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[技術者のひとこと] 赤外線カメラと普通のカメラの違い

2016-10-12(水) その他

最近、赤外線カメラとかIRカメラとかこういった名前をよく聞くように

なりました。

 WS000002

左が普通のカメラ、右が赤外線(IR)カメラです。

大きさは置いといて、見た目にはほとんど解りません。

さて、この2つ、何が違うのでしょうか?

ハードウェアもソフトウェアも厳密に言わなければほとんど

差はありません。徹底的に違うのは、レンズについている

光学フィルターです。

WS000001

レンズを裏から見た写真ですが、赤っぽく見えるガラスが

解りますでしょうか?

これが、赤外線(IR)カットフィルターと呼ばれるもので、

自然光に含まれる赤外線より波長が長い光をカットする

フィルターです。

(光の反射とレンズのコーティングで赤っぽく見えますが、

実際は青色です。)

なんでカットする必要があるのかは、これから。

人間の目には可視光と呼ばれる、目に見える光の波長

範囲があります。

Wikipedia参照

だいたい、400nm~750nmぐらいの範囲です。

400nm辺りの光は青く、750nm辺りの光は赤く見えます。

イメージセンサーは、可視光の範囲を超えて、光を電気信号に

変えてしまうため、適切にカットしないと、人間が見ている色と違った

色になってしまいます。

まあ、簡単に言うと、人間が緑と思っている物は、人間がそう

見えているだけで、実際には違う色に見えている動物も居る

という事です。

ちょっと実験

赤外線カメラで室内で撮影します。

StillSnapshot000002

まあ、緑は緑に写ります。

外で取ってみます。

StillSnapshot000001 (2)

枯れた葉っぱ?

いえ、違います。本物は青々としています。

室内だと、ちゃんと緑に映るのに、屋外だと何故、おかしく

なるでしょう?

答えは簡単。室内は蛍光灯の光なので、赤外線はほとんど

含まれません。(ほとんどは可視光の光だけ)

変わって屋外は太陽光なので、思いっきり赤外線が含まれます。

つまり、人間が見える範囲以上の光をセンサーが電気信号に

変えてしまっているためです。

熱を感じる光が赤外が含まれていると考えて下さい。

太陽とか、白熱電球とかめちゃくちゃ熱いですよね?

あれは赤外線が含まれて居るからです。

こたつも一緒。

さて、ここで、IRカットフィルターの登場。

良いSampleが手元になかったので、適当に…。

WS000000

ちょっと見えにくいですが、青いガラスの下にあるグラフ・

光が透過する範囲を示して居ます。

これによると、400~650nmになりますね。

ほぼ、人間の可視光の範囲です。

これを付けてみると…

StillSnapshot000001

はい、ちゃんと緑になりました。

(右側に見える白っぽいのは私の指です。ガラスをレンズに

押し当ててました。ごめんなさい。)

つまり、カメラも人間が見える範囲の光だけにしないと色が

まともに出せなくなってしまいうんですねー。

テレビで、よく真っ暗な映像が緑一色とか白黒で出ているのを見たこと

無いですか?

あれ、色がまともに出ないので、わざとあのようにしてるんです。

知ってましたか?

ちょっと長くなったので、一旦これで。