アニメグラス開発者のブログ バックナンバー1
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バックナンバー１
アニメグラス開発者ブログ(第5回〜第1回記事)
アニメグラスの中のロケット打上げライブ映像(第5回記事)
アニメグラスの特許の話や学生時代の話も飽きてきたので、小休止ということで、アニメグラスの中にロケット打上のLIVEを映してみました。
配信やコンサートのライブ映像などの音量の大きな映像をアニメグラス内部に映す場合、アニメグラスの内部は(特に人間の声や歌声は)結構、大きな音になることが御座いますのでご注意下さい(理由：電気の力を使わなくても音を増幅出来るエコ設計にしているため(特許7246798号,特許7246796号,特許7153402号、意匠1743528号他))。なお、動画版は下記ページにございます。
次回につづく。
アニメグラス誕生秘話4(第4回記事 学生〜社会人時代回顧録)
将来(アニメグラスの開発と特許取得)に備えての、数学、電磁気学や電波工学、そしてプログラムの基礎の勉強を一通り終えた後、当時の私が次に行ったのは、特許出願のベストタイミング時期の予測だった。この予測にはかなり時間が掛かった(というか今でもあのタイミングで良かったのか結論が出てなかったりする）。
(以下は、ただの駄文です。私が経験上得た知財に関する知識の技術者視点から見たメモ書きです。若い方が少しでも物作りや発明に興味を持っていただければ幸いです(微力ながら日本の物作り応援したい)↓)
【役立つかもメモ１：何故か学校や大学ではあまり教えてくれませんが】
「基本的には特許は出願から20年(2023年現時点)しか効力が無いので、早く出せば良いというものでは無い」らしい・・・(科学技術や市場の進歩具合、自分の発明の実現可能性、その時の製造コスト、そして最適な市場投入時期をしっかり見極める事が重要らしい)。
学生時代(勿論、社会人になってからでもですが)に何か面白いアイデアが浮かんだら、早い段階で弁理士先生(通常発明がある程度固まったら先ず弁理士先生に相談する事が普通)に一回は相談してみると良いかも知れません(仮に直ぐに取得しなくても実際に出願の手順を一通り経験しておくのはこれからの時代を生きていく上で決して無駄でない気がします。技術領域やジャンルにもよるので一概には言えませんが、２〜3回出願して慣れてくると、国によっても若干違いますが「ここまで妥協すれば何となく取れるかも」「ここまで抽象化しても大丈夫だな(なお、ここで言う抽象化とは権利範囲を広くして請求項で文章で細分化又は明確化したり条件を絞って限定しないの意)」という勘と、取得コストや(国内外の早期審査の利用時の)取得時間がどれだけ掛かるかという勘がある程度付いてくるような気がします)。なお、海外や米国への特許取得も念頭に置いている場合は、経験豊かなローファームに属しているPatent
attorneyにコネがある弁理士か弁護士に相談するのが理想かも知れません。いずれにしてもプロの弁理士先生とコネを作っておく事はこれからの時代、有効なアドバンテージになる気がします(新技術開発や企画立ち上げの勉強のモチベーションもかなり上がると思います)。
なお、アニメグラスを構成する導波管グラス(商標はグラスフォン*注)、レンズグラス、反射鏡グラス、遠隔乾杯システム等の一連のテクノロジーの特許取得タイミングは以下の３つの条件が揃うタイミングがベストと思われた。
１、無線通信端末の普及（欲を言えば一人に一端末）
２、動画が転送出来るほど無線端末(携帯電話やPDA）の通信容量がアップすること。
３、高画質ディスプレイの小型化と低価格化（アニメグラスには特に重要だった)。
ところが、当時はWAN側の無線通信は３Gすらまともに始まっていなかったので(当時は携帯電話で利用している周波数帯域が低く通信が低容量で動画や音楽は有線でFTPサーバー等からダウンロードするのが主流の時代でした(しかも解像度は低くドットも粗いためフルカラーHDなど夢の又夢)。若い方にはピンと来ないかも知れませんが当時の携帯は機能限定されたhtml、jpeg、Gif等、表示デバイスもフルカラーでもなければSD程度の解像度すらなく低bit階調のわずかな色数或いは複数階調のモノトーンの白黒カラーしか表現来なかったりと酷く貧弱な環境だった）、携帯電話やノートパソコンを無線で直接WAN側に繋いで高画質の動画転送なんて夢のまた夢であった（rakeでかき集めたり、散らしたり、帯域広げたり、周波数を上げて距離や降雨減衰分或いは降雪時の減衰分もカバー出来るほど基地局やアクセスポイントを採算度返しでデタラメに増やせば当時の技術でも転送だけは多分、物理的には可能であったと思われますが…バッテリー容量の問題も有ったし、そもそも根本的な問題としてディスプレイの画素数*1が高画質ロボットアニメ*2を再現するには全然足りていませんでした*3)。
そこで、私は、以降、上記３つの条件が揃うまで準備(アニメグラスの研究や開発、特許出願準備、スポンサーや人脈作り、バイト*3など)をしながら取り合えず機を待つことにした。
*1 2000年当時はコンシューマの専用携帯ゲーム機でも極一部を除いて5万〜10万程度の画素数の物しか存在しなかった。そんなことを考えるとセガから発売されたゲームギア(画素数は約7万ぐらい？)は発売年が1990年だったことを考えると同社の名機MEGA-CD(X68kの12[MHz]とMD本体のCPUの7.6[MHz]よりも1.5倍高速なサブ用CPUとRAM6[Mbit]の当時の家庭用CD-ROMマシンとしては大容量のメモリを搭載)と同じぐらい破格のスペックだったのかも知れない(まあそのお蔭でLDゲームの移植とか背景に大画面の動画を使ったゲーム(背景は解像度を抑えた動画で前景はスプライトで別途キャラ表示)とか当時としてはかなり無茶が出来た魅力的なハードでもありました)。セガと言えば昨年メガドライブミニ2が発売されましたが、スペースハリアー(当時のMD実機に拡大縮小専用チップが実装されていたと仮定した豪華IF版)やセガファルコムさんのぽっぷるメイルやゲームアーツさんのルナシリーズ、シルフィードといった往年のMEGA-CDの名作だけでなくＭＤシューティングの傑作の一つのサンダーフォース4も収録されており往年のセガマニアには堪らない内容だった(テクノソフトさんの真骨頂のラスタースクロールや多重スクロール、何よりドット神職人達の細部までこだわった描き込みはスーファミやPCエンジンに比して少ない512色中64色の色数のハードと思えない程凄まじい)。実を言うと多重スクロールを多用するSTGゲームをアニメグラスに映すと水平凸レンズの効果により立体感が増幅されるため中々趣きがあるアートになるので、いつかアニメグラス専用の多重スクロールを使ったレトロっぽい横シューを作ってみたいと漠然と考えております。
*2 高画質ロボットアニメの例：ジャイアントロボ THE ANIMATION -地球が静止する日 今川泰宏監督の最高傑作の一つ。同作品の人気キャラである衝撃のアルベルト(中身はおそらく東方〇敗)が高画質でヌルヌル動く90年代ロボットアニメの超名作の一つ(ちなみに国内版のLDは画質が良いCAVという方式での収録だったのでかなり高画質）。このアニメは画調がこってり系なのでアニメやセル画と好相性と言われているLDプレイヤーLD-S9やHLD-X9(ゴムで振動対策した赤帯修正版)等で再生するとMAX縦走査線440本程度(LDは絵はアナログで記録されている規格なので内周と外周で解像度が違うらしく内外平均すると390前後に落ち着くらしい)の解像度ながら当時としてはかなり綺麗に映りました。声優陣やスタッフも豪華で私的にはお勧めのロボットアニメというか異能バトルアニメの一つです。
*3 実を言うと卒業後は一旦とあるアナログ回路メーカーに就職したのですが、体(内蔵系の疾患)を壊してしまい自己都合退職そして療養＆無職状態になった。氷河期直撃の2000年初期は2023年とは違う意味でタフな時代だった…。まあ、幸か不幸か療養期間中に周囲の雑音を遮断してアニメグラスや水タッチパネル(現代風で言うソフトロボティクスとセンサーの合わせ技)などの開発や研究に没頭出来たと言えなくもありませんので一長一短ではありましたが。
*注、グラスフォン(商標登録6068500号)、ボトルフォン(商標6068499号)、動画グラス(商標登録6408056号)、反射鏡グラス(商標登録6358992号)、レンズグラス(商標登録6358990号)は株式会社ネットアプリの登録商標です。
【役立つかもメモ２：何故か学校や大学ではあまり教えてくれないがその２】
案外見落とし易い事ですが、実は開発中の商品の商標を取るというか出願するタイミング自体かなり重要だったりします。何故かと言うとジャンルによっては何を開発・研究しているか特許庁の公報(つまりJ
plat pat等の特許公報ページ)で一発でバレる恐れがあるからです。基本的に商標は出願書類に不備がなければ2か月程度(出願が集中している繁忙期にはもう少し掛かるかも知れません)で誰が何を出願したか特許庁のページで公開つまり公示されて公知になりますが、これが状況によっては中々の曲者で、適切な例えかわかりませんが、例えばイオンクラフトを秘かに研究あるいは開発中に空飛ぶ乗り物というような商標を出願すると特許庁の公報ページであるJ
plat pat(世界中の誰でも見れる)に商標出願したジャンルの区分つまり商標区分(飛翔体やドローンの場合は確か12類と18類などだったはず)と一緒に公開されるため、どの技術領域やジャンル(この場合はドローンや飛翔体)の物を開発しているか或いは企画しようとしているか出願した商標の文字列と共に一般に広く公開されてしまいます。商標も特許や意匠と同じく先願主義の制度(つまり早い者勝ちの制度)であり先に取られたらoutのため一概には言えませんが、発明を強く連想させる商標の場合は基本的には基本特許、第一次の派生特許を取ってから(つまり少なくとも最初の出願国で登録grantの状態が公表されてから、或いは、最低でも特許査定通知allowを貰って登録料納付してから）商標出願した方が無難かも知れません。たかが商標と安易に考えずに弁理士や知財専門の弁護士先生に相談した方が無難かも(細かいテクニックや色々アドバイスしてくれます。餅は餅屋と言いますし）。
次回につづく。
アニメグラス誕生秘話３(第３回記事 学生時代回顧録３)
将来の発明と特許取得のための数学、電磁気学や電波工学の基礎の勉強を一通り終えた私は、光学とプログラムの基礎の勉強を広く浅くやり直すことにしました。
当時学生だった私はプログラムの基礎勉強をやり直す前に、プログラムを勉強する上での３つ最終目標を作りました。
最終目標１、アニメグラスに必要な組込みソフトウェア(今で言う携帯アプリ)の構築が自力である程度出来るようになる事。
最終目標２、アニメグラスと遠隔乾杯システム（正確には乾杯カウンターとメッセージとその他画像とか音とかのバイナリデータ転送）のサーバー側データーベース構築とサーバーサイド側の関数(現代風で言えばWeb
APIやサービス)がある程度自力で組めるようになる。
最終目標３、導波管の電磁場のシミュレーション(有限要素法やFDTD法*1等)の理解がある程度出来るようになる事(アニメグラス内部のデバイスに電波を通す必要が有る場合はこの手の知識というか勘が必須になるため）。
最終目標１については、アニメグラスの携帯アプリ(又はディスプレイの組込みアプリ）については最初からプロの業者に発注するつもりだったので、アセンブラと割り込み処理、C言語、C++、OSI7階層参照モデルの基礎分野のみに限定して広く浅くやることにしました。
当時はJ２ME等のJAVAの組込み規格の創世記であり、携帯電話が発展すればＪＡＶＡ等から呼び出せる有用なライブラリがたくさん出てきそうな雰囲気が何となく有った(当時の書籍も異様にJAVAを押していた気がする。あれ何だっただろう？)。そこで、機械に近い低級側(今で言うと低いレイヤー)の勉強が面倒だったダメ人間の私は「そのうち大手か親切な有志の方々が高級言語から使えるライブラリ群を作ってそれを標準規格化してくれるはず」と祈りながら、CとC＋＋の適当な入門書一冊とOSI7階層参照モデルやIPプロトコルを説明しているムック本一冊、そして一応通過儀礼としてプログラマの登竜門というかバイブルといわれる「The
Art of Computer Programming」*2とマイコン雑誌のいくつかだけを適当に斜め読みして終了しました(勿論、斜め読みなので書いてある内容の0.1割も理解出来なかったが勉強しようと頑張った満足感は得られました)。
最終目標2についての勉強は、SQLとJAVAの基礎分野だけ広く浅く行いました。
SQLを選んだ理由は、既にSQLは標準データーベース言語のようになっていたため（、取り合えず標準のSQL92〜SQL99等を一つやっておけば何とかなったからです。JAVAについては生き残りそうな概念やご作法が結構有ったしオブジェクト指向言語で当時一番流行っていたからである(正直、POSTとGET等のコマンドのやり取り可能で、且つ、GCとマルチプルインスタンスを実装している言語ならどの言語でも良かった）。適当なJAVA入門書とSQLの入門書そしてデザインパターンやデッドロック防止*3等のTIPS等が出ている本を数冊を立ち読みして勉強は終了した（現状、アニメグラスのゲーム等を制作する際はJAVAかUnityフレームワークが殆どなので当時の判断は間違ってなかったかな？)。
最終目標3についての勉強は、Turbo C(昔ボーランド社が出していた)やMathematica等(MATLABと似たようなコンセプトの数学計算用ソフトで数式による豪華なGUIタイプのインターフェイスとグラフィックライブラリが当時としてはかなり豪華だった)で電磁場のシミュレーション(電波発生源近傍のシールド内の熱損や渦電流解析等)のCGアニメーションを学祭やら学会発表で組まされた経験*4があったため、適当な有限要素法、FDTD法等の魔導書を図書館で借りて終了しました。（
(以降、ネタ切れ回避用のただの駄文、FEMや電磁場解析などその手の話題に興味の無い方は読み飛ばし推奨)↓
*1、電磁場解析で用いるコンピューターシミュレーションの一種(以降、少しだけ技術的にマニアックな内容を含みます。電磁場解析に興味の無い方は読み飛ばし推奨↓）
非常に大雑把に言えば、境界条件(材料のパラメーターと形状)を入力し、電波発生源(もしくは電波侵入エリア)から拡散していく電波をセグメント化した空間と時間毎に、(マクスウェル方程式を簡略化した)ただの足し算引き算を用いて計算していく手法(rotは所詮ただの空間の2点の引き算に係数掛けた物に還元出来るので空間も時間も差分式に置き換えて交互にキャッチボールで代入し合いそれを連鎖的に演算を繰り返していく事により解析的に解けない形状がややこしい境界条件の物体が有る空間の電界と磁界の分布を求める事が出来る。マクスウェル方程式さえ理解していれば有限要素法に比してとっつき易いため根強い人気の有る計算手法の一つ。ただ原理上、電波発生源または侵入位置からの拡散力場を順次連鎖計算する手法なので発生源パラメータと境界条件を上手い事設定してやらないと精度が悲惨な事になったり、やたら時間の掛かる場合が有るという悩ましい計算手法でもあります）。前々回の記事に書いたように、お酒やジュースって純水と違い不純物やミネラル(導体)が案外多いから(日本のお酒の場合、一部の例外を除いて基本軟水なのでミネラル分は少ないがそれでもGHz帯にとっては減衰が無視できない程度の導電率は有るし、水道水も80〜200[μS/cm]程度はある）高周波であればあるほど電波を通さないので(他にもある程度高い周波数帯では水分子等の共振変位電流つまり分極による電束Dの一種による熱損の減衰も出てくる）、今後、電波やインフラの高周波化が進めばアニメグラスの設計段階やデザイン企画の段階でこの手のシミュレーションやソフトのお世話になる機会が増えると予想される。G[Hz]帯でも低い帯域の場合は水の導電率(電波の進行方向に対する電界や磁界の振幅の距離減衰の強さを決める係数)を少し高めに見積もったとしてもスキンデプスもコップの径のオーダーに比してまあ長いのでそれ程神経質にならなくても良いが、それでも形状をしくじると電波はかなり減衰する(減衰するとやっぱりスピードは落ちる)。５[GHz]以上の場合何も対策していないでグラス中央にスマホとか設置するデザインにしたり、又は大きな径のグラスでは通信確立プロトコルの段階で電波弱すぎて最悪通信落ちる(つまりお風呂というか海に携帯落とした時と同じ状態になる）・・。ぶっちゃけアニメグラスの場合は一部を除いてデザインがそれ程複雑ではないので、波長とグラスの大まかな形状や材質、ターゲットの飲料の導電率等分かっていれば、ある程度の大雑把な予想はふわっと何とか脳内イメージ出来るので、現実的にはこの手のFEM等のソフト(普通に測定した方が速いし)のお世話になることはイレギュラーが起きた時で且つマージン取っても解決しない時ぐらいなのでしょうけど(後は背が高めのアニメグラスを複数アレイ例えば同心円状や立体的に配置する時ぐらいでしょうか…いつか等身大アニメが再現できる配置をしてみたい)。
*2、通称TAOCP、コンピュータアルゴリズムのバイブルでありKnuth大先生の名著。数学というかパズル好きならスラスラ読めるが、パズル嫌いなら発狂するかも知れない、そんな感じの魔導書。多分、ドグラ何とかの類の本(可読性と真逆のスピードこそが正義を追求する戦士達のバイブルと言われているらしい)。
*3、どんな言語やデータベースでも、レコードやインスタンス間で相互循環参照(クロス)の処理を書けば簡単にデッドロックという無限地獄(ループ)に突入してしまう。この手のバグはマルチスレッド処理をするプログラムでも混入しやすいため並列処理ルーチンやゲーム等を作る際は特に要注意だったりします(意図的にフリーズさせてクソゲーオブザイヤー(通称KOTY)を狙ったりするなら話は別ですが）。ちなみにアニメグラス専用ゲームというかアプリもいくつか開発中ではあるので、その内公表出来ると思います。
*4、「シールド板近傍の磁気ダイポール波源から生ずる電磁エネルギー流 平成10年度電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. 通信C-48. 199
(1998)」。「シールド板近傍の磁気ダイポール波源から放出される有効電力平成11年度電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. 通信C-37.
184 (1999)」を参照。今思うと当時の非力なマシン(某G社製の牛さん)達でよくこんな狂った計算をやったものだと我ながら感心します(しかも基礎理論用やある種の教育利用も想定した物だったのでFEMとかの類は用いずに、極座標変換により特異点発散を回避するように積分路を変更した式を更に積分出来るようにして力技でシールド材の面積を含む各パラメータごとの吸収電力(要は反射を分離した正味の熱損によるシールド効果部分)の数値解析を行った(実は波源近傍つまり電波発生源に近いエリアの電磁場の挙動の数値解析は通常の輻射あるいは放射界エリアの解析と比して少し厄介で単純なモデルでもこのようにしないと波源の項の特異点により計算途中で発散してオーバーフローエラー吐いてしまう)。当時のマシンは高価なものでも今のスマホの十分の一以下の処理速度しかなく、積分周りの精度の絡みと後日の教育用ツール(プログラムレスで主に近傍界、そして誘導電磁界や電界や磁界が進行方向に対してグルグル回転する偏波の領域(通常、電波発生源から一定距離離れるとこのグルグル回転する偏波になる空間領域がある)を含めた広い範囲で対応できる電磁場の強度分布の視覚化とアニメーションの教育向けツールを作りたかった)としての利用を想定していた兼ね合いでアニメグラフィック周りのルーチン意外は基本はMathematicaという数学用の超ド高級言語というかソフト(つまり基本的には遅い)を使ったせいも相まって、複数の牛さん達をフル稼働させても計算時間は恐ろしく掛かった(速くする方法はあるには有りましたが結局精度が犠牲になるし、収束が遅い場合の処理をゴリゴリ書くとか正直面倒だったので結局そのまま使った)。ちなみに牛さんというのは当時流行っていた某G社製牛柄のコンピュータを指す隠語。うちの研究室の端末は当時殆ど牛さんだった(炎天下で計算させる際はよくドナドナを歌って聴かせて応援していたが、私が音痴だったせいかたまに暴走した)。
次回につづく。
アニメグラス誕生秘話２(第２回記事 学生時代回顧録2)
当時、私が学部4年生だった頃は、就職氷河期*0の真っ只中であったため、私は早々に就職を諦めて進学した(まあ、大学院生とは名ばかりの実質、就職浪人でしたが)。
運良く卒論のノルマ(私が属していた研究室では学会発表を２回以上することが暗黙のノルマだった）も早期に終了することが出来、後はゲームとアニメを見る(銀英伝やうる星や緑山高校アニメ版の一気見等)や飲み歩くこと以外、卒業まで特にやることも無かったので(拾ってくれた先生方ごめんなさい）、将来に備えて、数学、電磁気学や電波工学の基礎、コンピュータプログラムの基礎、の勉強を広く浅くやり直すことにしました。
数学はベクトル解析、複素関数論、フーリエ解析の基礎のみを広く浅く行いました。1日の半分を数学に費やした結果、なんとか理解出来るようになった気がしたので、数学には深入りせずに電磁気学や電波工学の復習に移ることにしました。
電磁気学や電波工学でもあまり深入りせずに、取り合えず、マクスウェル方程式*1とそこから導出される空気中を伝わる電波を導く式*2のみの理解に集中しました。
実はこれらの式と共振(理科の授業とかで習う定在波発生の原理)が理解できるようになると、多少場数を踏めば周波数(つまり波長)と素材(面倒な場合は導電率だけでも可)と形状を聞いただけで殆どの物体に入射した電波の減衰や反射などの(あくまである点の値を基準とした相対的な空間)分布が超大雑把ではあるがふわっと何とかぼやーと予想できるようになります(数値計算はただの補完というかあくまで確認用)。場というか変分原理(エネルギーとポテンシャルの時空間内の分布のしかたの根本の基礎法則)が根底に在る技術領域はどんなジャンルでも境界条件の係数が違うだけでやっている事はほぼ同じなので慣れてくる程数値シミュレーションはただの補完になってくる気がします(特に根拠のない完全な主観ですが感覚的には理論式と脳内イメージや勘から来る予想が７０％、実際の測定が２５％、測定と脳内イメージの見落とし確認用の数値計算が５％ぐらいの配分だと思います)。旧電電公社で電波の山岳回折等の統計手法と近似式導出の研究をされていた奥村先生(チャールズ・スターク・ドレイパー受賞者にて現代のセルラー方式の基礎モデルの構築者の一人。幸運な事にご縁があり私が学生時代に研究発表の練習を何度か見て頂いた事が有る)は事あるごとに「理論や測定、統計をおざなりにしてコンピュータ数値計算にばかり依存するのはダメ」「パソコンボケ＆エクセルボケになる」という苦言を学生に仰られていた。っていうか私も怒られた学生の一人だったりするorz。あの時は楽しかったな〜。
なお、アニメグラスでもジュースやお酒がディスプレイや携帯電話の電波を遮蔽してしまうようなデザインの場合には、意図的に電波の逃げ道*3を設けるデザインをしたりまします(特許6432960号,特許6406742号,特許6337256号,US10966555他）。携帯アンテナ近傍の指向性が多少偏るのがデメリットといえばデメリットですが(本来携帯とか移動しながらの使用や基地局に対しての向きが一定で無い使い方を想定しているデバイスの場合はあまり指向性が強い物は望ましくない)、導波空間を上手く設計してやるとかなり高い周波数帯域でもグラス中央近傍に配置した携帯に電波を引っ張る事が出来る。近年5Gや６G等の影響で高い周波数帯の電波*4を使うことが多くなっており、アニメグラスの開発でもこの手のデザイン設計が割かし重要になってきている(ただ、高い周波数の電波は直進性が強過ぎで殆ど回折してくれないし減衰も激しいので、ユーザービリティの観点から高周波、特にめっちゃ高いミリ波帯以上の高周波をバリバリ使う時代の本格化はまだ当分先なのでは？と個人的には予測しています、まあこの手の未来予測は本当のエスパーでない限り中々当たらないため外れるかもですが)。
飲乳ちゃん(登録第6473672号)はアニメグラス公式キャラクターです。
*0、当時、就職倍率の異常な高騰(5000人中採用人数数名とか酷い時には採用ゼロとか有った)や、今では考えられない圧迫面接などを目の当たりにしていたが、その(歪み)は、技術力の低下とスタグフレーション(賃金が上がらないインフレーションつまり大不況)という最悪の形で2023年の現在、顕在化した気が致します(メディアではあまり報じられませんが、この国では零細企業や技術者への法的にグレーな技術搾取や中抜きなどが存在するし技術力低下や衰退は仕方無いかも)。技術力低下の最大の要因と思われる氷河期棄民が令和になってから逆に加速している気がしますが、一体、この国の未来はどうなってしまうのだろうか(マイコン、PC、スマホ、MS-DOSなどのコマンドライン時代OSとマックやウィンドウズ等のGUI時代OS両方にリアルタイムで触れてきた人材が多い最後の世代だったのに）。昨年6月に、弊社もお世話になった事が有るプロトラブズという小ロット試作金型の大手が急に日本から撤退してしまったが(お陰で試作の簡易金型が全部パー)、どの分野(介護や建築、農業や輸送は人手不足が特に大変らしい)でも似たような状況でしょうが、ITに近い物作り分野で言えば例えば、金型、設計、組込みソフトウェア、アナログ回路、低級レイヤーまである程度イメージ出来るPGが必要な分野でサプライチェーンの衰退どころか長年の中抜きによる弊害で開発や製造現場そのものが衰滅しているところが出て来ている(ベテラン職人に依存して無理やり維持していた現場がここ7、8年〜10年で急速に消えてきた感じがします)。底辺技術者の端くれとして例え僅かでもこの国に尽くしたかったが規制や利権等のしがらみ他、そして多重中抜き構造による現場の疲弊を考えるとタフな未来予測しか出来ない(涙)。友人や先輩との勉強会(つまり飲み会やオフ会)の際でも１０年前はあまり出なかった「日本脱出」「限界」というようなキーワードが上がるようになって来ている・・・少し悲しい。私のような技術屋もどきのおっさんはアレだが、若い衆は海外で技術を磨いたりすることを、重要な選択肢の一つにしなければいけない時代に差し掛かっているのかも知れない(このある種世界中あらゆる場所で疲弊している情勢下、海外が楽園というつもりは無いが、それほど開発や製造現場はギリギリまで来てるかも知れない)。
(下記以降は電磁気学と電波工学の初歩ですが少し専門的な内容を含みます。その手の話に興味の無い方は読み飛ばし推奨します)↓
*1、マクスウェル大先生が約150年前にリリースしてくれた電磁場を導出するための基本となる４つの数式(リリース当初20個の連立方程式だったが後にベクトル表記を使ったり、実用上不要と思われる成分を削除してすっきり簡略化された。この式がマクロスケールの電磁場を記述出来るお蔭でアニメグラスや導波管グラスのデザインが出来る。
*2、座標を入力するだけで電波の電界と磁界の振幅を求められる美しくも大変有難い式。導出過程の概要だけ簡単に説明すると、マクスウェル方程式にスカラーポテンシャルΦ(ただの静電位の場)とベクトルポテンシャルA(電子波の位相の変化のし易さ(単位電荷当たりの運動量)の強弱を表現したベクトル場)という２つの場を代入して、ベクトル演算の恒等式を用いて０になる不要な項を消したり、ゲージとか観測系が悪さをしないようにしたり適当な境界条件入れて、不要と思われる変数の自由度を縛ってやっと導出される非同次(非斉次)な波動方程式の解のなかで電波発生源を無限遠方に飛ばしたバージョンの式。通称平面波の式。
マクロスケールの電磁場(波なら電波に限らずになんでもそうですが)は互いに進行方向が直交している複数の平面波のフーリエ級数的な重ね合わせで記述出来るので(根本的には多分、ロルの定理とかによりフーリエ成り立つ系だったはずなので、任意位置における電磁場が記述できる直交独立した３成分の平面波の合成波が存在するのは自明だったはず)この平面波の式は工学的にとても利用価値が高かったりします(アニメグラスのデザイン時の電波の減衰具合を予想する時も平面波の式は用いられている、そもそも電波の減衰具合の指標の1つの表皮深さやαの概念もこの式の指数部の項から来ていたりします）。ちなみに殆どの電波工学やアンテナ工学の書籍の第一章はこの平面波の式の導出に費やされ、そしてベクトルポテンシャルが登場した辺りで多くの学生の心をぶち折る(30年前に外村博士が行ったAB効果の実証実験によりベクトルポテンシャルは超電導シールドにより磁場遮断した空間でも単独で観測可能な物理量であることが判明しているため、磁場はベクトルポテンシャルやスカラーポテンシャルの一観測形態に過ぎないのですが、電波工学やアンテナ関連の書籍では実用性の観点からベクトルポテンシャルを「相対論登場以前の絶対空間内のエーテル流のような物を表現したただの数学上の道具」という古典的な説明で適当にお茶を濁してあまり本質には踏み込まないので、「ブラックボックス」は嫌だ「本質を掴みたい」という方、特に半導体物性や量子力学方面から入った方にとってはこの手の電波工学関連の書籍のマクスウェル方程式からの球面放射界そして平面波の導出過程の説明はモヤモヤしてあまりスッキリしないかもしれません。まあ、ベクトルポテンシャルをこねくり回していくと先進ポテンシャル(未来の原因が過去を決めるという逆因果律の項？)という意味不明だが対称で美しい項が出てきてしまうので、敢えて工学分野のカリキュラムではここら辺は深く教えてないようにしているのかも知れませんが(将来的にはこの先進ポテンシャルをなんらかの手段を用いて利用というか観測出来るようになれば教えたり研究課題として選ぶ学生も出てくるのかも知れないが、それまでは工学や科学というよりも殆ど哲学やSFの領域の扱いで敢えてここら辺は突っ込んで教えていないのかも)。
*3、*4、GHz帯特にミリ波と言われる高周波では特にこの電波の逃げ道(導波管）を設けたグラスの設計が重要だったりする(日米特許取得済み）。５Gや６Gに使う中でも高周波帯なら尚更だったりします。
次回につづく。
アニメグラス誕生秘話１(第１回記事 学生時代回顧録1)
取り合えず最初の記事という事で、何を書けば良いか迷ったので、筆者が経験してきた発明(製品名アニメグラス)の経緯やその特許取得までの話を、実際の知財業務の話も交えながら複数回に分けて書いていこうと思います。
[これは筆者がまだ学生だった時のお話]
その日はとくにやる事がなかったので、友人の実験（金属板の電磁シールド効果の測定）を手伝うことにした。
学祭や研究報告会の準備などであまり時間が無かったので、私は早速、測定の準備に取り掛かった。しかし、ここで問題が発生した。
実験ではアドバンテスト法(電磁シールド効果の測定方法の一種、電波暗室も不要で場所も取らないため簡易な測定法としては結構人気が有った(なお、電波暗室と併用してより高精度な測定結果を学会等で発表されている方もちらほらいた))というものを用いてアルミ箔や金属板などの電磁シールド効果を測定する予定だったが、その実験に使うアルミ板がどこにも見当たらないのだ。時間が惜しかったのでアルミの缶ジュースを買って来てそれを適当に加工して代用することにした。
ちょうどタイミング良く、友人が「チャンピオン買いにコンビニ行ってくるわー」と言ってきたので、
「じゃあ、ついでにジュースも買ってきて、後、バキ見せて」とお願いした。
約１０分後、その友人はあろうことか、ペットボトルでジュースを買って来たorz。
私は勇次郎のように満面の笑みを浮かべながら、友人にジュース代を渡した。
その後、仕方がないので、手持ち無沙汰解消に適当なファラデーケージ*1を見つけてきて、それにアンテナ２つを突っ込んでペットボトルの電磁シールド効果(ジュース有りの場合と無しの場合のdBmの比)の測定を行った(今にして思えば何でこんな奇行を行ったのか理解に苦しむが、多分、疲れていたのだと思われる)。
測定結果は(金属シートほどでないにしろ)ジュース入りペットボトルはGHz帯より上の帯域では中々のシールド効果を示めしていた。
その時、私は思った
「ジュースって(ある程度高周波なら）電波を通さないんだ」と。
そして、しばらくしてから、何かの打ち上げで飲んでいると、
飲み過ぎたのか、友人がカラオケの最中に奇声を発しながら、おもむろに私の携帯を掴んだのちに、それを何故か、ビールが入っている大ジョッキに突っ込んだ。
ビール中でキラキラ輝いている自分の携帯を、ぼーっと眺めながら、
「いつか、高周波でガンガンデータやり取り出来るようになるとしたら→無線でダウンロードしたアニメが再生出来る導波管*2のような物を付けたグラス作ったら面白いな→来週から図書館に籠るか」と考えていた
ちなみに、これが後のアニメグラスの発明に繋がる。
*1、導体（金属)で覆われた空間や中空構造の箱。電波の測定だけでなく、イオンクラフトやテスラコイル等の放電(テスラコイルのような特殊変圧器の放電現象は出力が低くてもスパークギャップで溜めて一気に電流流れるため予想よりも大きなノイズが広い帯域に渡って出ることがある)を伴う実験や玩具の作成などの輻射ノイズの遮蔽や電波暗室(電波吸収体で内部を覆ったファラデーケージ)等にも用いられる。海中の施設も広い意味では(天然の)ファラデーケージ(海水はミネラルつまり導体を含む多くの不純物が有るため極低い周波数を除けばある程度厚みのある海水は金属板と殆ど等価)。なお、発泡スチロールや乾燥した木或いは厚手のダンボールの箱の周囲に1[mm］厚程度の金属板（導電率が高い素材が理想）を貼り付けて隙間を金属箔や金属テープでグルグル巻きにして細かい漏れを防げば(基本的には角部や隙間に金属箔テープをベタベタ何重にも貼り付ければ良い)、そこそこ漏れないファラデーケージは作れたりします。また、大きめのファラデーケージの内側に炭汁(炭の粉末と水そしてのり)に浸した厚さが30〜50cm程度のそこそこ密度のあるウレタンなど(これが即席電波吸収体代わり)を敷き詰めれば(GHzより上限定だが)なんちゃって電波暗室＆吸音部屋もDIYで作れたりする(この炭に付けたウレタンを鋭角の三角錐やピラミッド型の形状にカットすると反射方向の垂直化(電波に対するステルス化の幾何学的な設計ではおそらく最もポピュラーな概念の1つ)と広い帯域に渡って減衰距離を稼げるため軽量化と省スペース化しながら比較的広い周波数帯域に渡って電波吸収体の性能を引き上げる事も出来る)。学会や論文発表に使用するなどの正規の測定データには使えない代物ですが必要な物は発泡ウレタンと炭粉末と水と金属板とアルミ箔と根気だけなので趣味用途には使えるかも。なお、スペアナ本体等の測定機器本体はアンテナやプローブ以外はDIYした電波暗室の外側に設置して測定した方が良い(これらの機器は結構放射ノイズを吐く場合が有る、最近のシールド対策をケチった樹脂外装の安物なら尚更かもしれない)。
*2、導体で囲まれた電波を通すための空間または誘電体から成るデバイス。共振とエバネッセント波を利用しているため効率が良い(簡単に説明すると導体で囲まれた誘電体内部の空間で断面の電磁界の分布を波長倍や半波長倍などの定在波発生状態にして誘電体外殻の導体内に侵入する電磁界の減衰を極力抑えながら電波を導波管内の導波空間に沿って送信するため高効率であり導体の芯線が無い故に無駄な熱損減衰を極力少なくして送電出来る(つまり電波の送信経路に導体エリアが全反射のため実質上殆どなく誘電体内に交流の電界というか電位が掛かるだけなので電磁的エネルギー→熱エネルギー変換のエリアが電波の送信経路上に実質的にほぼ存在しなくなるため高効率)。身近な物だと電子レンジとかアンテナ基地局とかに使われていたりする。アニメグラスでは(径の大きさ、想定周波数帯、そしてデザインや形状次第だが)デバイスへ電波を通すための抜け道として用いられる(不純物の多い飲料内部に中空または誘電体で充填した導波路または導波空間を適当に作ってやると極論すると変分原理(ある意味とても万能な原理)により電波は各周波数毎に勝手に最も伝わり易い共振形態の電界分布になって勝手に伝わる(なおこの部分単体でも特許取得済みだったりします。特許6432960号,特許6406742号,特許6337256号他)。
次回につづく。
当ブログのコンセプト
アニメグラス発明者であり氷河期技術者である底辺無能社長のメモ書き(駄文）です。アニメグラスの開発秘話や特許取得の裏話などゆるりと書いていくつもりです。あまり内容の無いブログですが見てやってください(当ブログはリンクフリーです）。
