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2012年9月17日 (月)

D7000ミラーアップ振動量と手振れ補正効果

ん~~。。かなり乱暴な測定方法だな・・と自分でも思うのですが・・(-_-;)・・超ど素人的発想で、D7000のミラーアップ振動がどれほどなのか測定してみました。測定したからと言って何の意味があるのか??、これは・・・ まあ・・賛否両論・・色々あるとは思いますが。。素人が日曜の朝にチョチョットやれる程度の測定だと思ってください。。<(_ _)>。。    
測定環境は以下の写真のイメージです。 
Img_2280_2


Dsc_2662


笑ってしまうくらい単純ですが・・ストラップを物干し竿にかけて、ブランコにならない様に糸をカメラ底にひっかけて、重り(近くにあった鏡ですけど(-"-)・・)をアンカーとして使用しました。。これで・・一応はピッチングとヨーイングのみの振動成分になるはずです。。    
   
1.測定環境仕様として・・(大げさだな。。)    
◆D7000+16-85mm(NIKKOR)(確かVRⅡだったと思う)    
◆撮影対象物とカメラ支点(この場合ストラップ金具)との距離667mm    
◆T端測定 (85mm)   
◆リモコン(赤外線)撮影    
◆前提条件・・    
※ローリング振動は無視します。(物干しとストラップの摩擦は大きいのでまず発生しないと思います)    
※各種バネ係数や摩擦係数は無視します。(面倒くさいので・・)    
※アンカーがあるのでブランコ(平行動作)は無いものとしてます。    
◆手振れ補正について(VRⅡシステムの推測ですけど)
※Normalモードで測定   
※シフトレンズ方式(駆動はボイスコイルのサーボ制御)    
※センシングはピッチングとヨー方向2軸の角速度センサ    
※メーカー公称の性能はシャッター4段分だったかな??(これは特定の周波数に対してと思われるけど・・)    
◆撮影対象は写真のようなメジャーを使用します。(画素数とか考えると面倒くさいので・・)    
◆動画で撮影、測定できれば簡単で一目瞭然なのだが。。ミラーアップ時の振動なので、静止画でしか評価できない。。    
◆ファインダーを覗きながら可能な限り揺れが収まってから撮影を実行。まあそれでも完全な停止状態は実現できていない。    
(0.5Hz以下の微量な振動があります:これはゼロにはできていない)    
◆ミラーアップしてからシャッターがきれるわけで・・ミラーアップしている最中の揺れは測定できない。。(残念だけど・・)    
つまり。。測定しているのはあくまでその余震です。。角速度センサのログデータが見れれば一発なんですけどね!!    
◆ブレ量は毎回同じとは限りません。。タイミングによってバラツキがあります。。   
◆お約束ですが・・内容に関する責任や保障はとれませんので。。    
◆まあ~文句があるなら自分で考えて、自分の方法でやって見ろって感じですかね。。。   
   
2.ミラーアップ振動量(この測定方法による・・)    
VRはOFFで撮影している。シャッター速度1/2、F36、ISO100(3枚)、シャッター速度1/8、F32、ISO100(3枚)の6枚から一番ブレの大きいものが以下(トリミング済み)になる。 (当然だけどシャッター速度1/2だった)   
Photo

ヨーイング方向のブレ量はおよそ、1.5mm程度かな。。ピッチング方向のブレ量は0.7mm程度(実測はRAW画像で測定:添付のJPEGだとわかりずらいですけど)でしょうか。。(ここで言うmmとは撮影されているメジャーで読んだ値です)    
そうすると。。撮影対象物とカメラ(支点)までの距離が667mmなので、物理角(deg)に換算すると。。    
※ヨーイング方向 :0.129°    
※ピッチング方向:0.0601°    
◆上記のデータはあくまで0.5秒のできごとであり、カメラに発生している最大の振動角度を保障できないのですが。。   
◆少し解説すると、水平方向の20(赤)の”0”が右下に大きくダブって撮影されている。(数字の1も2も一緒だけど)    
◆ダブっている右下の薄い部分は露光時間が短い。。それに対し左上は比較的くっきりみえる露光時間が長い。。と言える。    
◆このようなことから(写真の露光状態)、ブレ量の最大値と判断してもよいかなと・・・つまり、0.5秒で収まりきれないほどの振動ならばもっと全体的に流れているはず。   
   
3.手振れ補正の効果    
VRはONで撮影している。シャッター速度1/2、F36、ISO100(3枚)、シャッター速度1/8、F32、ISO100(3枚)、    
シャッター速度1/20、F9、ISO100(3枚)、シャッター速度1/30、F7.1、ISO100(3枚)の合計12枚で撮影した。    
◆写真はその中で一番ブレ(補正残り)の大きい物を(シャッター速度は1/2の時だった・・まあ当然だけど)選んだ。。(トリミング済み)   
    Photo_2


ヨーイング方向のブレ量はおよそ、0.7mm程度かな。。ピッチング方向のブレ量は0.4mm程度(実測はRAW画像で測定:添付のJPEGだとわかりずらいですけど)でしょうか。。    
   
◆下の写真はシャッター速度が1/8の時で一番ブレ(補正残り)の大きい物(トリミング済み)   
    Photo_3


ヨー方向のブレ量はおよそ、0.1mm程度かな。。ピッチング方向のブレ量は0.15mm程度(実測はRAW画像で測定:添付のJPEGだとわかりずらいですけど)でしょうか。。シャッター速度が1/2のデータから推測してしまうと、本来ならヨー方向は0.17mm、ピッチングは0.1mmになるはず・・違うと言うことは、毎回ブレ量や周波数成分が違うということ?と思われる。。   
   
※なので、ここからは確実性は更に薄くなって行きますが・・   
(つまりこの時撮影されたブレ量と上記2(補正無し)の最大ブレ量が一致しているとは限らないし、周波数成分も同じとは限らない)   
   
かなり乱暴な推定値と言わざる得ないですが。。目安として約半分程度の補正効果(シャッター1段分?:Normalモード)は得られているのかな??(これは単なる推測なのですが・・・振動周波数が低くなるほど補正精度は厳しくなるはず。。角速度センサのS/Nがどんどん悪くなっていくし、しかもDC成分はカットしないといけない。。技術的にいって相当難しくなるはず、つまりこの測定方法は超低周波成分が多いのかもしれない!!)これは、ニコンがどの帯域を重要としているか?によるでしょう。。多分もっと上の周波数帯域は補正効果が多いのでは?・・・   
   
4.まとめると・・   
   
◆ミラーアップショックの物理角度はこんなもんなんだ!!って感じですね。。これならシフトレンズで対応できるでしょう。。
◆当然レンズ側が重たいので前下がりになってしまう。ピッチング側の振動量が実際より少なめに出ている可能性あり。(カメラの重心点とストラップ位置はズレがある、水平に調整すればデータは変わる可能性がある:その場合ストラップは使えないが・・)かつ、ブランコ防止のために、糸をカメラの底に付けて、アンカーの代わりにしているけど・・場所を間違えた(気がする!!)かな・・ストラップを支点にするのだからストラップからV字でアンカーとすべきだった。。測定結果でピッチング側のデータが少なめなのはこれが理由だと思う。(再チャレンジは面倒だけど・・気が向いたら再測定します。。<(_ _)>。。   
◆周波数成分にもよるが。。手振れの補正効果はおおむね良好と思う。また、D7000+VRⅡの手振れ補正システムは光学式オンリーの補正システムだと推測する。電子的(ソフトウェア的)な細工は見られない。(画像処理とハイブリットで行っていればかなり違った映像になると推測する)なので、超低周波成分は補正効果に甘さがでているのかな?? Normalモードのみの測定だったのでアクティブモードでは効果が変わる可能性もあります。   
◆実際に手で持った時のことを論じるのは難しいのですが・・カシャっていって振動が伝わるけど・・問題無いレベルと言っていいのかな・・(かなりの望遠だと状況は変わるだろうけど・・)あくまで一般論として1/焦点距離(目安)と言われている。と言うことは。。1段分の効果なので(今回使用したレンズは85mm)、1/85、1/42位まではまともな絵が取れることになる。手持ちでなく、フリーに近い状況でも1/8(4段分に相当)の映像が(上の写真)この程度なので。。個人的には全然OKって感じです。。   
(あれ~DXだから35mmに換算するの??・・画角だけだよね??・・焦点距離はあくまで85mmですよね?)   

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関連記事:右下の「デジタル一眼」に続編を追加しました。。

※計測方法を一新し更に詳しく、またミラーショック振動の様子を動画で見れます。
http://toshi6304w.cocolog-nifty.com/blog/2012/10/d7000-609a.html

※ミラーアップ撮影方法は以下
http://toshi6304w.cocolog-nifty.com/blog/2013/02/d7000-e6e3.html

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