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2010
赤外線カメラで夜の水槽を覗いてみる（撮影編）
赤外線撮影は思ったよりも難しいかも
iSight を赤外線カメラに改造したのだが、今日ヨドバシカメラで安物のWEBカメラを探しに行ったら、何と赤外線撮影対応をうたった手頃そうなUSB WEBカメラを見つけた．工作が苦手な人は最初からこのWEBカメラを買った方が良いだろう．DIGITAL COWBOY という所が出している製品で、NET Cowboy （DC-NCR20U） という製品名だ．ヨドバシ価格で 5,480円だった．
リアル 200万画素クラスと表示してあるが、カメラとしての性能はイマイチのようで、1600×1200 モードでは 5fps しか対応できないようだ．30fpsではVGA(640×480) まで落ちてしまいる．ただし、赤外線対応をうたっているだけあって、赤外カットフィルタは入っていないと外箱に明記してあるが、日光や外光が入るような場所ではまともな画像再現ができないという断り書きが書いてある．
こんな製品を一般のWEBカメラコーナーで売ると、普通のWEBカメラとして期待して買った人達からクレームの嵐が来そうな気がするけど、大丈夫なのだろうか．防犯コーナーなら問題ないと思うけど．．．
市販の赤外線WEBカメラ NET Cowboy DC-NCR20U
NetCowby の画像（左：赤外フィルタを通した画像 右：直接撮影）
ちょっと話がそれたが、本題に戻って改造したiSightで実際に赤外撮影を行う上での問題点を幾つか挙げておくる．
問題点１．ピントが合わない
実はこれは最初から想定していたことなのだが、私が予想していた以上にピンとのずれが激しく、風景などの遠景の撮影は全くといって良いほど使い物にならない．
WEBカメラの光学系は殆どがパンフォーカスなので、赤外線での焦点のずれは問題にならないだろうと高をくくっていたのだが予想は大外れだった．写真に詳しい方はご存じだと思うが、レンズの光学系の設計では可視光線を基準に行われているため、赤外線領域での焦点はレンズの設計値よりもずれてしまう．このため昔の一眼レフカメラ用のレンズには、赤外線撮影用（確か750nm前後の赤外光を基準にしていたと思う）のピント補正マークが刻印されている．
レンズに刻印されている赤外補正マーク（赤点）
iSightのようなWEBカメラの多くはオートフォーカス機能を持っており、通常の撮影では問題無いのだが、赤外線撮影ではこのオートフォーカス機能が災いとなる．レンズの焦点をマニュアルで設定できる機種であれば出力される画像を見ながら何とかピント合わせができるのだが、オートフォーカスではお手上げだ．
実際にiSightを昼間の太陽光の元で風景を撮影してみたところ、ピンぼけで使い物にならないだった．CCDセンサーとレンズ系の間に黒い薄手のゴムシートを挟んでCCDの撮像面の位置を後にずらせてみたが、逆に焦点が近づいてしまいた．遠方に焦点を結ばせるには逆にレンズ側にCCDを近づけなければならないようだ．これでは物理的にどうにもならないので、レンズの前面にでもピント補正用のレンズでも入れない限り遠景の被写体を撮影することは無理だ．
このことは逆に近接（マクロ）撮影を行うにはかえって都合が良いことになる．実際に試してみたところ、レンズの手前数センチまでばっちりピントが合った．実用性を考えるとやはりピントはマニュアルで調整したいところだ．
実は、iSightには人間がメカニカルに設定できる訳ではないが、コンピュータからマニュアルでフォーカスを調整する機能が備わっている．この機能に対応しているアプリケーションはそれほど多くはないのだが、QuickTime BroadCaster では、カメラのオプション画面でiSightをマニュアルコントロールできるようになっている．iStopMotionなどのサードパーティー製のアプリケーションでもiSightのマニュアルコントロールに対応しているようだので、QuickTimeのライブラリの機能として実装されているようだ．ただ、iSight意外の一般的なWEBカメラでこのマニュアルコントロール機能が使えるかどうかは不明だ．（MacBook内蔵のUSB iSightではフォーカス機能は使えなかった．恐らく他のUSBカメラでも使えないだろう）
iStopMotionでのカメラのコントロールの様子
QuickTime Broadcaster でiSightのフォーカスをマニュアルコントロールしているところ
フォーカスコントロールの数値を100（無限遠？）まで持っていったのだが、それでもまだピンぼけだった．改造iSightではやはり風景撮影には向かないようだ．近距離撮影ではそこそこピントが合うようだので、室内で撮影する分には何とかなりそうだ．
近距離撮影では何とかピントの調整が行える
問題点２．十分な光量と比較的広範囲を照射可能な赤外線光源が必要
実際に水槽の中を赤外線撮影してみて分かったのだが、空気中よりも撮影の条件はさらに厳しいようだ．実験に用いた赤外光源が貧弱で指向性が強すぎたということもあるだろうが、水中では赤外線が届き難いという難題がありそうだ．考えてみれば海の中では波長の長い赤い光は殆ど届かない．ましてや赤外線は尚更届きにくいのだろう．海が青く見えるのは結構複雑な理由によるらしいのだが、水中では赤外線は圧倒的に不利なようだ．
今回は比較的至近距離からの撮影なので、もっと強力な赤外線光源を用意すれば何とか実用的な撮影が可能となりそうだ．
次回のペルクラの孵化の際は、孵化の様子を赤外線WEBカメラでストリーミングしてみようと思う．
夜のペルクラ君
ペルクラの孵化の様子
孵化の様子を赤外線撮影してみた． 孵化の様子（動画）
