと探して見たところ、以下2点を見つけました。

現在、さっそくこのソフトウェアを試用しております。

ScanBmp Monkey II

動作OS： Windows 2000/98/95

http://www.vector.co.jp/soft/win95/art/se089461.html

（Windows 8.1 64bit で動作しました。BMPファイルのみ対応のため、最新版のPhotoshopの出力書式が対応できません。ImageJを使ってTIFF→BMP変換しました。）

WinTopo Freeware v1.76

http://www.wintopo.com/dl-wintopo.htm

Windows10に対応しています。有料のProバージョが有るようです。

ーーーーー

図の説明：通常光学系（中心投影光学系）とテレセントリック光学系

通常の光学系は、対象物とレンズの距離が前後した場合、見かけの倍率が変わります。近づくと大きくなり、遠ざかると小さくなる。

一方、テレセントリック光学系は、対象物との距離変動に対して、（ピントはボケますが）倍率変動が生じません。

Photoshopに出来ないこと

OrthoScan-IMAGERを使って、複数回に分けてスキャンした巨大画像の接合（スティッチング）方法を検討しています。

２つの画像を接合（スティッチング）するためには、

片方の画像を固定した場合、

もう片方の接合したい画像に対して２つの移動を行います。

（１）平行移動 (Δx, Δy)

（２）回転移動　(ΔΘ）

平行移動は、Adobe社のPhotoshopを用いて、１ｐｉｘｅｌ精度で行うことが可能です。

回転移動は、レイヤーで重ね合わせた２つの画像に対して、片方だけの画像を回転する機能をPhotoshpは持っていません。

そのため、事前に、所定の角度回転した後に、合成することとなります。

そこで、問題になるのは、Photoshopの回転の精度（誤差）です。

蚊野浩さん デジカメSANYOエンジンの開発者かな。

（facebook投稿より。2016.9.29）

何気なく　「シェーディング補正」で検索したら、素晴らしいドキュメント（pdf）を発見しました。(^^)

２０１６年６月６日のテキストです。

著者は、京都産業大学の蚊野浩さん

http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~kano/pdf/course/SP1.pdf

http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~kano/member.html
経歴を拝見すると、
ーーーーー
1984年京都大学大学院情報工学専攻修士課程修了
1984年三洋電機入社
1998年京都大学博士（工学）取得
2010年三洋電機退職
2010年京都産業大学コンピュータ理工学部 教授
ーーーーー
です。
つまり、あの、２０００年にデジカメを産み出したSANYOエンジンチームのかなりコアなところに居らした方なのでしょう。

なんせ、当時の NIKON, OLYMPUS, E社 のデジカメのエンジンは全て三洋でしたからね。

出典：

https://www.facebook.com/iMeasureInc/posts/1186231754781889