PCによるデジタル一眼レフ 眼 カメラの の制御 総合科学技術研 研究所 横山直樹 デジタル 眼レフカメラ デジタル一眼レフカメラ ラをPCから制御 • カメラのUSB端子を利用 • 総合的な制御 （絞り、シャッタースピード、シャ （絞り、シャッタ スピ ド、シャ ャッタ 、その他のモ ド） ャッター、その他のモード） • たとえばCanonのEDSDK 日本では非サ サポート https://www.didp.canon‐europa.com/ • NikonのSDK https://sdk.nikonimagingg.com/apply/ • シャッター制御 • 簡単な付加回路でレリーズを制御 • PCのUSB端子を利用 DO • PCIバスに挿したI/Oカードを利用 • 上記をWindowsから、あるいはLinuxxから実行可能 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 2 PCで制御する利点 • 撮影画像をPC側に持てる • ストレ ストレージ容量の制限がほぼ無い ジ容量の制限がほぼ無い • 画像認識により撮影の自動化ができ きる可能性 • 自動化でなくても、大画面でピントチ チェックなどが容易にできる • シャッターの制御が可能 • 微速度瞬間写真へ応用（天体写真な 微 度瞬間写真 用（ 体写真などでの応用） 用） • 現象との同期が柔軟にできる 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 3 EDSDK Eos E Software S ft D Development l t Kit • 日本ではサポートが無い。－＞Caanon EuropeへApplication • Windows上でカメラを認識するため めのドライバが必要 • 古いカメラを新しいOSでは使えない たとえば初代のEos Kiss Digital‐Nを 以降 使 な 。 Windows Vista以降で使えない。 • EDSDK関係のdllが必要。－＞配布は は出来ないので、該当カメラの付属CDあ るいはCanonのWebからEOS Utilityを をインストールしてある環境が必要。EOS U ili 自体もEDSDKを使 て作成され Utility自体もEDSDKを使って作成され れている。 れている • MacOSでも使用可能 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 4 EDSDKを使えるようにす する ① 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 5 EDSDKを使えるようにす する ② 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 6 EDSDKを利用して開発し した独自のプ グラム した独自のプログラム • MFCベースであればWindows上の のGUIプログラムでも比較的簡単に 開発可能（逆 開発可能（逆にcommand line版の 版の方が作りにくい。イベントの処理の 方 作り く 。イ 処 関係） • EDSDKのサンプルとして供給されてい いるCamera Controlのソースがある程度 参考 な 参考になる。ただしこれを改造して好 だ れを改造 好きなようにするのは困難。 きな う す 難 • 今回は絞り、シャッタスピード固定、シャッターのタイミングを現象（鋼球の自 由落下）と同期させるプログラムを開 開発した 鋼球の自由落下は USB経由 開発した。鋼球の自由落下は、USB経由 のDigital Outを利用し、ロジックレベルでトランジスタをスイッチングして励磁 電流を制御する方法を用いた。 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 7 MFCダイア グベ スの MFCダイアログベースの のプ グラムの例 のプログラムの例 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 8 PC側のドライブにセ ブ PC側のドライブにセーブ 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 9 USB経由のDO (Di (Digita ital l Output) O t t) • USB‐AKI2.0 • 安価 • NIのI/F NI NI‐USB6008 USB6008 • 安価どころか無料 （数年前のNIの講 講習会で無料配布） • LabViewとかで駆動するとかえって面 駆動す 面倒なので、ドライバ経由ではあるが、直 倒 、 ラ 経 あ 、直 接駆動。 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 10 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 11 リレ リレーユニットキットを利 トキ トを利 利用 • http://www.kugaden.com/kk‐ro‐5vv.html 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 12 ソレノイドの駆動回路 レノイドの駆動回路 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 13 ノ ノーマル ル 落下－＞シャ 落下 ＞シャッタの結果 タの結果 Norma al 1/1600 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 Normal 1/3200 談話会 14 リバ ス シャッター－ リバース シ タ －＞落下 ＞落下 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 15 ブ ブランクタイムの発生 クタイム 発生 現象 象 よ 象によっては致命的 は致命的 Rev delay 0 シャッタ－＞落下 EDSDKのtakepictureコマンドがネック Normal delay 0 落下－＞シャッタ－ 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 16 EDSDK以外の方法でシャッターを切る試み タ を切る試み • EDSDKを使わないので、Windows側 側がカメラをストレージデバイス等 と認識しなくても使える。 認識 なく も使 る。 • 落下系の分離 －＞USBを使わな ない • PCIカードを使ってみる PCIカ ドを使ってみる • Interface社の評価ボード http://www.interface.co.jp/catalog/p prdc.asp?name pex 285122 prdc.asp?name=pex‐285122 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 17 実験結果の例 DD=35 2014/10/22 DD=50 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 18 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 19 結果の表 EOS Kiss Digital 計測結果 exp # 位置 上縁 位置 上縁 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 2014/10/22 ソレノイド位置 ド位置 432.5 443 465 468 487.5 497.5 502 517 523 532 534 532 538 535 543 545 550 550 553 551.5 552 552.5 552 552 落 落下距離 離 (m) ( ) 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 553 0.1205 0.11 0 088 0.088 0.085 0.0655 0.0555 0.051 0.036 0.03 0.021 0.019 0.021 0.015 0.018 0.01 0.008 0.003 0.003 0 0.0015 0.001 0.0005 0.001 0.001 換算時刻 デ ディレイ設定時間 設定時間 カメラディレ カ デ 0.15681785 0.14982984 0 13401188 0.13401188 0.13170778 0.11561724 0.10642617 0.10202041 0.08571429 0.07824608 0.06546537 0.06226998 0.06546537 0.05532833 0.06060915 0.0451754 0.0404061 0.02474358 0.02474358 0 0.01749636 0.01428571 0.01010153 0.01428571 0.01428571 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 195 197 199 202 210 220 230 240 250 245 245 247 243 240 256.8178 259.8298 254 0119 254.0119 261.7078 255.6172 256.4262 262.0204 255.7143 258.2461 255.4654 257.27 262.4654 254.3283 262.6092 255.1754 260.4061 254.7436 264.7436 250 262.4964 259.2857 257.1015 257.2857 254.2857 20 レリ ズタイムラグ Ca レリーズタイムラグ Canon 機種 EOSD60（デジタル） EOS10D（デジタル） EOS20D（デジタル） EOS30D（デジタル） EOS40D（デジタル） EOS50D（デジタル） EOS60D（デジタル） OS60 （デジタル） EOS５D （デジタル） EOS５DMKⅡ （デジタル） EOS５DMKⅢ （デジタル） EOS７D （デジタル） EOS１NRS（銀塩） EOSRT（銀塩） EOS１V（銀塩） 2014/10/22 レリーズタイムラグ ／機 機種 EOS1D、１Ds（デジタル） 約０．１００秒 約０．０９０秒 EOS１DMKⅡ、１DMKⅡN、 OS１DMKⅡ １DMKⅡN 約０．０６５秒 １DｓMKⅡ、1DMKⅢ、１DｓMKⅢ 約０．０６５秒 （デジタル） 約０．０５９秒 約０．０５９秒 約０ ０６０秒 約０．０６０秒 約０．０７５秒 EOS1DX（デジタル） 約０．０７３秒 レリーズタイムラグ 約０．０５５秒 約０．０５５秒又は 約０．０４０秒（最短、 撮影者側での変更が 可能） 約０．０５５秒又は 約０ ０５５秒又は 約０．０３６秒 （最短、撮影者側で の 変更が可能） EOSKISSデジタルX５０（デジタル） 約０．１１０秒 EOSKISSデジタル（デジタル） 約０．１２８秒 EOSKISSデジタルN（デジタル） 約０．１００秒 EOSKISSデジタルX（デジタル） 約０．１００秒 約０．０５９秒 約０．０５９秒 約０．００６秒 約０．００８秒 約 約０．０５５秒又は 約０．０４０秒（最短、 EOSKISSデジタルX２、X３、X4、X5、 約０．０９０秒 撮影者側での変 EOSKISSF （デジタル） 更が可能） 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 21 レリ ズタイムラグ Nikon レリーズタイムラグ 機種 D2X（デジタル） D2Xｓ（デジタル） D2HS（デジタル） D3（デジタル） D3X（デジタル） D3S（デジタル） D4（デジタル） デジ D1（デジタル） D1X（デジタル） D200（デジタル） D300（デジタル） D700（デジタル） D８00・８００E（デジタル） D70（デジタル） D80（デジタル） D90（デジタル） D3100（デジタル） D5100（デジタル） D7000（デジタル） 2014/10/22 レリーズタイムラグ 約０．０３７秒 約０．０３７秒 約０．０３７秒 約０．０３７秒 約０．０４０秒 約０．０４０秒 約０．０４２秒 約０．０５８秒 約０．０５８秒 約０．０５０秒 約０ ０４５秒 約０．０４５秒 約０．０４０秒 約０．０４２秒 約０．１００秒 約０ ０８０秒 約０．０８０秒 約０．０６５秒 約０．１１０秒 約０．２００秒 約０．０５２秒 ／ 機種 種 α７デジタル（デジタル） αSW WEETデジタル（デジタル） レリーズタイムラグ 約０．１１０秒 約０．１２０秒 α20 00、α300、α350（デジタル） α23 30、α330、α380（デジタル） α５５０（デジタル） α７００（デジタル） デジ α９００（デジタル） α５５（デジタル） α７７、α６５、α５７（デジタル） NEX X５（デジタル ミラ レス機） X５（デジタル・ミラーレス機） NEX X5N、7（デジタル・ミラーレス機） 約０．０８５秒 約０．１００秒 約０．０７０秒 約０．０６６秒 約０．０６３秒 約０．０９０秒 約０．０５０秒 約０ １００秒 約０．１００秒 約０．０２０秒 E‐10、E‐20、E‐30（デジタル） EE‐１ １（デジタル） E‐3（デジタル） E‐5（デジタル） E‐620（デジタル） E‐520、E‐420（デジタル） 約０．０６０秒 約０ ０７０秒 約０．０７０秒 約０．０６０秒 約０．０６０秒 約０．０７０秒 約０．０８０秒 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 22 ここまでのまとめ • EDSDKは同期の点では使用しない い方が良い。ただし高度な制御をす る場合 そ 限り る場合はその限りではない。 な 。 • 同期を優先すれば、かなり自由な な撮影が可能。ただしレリーズディレ イは必ず存在するので数ミリ秒を問うような応用ではカメラを選ばな ければならない。 USBを利用した場合 特に２系統で で落下とシャッタ 制御を並列で で落下とシャッター制御を並列で • USBを利用した場合、特に２系統で 行った場合のジッターを検討する必 必要がある。 2014/10/22 学技術研究所 第２５１回 総合科学 談話会 23
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