涼麻が行く ~白犬ウエスティの のんきな生活~

ウエストハイランドホワイトテリア(ウエス、ウエスティ、白犬)の涼麻(りょうま)のことを中心にいろいろと

レンズヒーターの製作(施工編)

2014年06月29日 14時05分35秒 | レンズヒーター

今日は、月末日曜になので「しろいぬの日」なのですが、昨晩の雨のためにランが休園

ということで、昨晩、完成させていたレンズヒーターの様子をアップします。

 

その前に、先日の星撮りのときのカメラボディの温度データをexif情報から拾って、グラフ化してみました

ライブビューで撮影していたためか、写真を撮っているとカメラボディ内の温度が上昇する傾向がありますが30℃には到達しない程度です。

Mac上で写真を確認するとレンズが曇り始めたのは午前1時前でしたが、現地で気付いたのは1時過ぎくらいでしたので、「なんだか、おかしい」と思いながら、何枚か撮り続けていたことになります

その後、レンズをバスタオルでぐるぐる巻きにして、半ばあきらめつつレンズを覗くと、曇りは消えていました(1時40分頃)。

このとき、カメラボディの内部温度は8℃でした(この日の撮影地の最低気温を調べてみると10℃前後だったようですので確からしいところでしょう)。

まあ、このことから分かったことは、

レンズが曇るほど冷えてもボディの内部温度は冷えておらず、逆にボディの内部温度が冷えていてもレンズが曇るとは限らない。なので、レンズ鏡筒と撮像素子との間では、それほど空気が循環しているわけではないので、ライブビューによる発熱はレンズには伝わらず、曇り除けには役立たない。

曇りはレンズ外側に発生していたので、冷えたのはレンズの方。原因は、冷たい風があたって空気より比熱が小さいレンズ(=ガラスや金属)だけが冷えて、周囲の空気に含まれている水蒸気が凝結した、ということなのでしょう。

 

ということで、やはりレンズヒーターで対策することにしましょう。

前回は、設計編で、5V電源で連続9時間使用という仕様のもとで設計をしました

その結果、周長25cmのレンズに122cmのニクロム線を巻き付ける、ということに決めました

この型紙を、切り抜いて、

 

ネオプレンゴム(=クロロプレンゴム)に位置合わせして、仮止め。

ニクロム線を通す孔を、ルーターのキリを使って、チクチクと印をつけていきます。

孔の数は142箇所

 

先人たちにしたがってネオプレンを使ったのは、やはり耐熱性に優れていることが一番の理由。

特製ストラップの肩当てでも馴れ親しんでいる材料です。

 

で、チクチクした跡を、今度は電動ルーターを使って、キュイーンと穴あけ142回。

裏側からもキュイーンと142回。

この孔にニクロム線を編み込んでいくのです

ニクロム線は、ゴム板の片面にギザギザに配置していけば済むことなんですが、涼麻工房としては、レンズヒーターを使っているうちにニクロム線が短絡したり、断線を起こすことが心配だったので、編み込むことにしたんです。

まぁ、こんなことは商業ベースでは決してやらないことで、DIYならではといえましょうかね~

 

ニクロム線は、長さと抵抗値を勘案してφ0.4mm

 

設計上は、122cmを使って10.48Ωの抵抗となるはずで、念のため、実測してみると、11Ωだったので

 

編み込み中

所定の長さをキッチリ編み込まないといけないので、ある程度はキチキチっと巻かないとならないけど、あまりきつすぎると、ゴム板がよじれてしまうので、加減が難しい

なんだかんだ、編み込み作業で3~4時間を費やしました。

編み込んだ状態で、抵抗値を再確認すると10.5Ωなので(前述の11Ωとの差は誤差程度の話で、性能上は大差ないので、細かいことには頓着していません)

 

このニクロム線を巻いたゴム板を芯にして、表と裏に1枚ずつ、ゴム板を貼り付けていきます。

まだ、三枚おろし状態のゴム板

 

接着には、G17ボンドを使います。

G17は、クロロプレン系なので、相性がいいはず。

ただし、事前に接着性能を確認してみたところ、ゴム表面を耐水ペーパーなどを使って目荒らしておかないと効きませんでした。

ちゃんと目荒らししてから接着した試験片は、70~80℃のやかんに当てても接着剤が溶けることなどはありませんでした

以前、運動靴で廃棄物の山に登ったら、自然発熱のために表面が60℃程度になっていて、運動靴の底を貼付けていた接着剤が溶けてしまい、歩くのに往生したことがあります。これは、熱可塑性という性質で、ある程度以上の温度になると、ぐにゃ~、と柔らかくなってしまうことを差します。

 

とかなんとか、昔話を思い出しながら3枚を貼り合わせ、手持ちのUSBコードをばらしてから接続(電源供給なので赤線と黒線のみを使います)

 

ヒーターの一番外側には、これまた先人たちにならいマジックバンド

マジックバンドは、表裏が、それぞれマジックテープのオスメスになっていて、むかーし、よくスキー板を束ねるときに使っていたものと同じ

 

ピスネームもつけて、完成

 

取り急ぎ、空き缶に取り付けて、試運転中ですが、熱くなり過ぎず、ほんのりとあったかい程度で、なかなか良い感じです。

ニクロム線を使用したヒーターは、場合によっては火災、感電等の事故を起こしかねませんので、電気に関する専門知識のない方は不用意に真似をしないで下さい。

USBモバイルバッテリーは、内部バッテリーの3.7VをUSBの5Vに昇圧して出力していますが、昇圧回路で電気を使うためロスがあり、変換効率は70%程度のようです。当初は変換効率を考慮しないでレンズヒーターの使用時間を9時間として設計しましたが、この変換効率を考慮すると、9時間×0.7=6時間18分ということになります。製作後に実測してみたところ7時間30分でした。これはニクロム線の発熱により抵抗値が増加し、消費電流が減少した結果、バッテリー寿命が延びたことが一因と考えられます(ヒーターとして利用する分には、一定の温度上昇が確保されているわけですから、これで問題ありません)。変換効率については、Panasonic社のホームページに記載されていますので、興味のある方はこちらをご覧ください。

【2014年6月30日追記】使用時間が、6時間18分のはずが7時間30分になっていたということは、7.5÷6.3=1.19、およそ20%ほど時間が延びています。ということは、電流が1÷1.19=0.84に減少しているということです。これは、ニクロム線の温度係数だけでは説明がつきません。なぜなら、ニクロム線の温度が30℃上昇しても、抵抗の増加は0.6%程度だからです。では、バッテリーの変換効率が、実は70%よりも高いのでしょうか。いや、メーカーが自社製品の性能を安全側に表現するとしても、せいぜい70~74%なのでしょうから、これでは数%の違いでしかありません。いずれも20%という大差を説明するにはもの足りません。そこで、はたと気づいたのですが、おそらくUSBケーブルの抵抗が数Ωあるのではないでしょうか。いつもは、抵抗というとkΩ単位のものを扱ってきたので、電線部の抵抗はほとんど無視できるわけですが、今回はニクロム線の抵抗が10.5Ωと小さいので、ケーブルの抵抗程度でも、結構、効いてくるのだと考えられます。例えば、ケーブルの抵抗が2Ω程度であれば、バッテリーに繋がっている全抵抗が12Ωになるので、その結果、20%ほどの違いが出てきてもおかしくなないでしょう。そこで、同じコードを同じ長さに切って抵抗値を測ってみたのですが、せいぜい0.1Ω程度でした。そりゃそうですよねえ。やっぱり変換効率が結構よいのでしょうかねえ


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ヘッドランプの赤灯化

2014年06月21日 22時02分07秒 | DIY

先日の星撮りでの課題は3つ、極軸望遠鏡、レンズヒーター、ヘッドランプ

でしたが、極軸望遠鏡はなくても、結構、なんとかなっているので先送り

レンズヒーターは、ニクロム線の到着待ち

で、ヘッドランプは、白色LED5灯型をゲットしました。

またまた、赤いセロハンを貼って赤灯化しようかと思いましたが、今回は、LEDを赤く塗ってみました。

このヘッドランプは、全5灯点灯→中央寄りの3灯点灯→真ん中の1灯点灯、という仕組みなので、真ん中だけ赤くすれば、カメラの調整時には十分な明るさ

トイレに行くときなどは他の白灯を点ければ、夜道を歩くことができる、という算段です。

 

風防も、真ん中だけ赤く塗って、

 

なかなかいい感じです

普通の赤いマジックでは、光を透過しないので

秘訣は、昔なつかし、OHP用の赤いペンを使うことです

近頃は、プレゼンといえば、すっかりパワーポイントにとって代わられてしまいましたけどね~

 

さてさて、耳掃除しましょうかね~

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オリーブのランでBBQ

2014年06月15日 22時54分57秒 | 涼麻

今日のタイトルは、以前の記事「ウナギとオリーブ」をもじって「紅花とオリーブ」にしようと思っていたのですが、早起きに失敗したので、単に「オリーブ」となりました

「おとーちゃんが寝坊したから、30分遅れで きたよー

 

CONAくん

 

かき氷はじめましたな そらちゃん

 

すももも結構タンが長い

 

ジャムさん

 

日陰を求めて、マックスとしじみさん

 

KONAと涼麻、あっぢー

 

そらぼー

 

そら♂ママさんが用意してくれたトマト

 

採れたてをひんやり冷やして、とてもおいしかったこと

 

今回も お肉調達はKONA家、ありがとう

焼く前のお肉

 

焼き中のお肉

 

あっぢーねー

 

あっぢーので給水

 

あっぢーので水浴び

 

目が「66」なKONA

 

タン最長記録に挑戦中

 

こちらのランの備品なんですが、厚手のグラスって綺麗ですねー

 

今日は使いませんでしたがピザを焼ける石釜もあります

 

いつもながら、みんなバラバラの方を向いてますが、記念写真

皆さん、皆ワン、ありがとうございました

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レンズヒーターの製作(設計編)

2014年06月14日 23時59分59秒 | レンズヒーター

先日の星撮りで、夜半にレンズに露がついてしまい、40分間ほど撮影できなくなってしまいました

先輩Mさんのアドバイスの通り、やはりレンズヒーターは必需品だと分かりました。

で、メーカー品を購入してもいいんですが、望遠鏡用のものは立派で涼麻父の広角レンズには長過ぎたり、個人で自作したものを販売されている方々もいらっしゃるのですが、若干幅広でレンズ操作の支障になりそう

ということで、いつもながら、レンズヒーターを自作してみることにしました。

まずは、設計から。

第一弾として、EF24mm2用に製作してみます。うまくいくようなら、標準レンズ50mmや望遠レンズ800mmにも展開したいと思っています。EF24mmのレンズ周長を実測すると250mmなので、ヒーター長の目安は240~250mmとします。

ワット数をどれほどにするかは難しいところです。ワットが高いほど、急激な温度低下にも迅速に対応できるわけですが、あまり高すぎると、バッテリーの持ちが悪くなり、さらに温度が上がり過ぎた場合にレンズに悪影響を与えそう。

ここは、国内大御所「ビクセン」のヒーターを参考にすることにしました。ヒーター長655mmに対して8.9Wのようですから、これを手本としましょう。

おおざっぱに言えば、ワット数はヒーターを巻き付ける断面積に比例させればよいでしょうから(鏡筒長さも影響するでしょうけれど、ここでは割愛)、断面積は、

(655mm÷250mm)^2=4.77倍

の違いがあるので、

8.9W÷4.77=1.87W

ということで、2W前後を目安にすることにしましょう。

電圧は何ボルトでもいいのですが、汎用性から12Vか5V。ここでは後述するバッテリーを視野に入れて5Vにします。そうすると、消費電流は、

2W÷5V=400mA

先日の撮影では6時間でしたが、余裕をみて、1.5倍の9時間連続使用とすると、電源としては、

400mA×9時間=3,600mAh

の容量が必要になります。

電源は単三電池(エネループ他)を使うのはやぶさかではないのですが、「ポタ赤」や「タイマーリモコン」などにすでにたくさん使っているので、レンズヒーター用にはモバイル用USBバッテリーを使用することにしました。まあ、出張の移動中に携帯のバッテリーが切れそうになったときにも役立ちそうですから、ひとつあってもいいかな、という感じで。USBバッテリーの容量表示は電圧が3.7Vの場合であることに注意して換算すると、

3,600mAh×5V÷3.7V=4,865mAh

商品ラインナップである2,900mAh、5,800mAh、8,700mAhの中から、5,800mAhに決定。

あらためて、諸元を計算し直すと、5V出力時の容量は、

5,800mAh×3.7V÷5V=4,292mAh

9時間連続使用の条件では、ヒーターへ流せる電流は、

4,292mAh÷9時間=477mA

このときの出力を計算すると、

5V×0.477A=2.385W

ここで、レンズヒーターで有名といわれているカナダのケンドリック社のヒーター諸元を覗いてみると、ヒーター長28.5cmのもので、0.25A×12V=3Wですから、まずまずいいところでしょう。

発熱体であるニクロム線の抵抗としては、

5V÷0.477A=10.48Ω

とすればいいことになります。

ニクロム線は太さごとに抵抗値が異なりますが、そこそこ丈夫そうなφ0.4mmを使うとすると8.59Ω/mなので、長さは、

10.48Ω÷8.59Ω/m=1.22m

ヒーター長約25cmに対して、1.22mのニクロム線を仕込むので、ギザギザに配置することになります。

φ0.2mmのニクロム線だと34.4Ω/mなので約30cmで済むのですが、配線が両出しになってしまいます。涼麻父は、配線を片出しに仕上げたいという趣味もあってφ0.4mmを選んでいます。

この狭い範囲に、何回ギザギザさせたらちょうど良い長さになるかは、ギザギザ回数を未知数とした方程式を立てて(ゴム板の厚さも考慮)、これを解いて得られた35往復に決定。

下図の右側が型紙で、青線部分がニクロム線を仕込む部分です。

材料は、おおよそ揃っているのですが、肝心のニクロム線の到着が来週になりそうなので、施工編は、またそのうち。

今日はこのへんで

ニクロム線を使用したヒーターは、場合によっては火災、感電等の事故を起こしかねませんので、電気に関する専門知識のない方は不用意に真似をしないで下さい。この設計編の記載事項は、適切な動作を保証するものではありません

2014年6月29日追記】USB モバイルバッテリーは、内部バッテリーの3.7VをUSBの5Vに昇圧して出力していますが、昇圧回路で電気を使うためロスがあり、変換効率は70%程度のようです。当初は変換効率を考慮しないでレンズヒーターの使用時間を9時間として設計しましたが、この変換効率を考慮すると、9時間×0.7=6時間18分ということになります。製作後に実測してみたところ7時間30分でした。これはニクロム線の発熱により抵抗値が増加し、消費電流が減少した結果、バッテ リー寿命が延びたことが一因と考えられます(ヒーターとして利用する分には、一定の温度上昇が確保されているわけですから、これで問題ありません)。変換効率については、Panasonic社のホームページに記載されていますので、興味のある方はこちらをご覧ください

【2014年6月30日追記】使 用時間が、6時間18分のはずが7時間30分になっていたということは、7.5÷6.3=1.19、およそ20%ほど時間が延びています。ということは、 電流が1÷1.19=0.84に減少しているということです。これは、ニクロム線の温度係数だけでは説明がつきません。なぜなら、ニクロム線の温度が 30℃上昇しても、抵抗の増加は0.6%程度だからです。では、バッテリーの変換効率が、実は70%よりも高いのでしょうか。いや、メーカーが自社製品の 性能を安全側に表現するとしても、せいぜい70~74%なのでしょうから、これでは数%の違いでしかありません。いずれも20%という大差を説明するには もの足りません。そこで、はたと気づいたのですが、おそらくUSBケーブルの抵抗が数Ωあるのではないでしょうか。いつもは、抵抗というとkΩ単位のもの を扱ってきたので、電線部の抵抗はほとんど無視できるわけですが、今回はニクロム線の抵抗が10.5Ωと小さいので、ケーブルの抵抗程度でも、結構、効い てくるのだと考えられます。例えば、ケーブルの抵抗が2Ω程度であれば、バッテリーに繋がっている全抵抗が12Ωになるので、その結果、20%ほどの違い が出てきてもおかしくなないでしょう。そこで、同じコードを同じ長さに切って抵抗値を測ってみたのですが、せいぜい0.1Ω程度でした。そりゃそうですよねえ。やっぱり変換効率が結構よいのでしょうかねえ

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梅雨の満月

2014年06月13日 23時59分59秒 | カメラ・写真

今朝は、まるで梅雨明けのような晴天

ところが、お昼頃に雷雨

夜、退社する際に夜空を見上げたら満月

ちょっと雲が多いかなあと思案しつつ、帰宅後、すぐに涼麻とお散歩

お散歩の途中、満月が雲に隠れたり、朧月になったり、途中で小雨がぱらぱら

お散歩から帰ってきたら、本降り

1、2時間でやむといいんだけど、と思ってたら、結構、早めに30分ほどで雨が上がり、再び、満月がお目見え

涼麻家から見える空は狭くて、今日は雲も多かったので、ワンチャンス

5D2+70-200/F2.8L2, ISO400, 絞り2.8, 露光時間1/3,200
Photoshopにてレベル補正、アンシャープマスク、等倍切り出し

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星空総集編

2014年06月08日 14時07分08秒 | カメラ・写真

同じような写真が続いていて、そろそろ飽きられそうですが

今回、たくさん撮って、いろいろな方法で仕上げてみた結果、だいぶ会得できてきたように思います。

天の川を撮るならソフトフィルターなし、星座を撮るならソフトフィルターあり、が良いようです。

今回のように広角で撮るのなら、あまりコンポジットの必要はないようです(違いがわからない)。

まだ少し背景がノイジーな感じなのが気になります。

あまり明るくない星は、無理に引き上げない方がよいのかも知れません。

 

別の時刻、別の方向ですが、こちらはソフトフィルターあり

ちょっと、いじりすぎかも 眼視ではこんな風には見えません、画像を強めに補正すると、こういった画像が現れる、というのが正直なところです

 

さて、ここからは、星座の復習です

さそり座(初出はコチラ

 

 

いて座(初出はコチラ

 

北斗七星(初出はコチラ

 

カシオペア(初出はコチラ

 

火星、土星、春の大三角形(初出はコチラ

 

白鳥座、こと座、わし座、夏の大三角形(初出はコチラ

 

銀河系の中心(初出はコチラ

といった感じです

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西へ移動していく天の川

2014年06月07日 22時54分22秒 | カメラ・写真

 富士山のあたりから昇り始めた天の川が、少しずつ西へ移動していきます。

クリックすると、別フレームで大きな画像が開きます
5D2+EF24L2, ISO800, 絞り2.0, 露光時間45秒, ポタ赤, プロソフトンA, Photoshopでいろいろ補正

RAWファイルを、DPPを通さずに、直接、Photoshopで開いた方が、いろいろと補正しやすくて、きれいに仕上がるなあ

この後、25時ころ、レンズ表面が結露してしまったので、バスタオルでぐるぐる巻きにして、復活するまで40分ほど待つことになりました。

先輩のMさんから、ヒーターがあった方がいいよ、とアドバイスをもらっていたのですが、それは数ヶ月前のことで、もう暖かくなってきたから大丈夫だと思っていたのですが、やはり、夜は冷え込みますね

冬場の撮影では、氷点下5℃だったとか

レンズが結露したのは、ちょうどソフトフィルターを外した直後だったので、もしかしたら、フィルター2枚付けは魔法瓶のような保温効果があったのかも知れません。

いずれにせよ、レンズヒーターは必須のようです。

今回の撮影で、今後、補強しなくてはならないと分かったものは、極軸望遠鏡、レンズヒーター、ヘッドランプ

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つむ vs KONA

2014年06月07日 22時38分37秒 | 涼麻

2週間前のランで。

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5月のしろいぬさんたち その3

2014年06月07日 20時52分57秒 | 涼麻

このところモノクロの世界が続いていましたが、久しぶりにカラー写真です

 

見返り すもも

 

父子シリーズ2作

CONA父子

 

ライス父子

 

そらぼー

 

CONAとタイガー

 

KONAジャンプ

 

ヘディング

 

この赤いたまごちゃん、この日は、涼麻がお気に入り

 

洗い場のところでウトウトするモモ姫

首、いたくならないかな~

 

みんな大好きファルコンくん

 

マーガレット

 

ツツジ

 

シャクヤク

 

み~かんの花が さぁぁいているぅ

 

夕方のまろん

 

夕方の涼麻

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夏の大三角形

2014年06月07日 14時54分07秒 | カメラ・写真

 三角形の左側の頂点が、白鳥座のデネブ

上の頂点が、こと座のベガ(織姫)

右側の頂点が、わし座のアルタイル(彦星)

クリックすると、別フレームで大きな画像が開きます
5D2+EF24L2, ISO800, 絞り2.0, 露光時間45秒, ポタ赤, プロソフトンA, レベル補正, カラーバランス補正

この写真は、ほぼ東の空を写しているのですが、東と西は日周運動による星の動きが大きいので、ちょっと「被写体ぶれ」が気になりますね。

やはり、赤道儀の極軸合わせはきっちりしないとです

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富士山と天の川

2014年06月06日 01時28分50秒 | カメラ・写真

 もう一度、富士山と天の川。

この写真では、コンポジットはせず、1枚の画像をいろいろと調整してみました。

 

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銀河系の中心

2014年06月05日 23時43分56秒 | カメラ・写真

地球を含む太陽系は、銀河系のはじっこに位置するため、銀河系の断面を眺めることができます

それが、『天の川』

いて座とさそり座の中間あたりに、銀河系の中心があるのだそうです。

クリックすると、別フレームで大きな画像が開きます
5D2+EF24L2, ISO800, 絞り2.0, 露光時間45秒, ポタ赤, 2枚コンポジット, レベル補正, カラーバランス補正

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カシオペア

2014年06月05日 21時37分51秒 | カメラ・写真

写真左下に北斗七星が沈み始め、代わって、右下の稜線からカシオペアが昇ってきました

クリックすると、別フレームで大きな画像が開きます
5D2+EF24L2, ISO800, 絞り2.0, 露光時間45秒, ポタ赤, 4枚コンポジット, レベル補正

この写真では、ソフトフィルターを使っていません。

ソフトフィルターのメリットは、明るい星が若干にじんで大きめに写るので、星座などが分かりやすくなります。

逆に、ソフトフィルターを使わないと、この写真のように全体的に精細な感じになります。

実は、ソフトフィルターには、コマ収差や色にじみを曖昧にする、という効果もあります。この作例をよく見ると、周縁部でコマ収差が盛大に発生していることが分かります
涼麻父は、このレンズで初めて星を撮ったときに、設定を変えても変えても、どうしてこんなに流れてしまうんだろう、と不思議に思っていたのですが、後日、それが流れているのではなくて、コマ収差だったということに気付いて、あれまあ、ユーザーレビュー通りというか、それ以上の威力だと驚いたものです

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流れ星

2014年06月05日 20時56分50秒 | カメラ・写真

南側の日周運動を仕上げてみたら、びっくり、流れ星が撮れていました

写真の上端、中央から右寄りのところです

5D2+EF24L2, ISO100, 絞り2.0, 露光時間5分45秒, プロソフトンA, 4枚コンポジット(比較明), レベル補正

 

流れ星の部分を切り出してみました

この日は、6個の流れ星に遭遇したのですが、とても写真には撮れていないと思ってたので、ラッキー

三脚をセットし始めたのが20時半、撤収したのが26時半だったので、6時間あたりに6個の星が流れたということになります。

閃光のように、一瞬、きらめくと、涼麻父は、その都度「わぁっ」と叫んでいました

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土星と火星

2014年06月05日 01時15分33秒 | カメラ・写真

右下の赤い星が「火星」

その真左に浮かんでいるのが「土星」

会社の先輩Mさんと同級生Tさんは、星雲を撮るため、赤道儀つきの望遠鏡。

Tさんが「久しぶりに土星をみてみようかな、見たことある?」と言って、接眼レンズを交換して、ささっと土星を視野に導入してくれて、覗かせてくれました。

いま、土星は、ちょうど地球に接近していて大きく見える上、輪が開いている状態なので、とても貴重な姿を見ることができました。

土星の衛星「タイタン」、輪っかの隙間「カッシーニの間隙」、素晴らしいの一言でした

クリックすると、別フレームで大きな画像が開きます
5D2+EF24L2, ISO800, 絞り2.0, 露光時間45秒, ポタ赤, プロソフトンA, 4枚コンポジット, レベル補正, カラーバランス補正

ちなみに、土星と火星の間、火星寄りにあるのが「おとめ座のスピカ」、その真上、写真の上端付近が「うしかい座のアークトゥルス」、写真右端、上から1/3ほどにあるのが「しし座のデネボラ」で、この3つで「春の大三角形」

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