前回の記事で、本テーマで作る撮影装置は「実体顕微鏡＋コリメート方式」にする、と宣言しました。
moku2camera.hatenablog.com ようやくですが、ここからモノ作りです。
図１は、これまでにも何度か掲載した「実体顕微鏡＋コリメート方式」の概念図です。ここに記された構成物のうち、実体顕微鏡は手持ちのものをそのまま使用し、webカメラは市販品を購入し、そして制御用PCは以前にタンポポ開花の撮影で用いたラズパイと自作ソフトの流用で済むとすれば、足りないのは実体顕微鏡にwebカメラを取り付けるためのアダプター（図中のハッチング部分）だけなので、ここを何とかすればOK、ということになります。以下、主にこのアダプターの設計製作について説明します。
▼続き（クリックで表示／非表示）
アダプターは、組み合わせる相手になる実体顕微鏡の形状を考慮して、図２のようなイメージの「カメラ微動機構」と「架台取付部」とで構成することにします。カメラ微動機構は、左右２台のwebカメラを直接支持すると同時に、支持の位置と方向を左右で独立に調整できるようにします。また、架台取付部は、カメラ微動機構を実体顕微鏡の架台に固定します。
カメラ微動機構の調整機能は、図３のように、位置調整が x, y, z の３軸、方向調整が θx, θy, θz の３軸の計６軸です。x, y, z の位置調整は、接眼レンズの射出瞳位置にwebカメラの入射瞳位置を合わせるのに必要です。θx, θy, θz の方向調整は、実体顕微鏡の視野中心にwebカメラの視野中心を合わせ、さらに右眼webカメラの像と左眼webカメラの像を正確に合わせるのに必要です。
アダプターの基本的な作り方は、MDF(Medium Density Fiberboard)合板を主材料として、これを加工して出来る部材を、補助的に接着剤を使いながら金物（木ネジ、ビス・ナット、板金部品）で組み立てる、という方法にします。材料はホームセンターにある安価なもの、用いる道具も電動工具はドリルくらいで、ほかはノコギリはじめ昔ながらの基本的なもので間に合わせるつもりです。つまり、とてもローテクな作り方で行きます。なお、MDF合板は濡れや湿気に特に弱いので、仕上げに塗装を施してして耐水性を確保します。
さて、設計です。まずスケッチで構造をイメージして、そのイメージに基づいてレイアウト図を描きながら各部材の配置と形状をmm単位で決め、最後に部材ごとに形状と寸法を整理して部品図を作成する、という順番でやりました。*1（写真１）。
カメラ微動機構には、光学機器の分野では定番的な方法を用いました。そのあたりの詳細は、全体構造とあわせていずれ改めて解説するつもりです。
上記設計に基づいて、9mm厚のMDF合板に線引きをしました（写真２）。各部材の輪郭が2mm間隔の二本線で作図されているのは、ノコギリの削りしろ分の考慮です。
輪郭の二本線に合わせて、手ノコで部材を切り出しました（写真３）。
切り出した各部材は、穴を開け、切断面にサンドペーパーをかけ、角に面取りを施しました（写真４）。
アダプターの主な部材が何とか出来ました。次は組み立てです。
*1:私が学校を出た1980年代、就職先の会社は機械設計が手書きから２次元CADへ移行する途中の時期で、最初は手書きで設計していたのを思い出します。とはいえ、少なくとも当時は「ドラフター」という製図機械を使っていました。今回は三角定規、あるいはより素朴なフリーハンドでの設計です。
