論文 汎用デジタル一眼レフカメラによる赤外線写真撮影に適したハンディタイプ赤外線ライトの比較評価 大下浩司 1,2 下山進 2,3 被写体に赤外線を照射して汎用デジタル一眼レフカメラで赤外線写真を撮影する方法において 今回は比較的安価なハンディタイプの各種赤外線ライトを比較検討した 具体的には 発光

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1 汎用デジタル一眼レフカメラによる赤外線写真撮影に適したハンディタイプ赤外線ライトの比較評価 大下浩司 1,2 下山進 2,3 被写体に赤外線を照射して汎用デジタル一眼レフカメラで赤外線写真を撮影する方法において 今回は比較的安価なハンディタイプの各種赤外線ライトを比較検討した 具体的には 発光波長が 85 nm の赤外線ライト 5 種類 また発光波長が 94 nm の赤外線ライト 4 種類をそれぞれ用い 標準レンズ AF-S DX NIKKOR mm f/ G VR( ニコン製 ) を取り付けたニコン D51 を用いて赤外線写真を撮影し比較した その結果 赤外線を広範囲かつ一様に照射でき 明度の高い撮像を捉えることができる発光波長が 94 nm( 極大波長 956 nm 強度 55,181 カウント ) の NightMaster 製 X3-IR が最も適していた 1 はじめに赤外線写真は 絵画の下絵 あるいは古文書や木簡などに書かれた判読の難しい文字の観察に用いられる その撮影には 百万円から二百万円程度の高価な赤外線カメラを用いるため 博物館 美術館 保存修復などの現場には普及しにくい 既報では 大型の浜松ホトニクス製赤外線ライト (IR LIGHT SOURCE C1385-2) を用いれば 汎用デジタル一眼レフカメラ ( ニコン製 D51 数万円程度) であっても 油彩画やアクリル画に描かれた下絵を赤外線写真として撮影できることを報告した 1)2) しかし 現在この大型の浜松ホトニクス製赤外線ライトは入手困難であり 大型であるため文化財が設置されている現場に持ち込むことが困難な場合がある このため 本研究では 比較的安価に入手することができ 持ち運びに便利なハンディタイプの赤外線ライトを用いた汎用デジタル一眼レフカメラ ( ニコン製 D51) による赤外線写真撮影法を検討した この検討には 浜松ホトニクス製赤外線ライト (IR LIGHT SOURCE C1385-2) の代わりに 照射波長 85 nm と表記され市販されているハンディタイプの赤外線ライト1 NightMaster 製 X3-IR 85 nm 2ノーブランド赤外線ライト 85 nm 3ホルキン製ハンディライト 85 nm 4ホルキン製コンパクトライト 85 nm 5ポラロイド製ナイトライト そして照射波長 94 nm と表記され市販されているハンディタイプの赤外線ライト 6 NightMaster 製 X3-IR 94 nm 7ノーブランド赤外線ライト 94 nm 8ホルキン製ハンディライト 94 nm 9ホルキン製コンパクトライト 94 nm についてそれぞれ検討した また これらの赤外線ライトの中から赤外線写真の撮影に適したものを選ぶため それぞれの赤外線ライトが発光する赤外線のスペクトルを測定し 極大波長とその強度を調べた そして これらの赤外線ライトを用いて下絵が描かれている油彩画の赤外線写真を汎用デジタル一眼レフカメラ ( ニコン製 D51) で撮影し 赤外線ライト固有の赤外線照射範囲や撮像の明るさなどを相互に比較した 文化財情報学研究第 13 号 1

2 2 実験 2. 1 撮影機材と撮影方法赤外線ライトから撮影試料に向けて赤外線を照射し 標準レンズ ( ニコン AF-S DX NIKKOR mm f/ G VR) を取り付けたデジタル一眼レフカメラ ( ニコン D51 CMOS 162 万画素 ) を用いて赤外線写真を撮影した 赤外線ライトは 照射波長 85 nm と表記し市販されている赤外線ライト5 種類 ( 図 1) 照射波長 94 nm と表記し市販されている赤外線ライト 4 種類 ( 図 2) を用いた 図 1および図 2には サイズを示すため 15 cm の定規を赤外線ライトの横に置き撮影した写真を示した また それぞれの市販価格は 1 NightMaster 製 X3-IR:4,7 円程度 2ノーブランド赤外線ライト :9, 円程度 3ホルキン製ハンディライト :5, 円程度 4ホルキン製コンパクトライト :1,2 円程度 5ポラロイド製ナイトライト :4,7 円程度 6 NightMaster 製 X3- IR:4,2 円程度 7ノーブランド赤外線ライト :9, 円程度 8ホルキン製ハンディライト : 5, 円程度 9ホルキン製コンパクトライト :1,4 円程度であった そして 赤外線写真を撮影する際には 撮影試料の油彩画をイーゼルに立て掛け 同一波長の赤外線ライト2 灯を撮影試料に向けてそれぞれ固定し 両赤外線ライトから撮影試料に赤外線を照射して撮影した 赤外線ライトの照射角度は油彩画の中心から左右斜め 45 度とし 赤外線ライトの先端から油彩画中心までの距離は 3 cm とした ただし 赤外線ライト 5の場合は 1 灯のみとしている なお 赤外線ライトの照射範囲を検討する際には 油彩画の代わりに白色画用紙を貼り付けたスチレンボードを用い その中心から赤外線ライトの先端までの距離を 2 cm とした そして 既報に準じ 1)2) カメラを三脚に固定し まずオートフォーカスでシャッターを半押して撮影試料に焦点を合わせ その後にマニュアルフォーカスに切り替えてレンズ焦点位置を赤外線指標に合わせ レンズ前面に富士フイルム製シャープカットフィルター SC72 あるいは IR82(75 mm 75 mm) を取り付け 絞り値 (F 値 )3.5 露出時間 3 秒 ISO 感度 8 に設定しワイヤレスリモコン (ML-L3) を用いてシャッターを切って撮影した なお ここで用いたシャープカットフィルターは 赤外線ライトの照射波長が 85 nm のときは SC72 を 照射波長が 94 nm のときには IR82 を用いた 2. 2 分析機器と分析方法赤外線ライトおよび室内蛍光灯照明の発光スペクトルの測定には Ocean Optics 製分光器 (USB2 +VIS-NIR-ES) を用いた 3) 照射波長 85 nm の赤外線ライト123および5のスペクトルを測定する際には 分光器の受光部と赤外線ライト照射部の距離を 5 cm に調整し 照射波長 94 nm の赤外線ライト67 および8のスペクトルを測定する際には 分光器受光部と赤外線ライト照射部の距離を 15 cm に調整して測定した ただし 赤外線ライト4および9は 照射強度が弱かったため 分光器の受光部と赤外線ライト照射部の距離を5cm に調整し測定した なお それぞれの測定は いずれの場合も 積算時間 (Integration Time)1 ms 平均化(Scans to Average)5 ボックスカー幅 (Boxcar Width)5 測定波長 35 ~ 1 nm の条件でおこなった 蛍光灯照明の発光スペクトルの測定は 被写体の位置から蛍光灯照明に分光器の受光部を向け 積算時間 (Integration Time)5 m 秒 平均化 (Scans to Average)5 ボックスカー幅 2

3 大下浩司 下山進 (Boxcar Width)5 測定波長 35 ~ 1 nm の条件でおこなった 2. 3 撮影試料撮影試料には 白色画用紙を貼り付けたスチレンボード (B4 サイズ ) と油彩画 ( 図 32 縦 16.1 cm 横 22.6 cm) を用いた スチレンボードは赤外線ライトの照射範囲の検討に用い 2)4)5) 油彩画は赤外線写真の撮影に使用した この油彩画は 既報と同様 麻布キャンバスに白色絵具のシルバーホワイト ( 主成分顔料 : 塩基性炭酸鉛 ) を下地として全面に塗り そこに赤外線を吸収しやすいプルシャンブルー ( 主成分顔料 : フェロシアン化第二鉄 ) で猫の姿を描き ( 図 31) この猫の姿を塗り潰すように赤外線を吸収しにくい有彩色の油絵具を塗り重ねて制作してある ( 図 32) 3 結果と考察赤外線写真の撮影は 蛍光灯照明の明るい部屋でおこなった この蛍光灯照明の光が赤外線写真の撮像に与える影響を調べるため 蛍光灯照明の発光スペクトルを測定した ( 図 4) 蛍光灯からは概ね 4 ~ 75 nm の波長の可視光線が照射されていた この蛍光灯照明の下で カメラのレンズ前面にシャープカットフィルター SC72 を取り付け 絞り値 (F 値 )3.5 露出時間 3 秒 ISO 感度 8 の条件 ( 照射波長 85 nm の赤外線ライトを用いて赤外線写真を撮影するときと同じ条件 ) で油彩画を撮影した しかし 蛍光灯照明下で撮影した画像 (JPEG データ : 明るさ 5 % コントラスト 5 %) では 下絵に描かれた猫の姿を捉えることはできず ( 図 51) 撮影した画像の明るさとコントラストを変えても (8 % に上げても ) 猫の姿を確認することはできなかった ( 図 52) これらのことから 蛍光灯照明の光は 本赤外線写真の撮影に影響を与えないことが確認できた 次に 赤外線ライトの発光スペクトルを測定した 照射波長 85 nm と表記し市販されている赤外線ライトの発光スペクトルを図 6に示した それぞれの極大波長 (nm) と強度 ( カウント ) は 赤外線ライト1が 87 nm で 53,45 カウント 2が 852 nm で 46,836 カウント 3が 844 nm で 3,887 カウント 4が 871 nm で 1,31 カウント 赤外線ライト5が 852 nm で 62,831 カウントであり いずれも概ね 85 nm の赤外線を発光していた また 照射波長 94 nm と表記し市販されている赤外線ライトのスペクトルを図 7に示した これらの極大波長 (nm) と強度 ( カウント ) は 赤外線ライト6が 956 nm で 55,181 カウント 7が 939 nm で 12,929 カウント 8が 936 nm で 8,615 カウント 9が 954 nm で 2,48 カウントであり いずれも 94 nm 前後の赤外線を発光している このような発光特性をもった赤外線ライトを用いて 汎用デジタル一眼レフカメラ ( ニコン製 D51) による油彩画 ( 図 32) の赤外線写真を撮影した 照射波長 85 nm の赤外線ライトを用いたときの赤外線写真を図 8に 照射波長 94 nm の赤外線ライトを用いたときの赤外線写真を図 9に示した これらの図を比較すれば明らかなように 図 8の4および図 9の9では下絵に描かれた猫の姿を明瞭に捉えることはできなかった このことは 図 6の4および図 7の9に示した発光スペクトルから明らかなように 他の赤外線ライトに比べて この両者の発光強度は極めて弱く 赤外線写真撮影には適さないことが解る また 赤外線ライト 3 5 8を用いて撮影した赤外線写真 ( 図 83 図 85 図 98) では 文化財情報学研究第 13 号 3

4 撮像に陰影部分が現れ一様ではなかった そこで この陰影部分が現れる原因を探るため 赤外線ライトの照射範囲を調べた 照射波長 85 nm の赤外線ライト1~5の照射範囲を図 1 に 照射波長 94 nm の赤外線ライト6~9の照射範囲を図 11 に示す この図 1 と 11 に示した画像を比較すれば明らかなように 上述の赤外線ライト3 5 8の照射範囲は 他の赤外線ライトに比べ狭く 被写体に向けて広範囲に赤外線を照射できない そのために 赤外線ライト 3 5 8を用いて撮影した赤外線写真 ( 図 83 図 85 図 98) では 撮像に陰影が生じたといえる そして 照射波長 85 nm の赤外線ライト1と2を用いて撮影した赤外線写真 ( 図 81と図 82) および照射波長 94 nm の赤外線ライト6と7を用いて撮影した赤外線写真 ( 図 96と図 97) では 下絵に描かれた猫の姿が一様に捉えられていた 特に赤外線ライト6を用いて撮影した赤外線写真 ( 図 96) は 油彩画表層にある絵具のマチエールがほとんど写っておらず 下層に描かれた猫の下絵のみが写し出されていた 4 おわりに比較的安価に入手可能で 持ち運びに便利なハンディタイプの赤外線ライトを用いて 既報の汎用なデジタル一眼レフカメラによる赤外線写真の撮影法を再検討した その検討に使用した9 種の赤外線ライトのうち 赤外線ライト6 NightMaster 製 X3-IR 94 nm が 赤外線写真の撮影に最も適していた この赤外線ライトの極大発光波長は 956 nm で その波長の強度は 55,181 カウントであり 赤外線の照射範囲は広く 被写体に対し一様に赤外線を照射することができた このため 赤外線ライト6 NightMaster 製 X3-IR 94 nm は 汎用デジタル一眼レフカメラによる赤外線写真の撮影に最適であることがわかった 文献 1) 大下浩司, 下山進 : 文化財情報学研究,11,pp.1-8(214). 2) 大下浩司, 下山進 : 文化財情報学研究,12,pp.1-6(215). 3) 下山進, 松井英男, 野田裕子 : 分析化学,55,pp (26). 4) 大下浩司, 下山進 : 文化財情報学研究,12,pp.7-13(215). 5) 下山進, 大原秀之, 吉田寛志, 大下浩司, 古谷可由 : ゴッホ ドービニーの庭 のすべて, p.38,(28),( 財団法人ひろしま美術館, 学校法人高梁学園吉備国際大学 ). 4

5 大下浩司 下山 進 ① NightMaster 製 X3-IR 85 nm ②ノーブランド 赤外線ライト 85 nm ④ホルキン製コンパクトライト 85 nm ⑤ポラロイド製ナイトライト 図1 ③ホルキン製ハンディライト 85 nm 照射波長 85 nm と表記し市販される赤外線ライトの外観 ⑥ NightMaster 製 X3-IR 94 nm ⑦ノーブランド 赤外線ライト 94 nm ⑧ホルキン製ハンディライト 94 nm ⑨ホルキン製コンパクトライト 94 nm 図2 照射波長 94 nm と表記し市販される赤外線ライトの外観 文化財情報学研究 第 13 号 5

6 ①下絵に描かれた猫の姿 a ②猫を塗り潰した油彩画 撮影試料 a ①下絵に描かれた猫の姿 a ②猫を塗り潰した油彩画 撮影試料 a 図3 下絵に描かれた猫の姿と猫を塗り潰した油彩画 撮影試料 下絵に描かれた猫の姿と猫を塗り潰した油彩画 撮影試料 a 写真は参考文献 2)から転載 図3 a 写真は参考文献 2 から転載 波長/nm 図4 図4 蛍光灯照明の発光スペクトル 蛍光灯照明の発光スペクトル ①画像補正なし 明るさ 5% コントラスト 5% ①画像補正なし 明るさ 5 % コントラスト 5 % 図5 図5 蛍光灯照明下にて撮影した赤外線写真 蛍光灯照明下にて撮影した赤外線写真 6 6 ②画像補正あり 明るさ 8% コントラスト 8% ②画像補正あり 明るさ 8 % コントラスト 8 %

7 大下浩司 下山進 1 NightMaster 製 X3-IR 2ノーブランド赤外線 LED ライト 1NightMaster 1NightMaster 製 X3-IR 製 X3-IR 2ノーブランド赤外線赤外線 LED ライト LED ライト 最大強度の照射波長 87nm 最大強度の照射波長 852nm 1NightMaster 製 53,45 X3-IR カウント 87nm 2ノーブランド 赤外線 46,836 LED ライト 最大強度の照射波長 87nm 最大強度の照射波長カウント 852nm 852nm 1NightMaster 1NightMaster 製 53,45 カウント 46,836 カウント 最大強度の照射波長 X3-IR 製 53,45 X3-IR カウント 2ノーブランド 87nm 最大強度の照射波長赤外線赤外線 46,836 LED ライト LED カウントライト 852nm 1NightMaster 1NightMaster 製 X3-IR 製 X3-IR 2ノーブランド 53,45 カウント 赤外線赤外線 LED ライト LED ライト 最大強度の照射波長 87nm 87nm 最大強度の照射波長 46,836 カウント 852nm 852nm 最大強度の照射波長 53,45 53,45 カウントカウント 87nm 87nm 最大強度の照射波長 46,836 46,836 カウントカウント 852nm 852nm 強度強度 53,45 53,45 カウントカウント 強度 強度 46,836 46,836 カウントカウント ホルキン製 3ホルキン製 46LED-IR 34 5 ホルキン製 6LED-IR LED-IR ホルキン製コンパクトライト 最大強度の照射 /nm 844nm 3ホルキン製 46LED-IR ,887 カウント 4ホルキン製コンパクトライト 波長 6 /nm 最大強度の照射 844nm /nm 844nm 最大強度の照射 871nm /nm 871nm 3ホルキン製 3ホルキン製 6LED-IR 6LED-IR 4 4ホルキン製コンパクトライト 3,887 カウント 1,31 カウント 最大強度の照射波長 3,887 カウント 844nm 最大強度の照射波長 1,31 カウント 871nm 3ホルキン製 3ホルキン製 6LED-IR 6LED-IR 4 4ホルキン製コンパクトライト 3,887 カウント 最大強度の照射波長 844nm 844nm 1,31 カウント 最大強度の照射波長 871nm 871nm 最大強度の照射波長 3,887 3,887 カウントカウント 844nm 844nm 最大強度の照射波長 1,31 カウント 1,31 カウント 871nm 871nm 強度 強度 3,887 3,887 カウントカウント 強度強度 1,31 1,31 カウントカウント ポラロイド製ナイトライト 波長 6 /nm 最大強度の照射波長 852nm 5ポラロイド製ナイトライト 4 5ポラロイド製ナイトライト 波長 6 /nm 最大強度の照射波長 62,831 /nm カウント 852nm /nm 852nm 5 5ポラロイド製ナイトライト 62,831 カウント 最大強度の照射波長 62,831 カウント 852nm 5 5ポラロイド製ナイトライト 最大強度の照射波長 62,831 カウント 852nm 852nm 最大強度の照射波長 62,831 62,831 カウントカウント 852nm 852nm 強度 強度 62,831 62,831 カウントカウント 図 6 図照射波長 6 4 照射波長 85nm nm 5 6 波長と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル 6 /nm 図 6 照射波長 4 85nm 4 5 と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル 5 6 波長 6 /nm 7 波長 7 /nm 図 6 照射波長照射波長 85nm 85 nm と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル 図 6 照射波長 85nm と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル図 6NightMaster 6 図照射波長 6NightMaster 6 照射波長 85nm 製 X3-IR 製 X3-IR 7ノーブランド赤外線 LED ライト LED ライト 最大強度の照射波長 85nm と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル 956nm 6NightMaster 製 X3-IR 55,181 カウント 7ノーブランド赤外線 LED ライト 最大強度の照射波長 956nm 956nm 最大強度の照射波長 939nm 939nm 6NightMaster 6NightMaster 6 NightMaster 製 X3-IR 7ノーブランド赤外線 LED ライト製 55,181 カウント 12,929 カウント 最大強度の照射波長 X3-IR 製 55,181 X3-IR カウント 7ノーブランド 956nm 最大強度の照射波長赤外線赤外線 12,929 LED ライト LED カウントライト 939nm 6NightMaster 6NightMaster 製 X3-IR 製 X3-IR 7ノーブランド赤外線赤外線 LED ライト LED ライト 55,181 カウント 956nm 12,929 カウント 最大強度の照射波長 956nm 最大強度の照射波長 939nm 939nm 55,181 カウント 12,929 カウント 最大強度の照射波長 55,181 カウント 956nm 956nm 最大強度の照射波長 12,929 カウント 939nm 939nm 強度 強度 55,181 55,181 カウントカウント 強度強度 12,929 12,929 カウントカウント ホルキン製 8ホルキン製 46LED-IR 56LED-IR ホルキン製コンパクトライト 最大強度の照射 /nm 936nm 8ホルキン製 46LED-IR ,615 カウント 9ホルキン製コンパクトライト 最大強度の照射 936nm /nm 936nm 最大強度の照射 954nm /nm 954nm 8ホルキン製 8ホルキン製 6LED-IR 8,615 カウント 2,48 カウント 最大強度の照射波長 6LED-IR 8,615 カウント 9 9ホルキン製コンパクトライト 936nm 最大強度の照射波長 2,48 カウント 954nm 8ホルキン製 8ホルキン製 6LED-IR 8ホルキン製 6LED-IR 6 LED-IR 9 9ホルキン製コンパクトライト 8,615 カウント 9ホルキン製コンパクトライト 最大強度の照射波長 936nm 936nm 2,48 カウント 最大強度の照射波長 954nm 954nm 最大強度の照射波長 8,615 カウント 8,615 カウント 936nm 936nm 2,48 カウント 2,48 カウント 最大強度の照射波長 954nm 954nm 強度 強度 8,615 8,615 カウントカウント 強度強度 2,48 2,48 カウントカウント 図 7 図照射波長 7 4 照射波長 94nm nm 5 6 と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル 図 7 照射波長 4 94nm 4 5 と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル 図 7 図照射波長 7 照射波長 94nm 94nm と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル図 7 図照射波長 7 照射波長 94nm 94nm と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル図 7 照射波長 94 nm と表記し市販される赤外線ライトの発光スペクトル文化財情報学研究第 13 第号 13 号 7 7 文化財情報学研究第 13 号 7 文化財情報学研究第 13 第号 13 号 7 7 文化財情報学研究第 13 第号 13 号 7 7

8 ① NightMaster 製 X3-IR ②ノーブランド 赤外線 LED ライト ④ホルキン製コンパクトライト ⑤ポラロイド製ナイトライト 図8 ③ホルキン製 6 LED-IR 照射波長 85 nm と表記し市販される赤外線ライトを用いて撮影した赤外線写真 ⑥ NightMaster 製 X3-IR ⑦ノーブランド 赤外線 LED ライト ⑧ホルキン製 6 LED-IR ⑨ホルキン製コンパクトライト 図9 8 照射波長 94 nm と表記し市販される赤外線ライトを用いて撮影した赤外線写真

9 大下浩司 下山 進 ① NightMaster 製 X3-IR ②ノーブランド 赤外線 LED ライト ④ホルキン製コンパクトライト ⑤ポラロイド製ナイトライト 図 1 ③ホルキン製 6 LED-IR 照射波長 85 nm と表記し市販される赤外線ライトの照射範囲 ⑥ NightMaster 製 X3-IR ⑦ノーブランド 赤外線 LED ライト ⑧ホルキン製 6 LED-IR ⑨ホルキン製コンパクトライト 図 11 照射波長 94 nm と表記し市販される赤外線ライトの照射範囲 所属 1 吉備国際大学 外国語学部 外国学科 岡山県岡山市北区奥田西町 吉備国際大学 文化財総合研究センター 岡山県高梁市伊賀町 8 3 吉備国際大学 文化財学部 文化財修復国際協力学科 同上 文化財情報学研究 第 13 号 9

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