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赤外線写真, Page 3

赤外線写真の画像、撮影技法、カメラ改造の方法など

デジタルカメラを赤外線写真カメラに改造する、具体的な手順例 DMC-FX35 (総経費3,516円)

光学的な話は後回しにして、まずはデジタルカメラを赤外線写真用に改造してみましょう。今回は、パナソニックのデジタルカメラ DMC-FX35 を実例にします。

アイコン:注意を促す三角デジタルカメラの分解には、機器の破損や、フラッシュ用の昇圧回路による感電(おおむね300V以上の電圧)といった事故のリスクがあります。このブログの情報をもとに分解した場合であれ、メーカーの保証を受けられない事態や、感電などの事故、機器の破損について、発笑探検隊は一切の責任を負いません。デジカメの分解・改造は自己の責任で行って下さい。

材料と工具

用意する材料は以下の通りです。

  • デジタルカメラ DMC-FX35 パナソニック (中古:1,980円/カメラのキタムラ)
  • SC70 写真撮影用フィルター 富士フイルム(990円/ビックカメラ)
  • PET樹脂板 0.5mm アクリルサンデー(336円/東急ハンズ)

工具としては以下を準備します

  • No. 0.00 プラスドライバー(105円/ダイソー)
  • カッターナイフ (一般的なもの)
  • 平ヤスリ(105円/ダイソー)ダイヤモンド粉を貼り付けたものが使いやすいです。

LUMIX DMC-FX35 と 富士フイルム SC70

SC70フィルタについては、お好みで別のものにしてもよいと思います。個人的には、偽色と赤外効果を両方楽しみたいのであれば、SC66 〜 SC72 あたりが良いのではないかと思います。もちろん、IR78よりも上の型番のフィルタを選ぶと、本格的な赤外効果が表現された、昔ながらの印象的な赤外線写真になります。

今回はピント補正用に0.5mmのPET樹脂板を使いましたが、0.3〜0.35mmのほうが良いかもしれません。

カメラを分解する

DMC-FX35は、前面と背面のカバーを、側面のカバーとネジで固定しています。取り外すのは背面だけで良いのですが、そのために背面と側面のカバーを外します。

DMC-FX35 分解手順1:側面のネジとカバーを外します

底面に2つ、左右の側面に3つのネジがあるので、全て外します。すると、(背面から見て)下から左側面を覆っているカバーと、右下の小さなカバーが外れます。

DMC-FX35 の分解手順2:側面の底面のネジとカバーを外します

この時点で、5つのネジを外しましたが、このうちL字型の金具を固定していた側面のネジ×1本だけが2mmの長さで、他の3mmよりも短いので覚えておいて下さい。

背面のカバーを外します

背面のカバをゆっくりと外します。液晶モニタの信号と給電をおこなうフレキケーブルを傷つけないように、慎重に作業して下さい。

DMC-FX35 分解手順3:液晶モニタのフレキケーブルを外す
液晶モニタは、2つのフレキケーブルで基板に接続されています

液晶モニタと基板をつなぐ2本のフレキケーブルを、基板から外します。このフレキケーブルと基板を繋ぐコネクタの使い方は、カメラ分解において必須の知識なので、図解します。

フレキケーブルを固定するコネクタの操作

下の図は省略図で、たとえば電極などは描いておりません。しかし、フレキケーブルと基板を繋ぐコネクタの構造を理解するのには充分だと思います。

DMC-FX35 の液晶モニタに信号や電力を送るフレキケーブルは、2種類のコネクタで固定されています。

DMC-FX35 分解手順4:フレキケーブルの接続コネクタ構造
横から見た図:フレキケーブルと基板の接続は、この図のように外します

まず、1番目のコネクタ(幅広のケーブル)は上図のように外します。固定レバーを操作する場合は、先が固くないもので操作して下さい。基板やコネクタを傷つけないようにするためです。

DMC-FX35 分解手順5:フレキケーブルの接続コネクタ構造 -2
横から見た図:フレキケーブルと基板の接続は、この図のように外します

2番目のコネクタは、レバーの位置が逆になっていますが、こちらも跳ね上げることでケーブルを外すことができます。

外したケーブルを再び固定する際には、図と逆の操作、つまりケーブルを差し込んでからレバーを降ろします。

撮影素子まで剥き出しにする

液晶モニタと基板を隔てる金属製のカバーを外します。ネジは4本ですが、いちばん右のネジだけ色も長さも違います。覚えておきましょう。

DMC-FX35 分解手順5:内部のカバーを外します
内部カバーは2種類のネジ4本で固定されています。

カバーをはずしたら、CCDの基板が表れます。これもネジを3本外し、金属の台座をピンセットやラジオペンチで、ゆっくりと慎重に持ち上げます。

DMC-FX35 を赤外線改造:CCDを取り外す
CCDを固定した基板は、1種類のネジ3本で固定されています

するとローパスフィルタが、ゴム製のブラケットでCCDに取り付けられた状態で一緒に持ち上がってきます。これを指で外してしまいます。写真では見づらいですが、指でもっている透明のガラス板が、ローパスフィルタです。

DMC-FX35 を赤外線改造1:ローパスフィルタを外します
このローパスフィルタは、ゴム製のブラケットでCCD素子に固定されています。手で触ると簡単に外れます

赤外フィルタとピント調整用のPET樹脂版を組み込み

可視光をカットする SCフィルタ(またはIRフィルタ)を、CCDとレンズの間に入れます。この場合外したローパスフィルタより縦横1mmくらい大きめにカットしたほうが、あとでずれたりしにくいようです。

DMC-FX35 を赤外線改造9:赤外フィルタを組み込み
外したローパスフィルタの代わりに、赤外撮影用フィルタと、透明板を組み込みます

そして、ローパスフィルターと同じサイズに切り出した透明PET樹脂板を、さきほど入れた可視光カットフィルタの上に入れます。この透明PET樹脂板は、ピント調整のためにいれます。PET樹脂の表面は爪などでも容易にキズがつくので、慎重に作業して下さい。

ピント調整用のPET樹脂坂は、ローパスフィルタよりは若干(0.2〜0.3mmくらい?)小さくしたほうが収まりが良いようです。ヤスリで周囲を削って、調整しましょう。

樹脂坂をいれたら、その上からゴム製ブラケットを入れ直し、CCDの基板を戻します

あとは、これまでの分解の手順を逆にして、カバーを元に戻し、作業は終了です。

カシオ:QV-R40 分解

デジタルカメラ改造の難易度

赤外線写真用にするため、これまでいくつものデジカメを改造してきました。その中には、とても改造が簡単だったものから、難易度が高かったものまで様々です。

改造は撮影素子(CCDまたはCMOS)を剥き出しにするまで分解します。撮影素子までアクセスできれば、ローパスフィルタを取り外し、かわりにIRフィルタとピント調整用の部材を組み込むことができます。
今回は、機種別に分解の難易度を説明したいと思います。

もっとも簡単だった機種、Panasonic DMC-FX系

Panasonic の「DMC-FX」シリーズは、外装の構造がとてもシンプルでした。
これまで改造・分解を試みた機種は

  • DMC-FX07
  • DMC-FX30
  • DMC-FX35
  • DMC-FX66

の4機種になります。どの機種も3000円以下で入手でき、人気があったシリーズでしたので、福岡の「カメラのキタムラ」や、「エムシークリニック」またヤフオク! でも安く手に入ります。充電器も中古品が700円程度で、バッテリー互換品も安く手に入ります。

これらの機種は、三脚穴と底面カバーを固定するネジを2〜3本、側面のネジを3〜4本、CCD撮影素子の基板を固定するネジ3本、合計10本未満のネジを外すだけで、CCDを剥き出しにできます。(ただし、DMC-FX35とFX66は、液晶モニタと基板を隔てるカバーを外すために、さらに4本のネジを外すことになります。)

パナソニック, Panasonic DMC-FX35 の分解
DMC-FX35:背面のカバーを外し、さらに中のカバーを外すと、簡単にCCDにたどり着けます

ネジの種類も、カバーを固定する底面と側面は、1本を除いてまったく同じネジでした。再度組み立てるときも、ネジを間違う心配がありません。外装カバーを固定するネジと、液晶モニタの台座、CCD基板を固定するネジは、それぞれ色分けされているほどです。
組み立ての効率化だけでなく、修理メンテナンスのシンプルさを考えての設計なのでしょうか。

このシリーズは、赤外線改造にとても向いている機種だとオススメします。

NIKON COOLPIX S600 は、複雑な構造

対称的に、ニコンのデジカメ「COOLPIX S600」は、ローパルフィルターを外すまでの手順が、本当に複雑でした。なにしろ、カバーを外すだけではなく、沈胴レンズユニットを取り出し、レンズのオートフォーカス機構まで分解する必要がありました。ネジの種類も4〜5種類くらいになったでしょうか。

デジタルカメラ、ニコン NIKON COOLPIX S600 の分解、CCDの基板
ニコン COOLPIX S600

さらに沈胴レンズユニットを分解する際、モータがかっちりと固定されていなかったせいで、細心の注意を払って扱う必要があり、実に面倒くさかったです。

デジタルカメラ、ニコン NIKON COOLPIX S600 の分解、レンズユニット

ただし、このカメラは苦労の甲斐もあって、私がもっている赤外線カメラのなかで、もっともシャープな像を撮ってくれるようになりました。

デジタルカメラ、ニコン NIKON COOLPIX S600 の分解、ローパスフィルタとAFレンズ?
NIKON COOLPIX S600のレンズユニットをも分解して、ようやくローパスフィルタを外せます

キヤノンPowerShot A530 も複雑

PowerShotA530 も複雑な構造でした。分解するまで外したネジは24本にものぼり、これまでの中でもっともネジの管理に難儀しました。

キヤノン(Canon) PowerShot A530 の分解、フレキケーブルを外して基板をさらに外し、ネジの接着剤が見える
さらに、CCDを固定するネジが樹脂で接着されています。ネジを外す場合は、ヒートガンで樹脂を溶かすか、ナイフで樹脂を壊して取り除く必要があります。こういったことも含めて、面倒な構造だといえるでしょう。

キヤノンIXY

IXY 800IS は、PowerShoto A530 と比較して分解しやすい機種でした。

背面のカバーを外し、液晶モニタと、バックライトを個別に取り外したら、あとはCCDにアクセスできます。ただ、このネジが樹脂で接着されているので、デザインナイフで周りを削り取る必要がありました。
キヤノンはどちらの機種も、CCD基板を留めるネジが樹脂で接着されています。メーカーの特徴なのでしょうか。

デジタルカメラ キヤノン(Canon)IXY 800IS 分解
CCD基板を固定するネジが、接着剤で固定されています。

外装を外すのも、液晶モニタの土台を外すのもわかりやすい位置にネジがあり、素直な構造だったといえるしょう。ただ、私は IXY の分解中に基板をショートさせてしまったようで、この改造は失敗に終わっています。

ほかの機種は…

今回のまとめとしては、Panasonic の DMC-FX系と、キヤノン IXY が分解しやすい、ということになります。ほかにも改造しやすかった機種としては、カシオの QV-R40 もオススメです。また、友人から頼まれた リコー GX8 も、ホットシューの分解さえできれば、改造しやすい構造をしていました。

いずれまた、機種別にレビューしていこうと思います。

デジタルカメラの分解には、機器の破損や、フラッシュ用の昇圧回路による感電(おおむね300V以上の電圧)といった事故のリスクがあります。このブログの情報をもとに分解した場合であれ、メーカーの保証を受けられない事態や、感電などの事故、機器の破損について、発笑探検隊は一切の責任を負いません。デジカメの分解・改造は自己の責任で行って下さい。

ローパスフィルタの厚さの変化

ローパスフィルタとは、デジタルカメラの撮影素子(CCDやCMOS)の前に取り付けられていて、ある波長の光を遮断したり、光の方向を曲げるなどしている部品です。ある値よりも低い(ロー)周波数の光を通す(パス)ので、ローパスフィルタというわけです。

“ローパスフィルタ”の名前と役割

カシオQV-R40のCCDとローパスフィルタ
カシオQV-R40のCCDとローパスフィルタ

通常のデジタルカメラでは、写真画質を低下させる紫外線・赤外線を遮断するために、これが取り付けられています。

可視光や赤外線は、紫外線(およそ380nm)より長い波長の光です。光の波長が長いと「周波数が低い」ということになるので、このローパスフィルタは名前のままでは、紫外線をカットするためのもの、ということになります。

しかし、デジタルカメラの画質を低下させるのは紫外線だけではなく、赤外線など様々です。

可視光を通し、赤外線を遮断するフィルタは、本来ならハイパスフィルタと呼称しても良いと思いますが、デジタルカメラではどういうわけか全部まとめて「ローパスフィルタ」と呼ばれています。

赤外線写真のデジカメ改造では、このローパスフィルタを取り除きます。それで、カメラをいくつも改造していると、カメラの年代が新しくなるにつれて、厚みがどんどん薄くなっているのに気づいたわけです。

オリンパス C-2040 は 2.74mm

下の写真は、オリンパスのデジタルカメラ「CAMEDIA C-2040」から取り出したローパスフィルタです。厚さは2.74mmです。また、肉眼でも4層構造になっているのがわかります。

Camedia C-2040のローパスフィルタ
厚さは2.74mmで、4層構造が見えます

おそらく、それぞれの層で紫外線を遮断したり赤外線を遮断したり、モアレを散らしたりしているのでしょう。

このカメラは2001年に購入したのを覚えています。それ以後、デジカメに組み込まれるフィルタは、薄くなっていきます。

ローパスフィルタの厚さの変化
発売年 メーカー名・機種名 フィルタの厚さ
2001年 オリンパス CAMEDIA C-2040 2.74mm
2003年 カシオ QV-R40 1.32mm
2005年 リコー Caplio GX8 0.98mm
2006年 キヤノン PowerShot A530 0.30mm
2006年 キヤノン IXY DIGITAL 800 IS 0.28mm
2007年 ペンタックス Optio E30 0.54mm
2007年 パナソニック DMC-FX30 0.30mm
2008年 ニコン COOLPIX S600 0.23mm
2008年 パナソニック DMC-FX35 0.17mm

*器差 0.01mm のデジタルノギスで測定(←注:安物です)

2006年のキヤノン製が翌年のペンタックスよりも薄くなっていますが、おおむね、登場年が下るにつれて薄型化しているのがわかります。この薄型化は、デジタルカメラの小型化を追うかのように進行しています。
デジカメの小型化は、こんなところにも表れているのだな、と思わせます。

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