廊下のむし探検2020.01«1234567891011121314151617181920212223242526272829»2020.03カメラの分光感度を測定するこの間から、手作り分光器と一眼レフカメラでスペクトルの測定をしてきました。材料費わずか数十円で、結構、簡単にスペクトルの測定ができるのでお勧めです。この度、「廊下のむし探検」の付録というホームページを作りました。分光器の作り方はそこに載せましたので、参考にしてください。今度はこの分光器を使って、カメラの分光感度を測ってみようと思いました。白熱電球の光を分光し、それを撮影してスペクトルに直し、プランクの輻射公式から計算した黒体輻射スペクトルとの比を取るだけという簡単な方法です。先日、この方法を使って、あまり考えずに計算してみたのですが、ネットで調べてみると、最近、デジカメを使って同じことをしようという論文がいくつも出ていることが分かりました。これは、デジカメが普及してきて、カメラで撮影して色を決める(測色)という機会が増えたことによります。色を決めるときには、分光感度曲線が必要になるからです。オーロラの色、大気汚染など環境評価、植物の生育具合などの農業分野などに実際に使われているようです。論文を読むと、カメラで撮影したデータがjpg形式の画像ファイルになるまでには、ホワイトバランス、ガンマ補正などのいろいろな処理をしていることが分かりました。どれだけ変わるかというのを確かめるために、手作り分光器で白熱電球の光をスペクトルにして、これを撮影するときに、ホワイトバランスの設定を手動にし、いろいろな色温度に設定して撮影してみました。横に筋が出ているのはスリットが平行にできていないからです。色温度が低いと青が強調され、温度が高くなるにつれて赤が相対的に強くなっています。3000Kとなっています。通常、ホワイトバランスはAutoにして撮影しているのですが、外界の様子でこれだけ色温度が自動的に変化し、従って、色も変化するのです。上の写真をスペクトルで表してみると、次のようになります。色温度を増すと右側の赤い部分は増大し、逆に、左側の青い部分は減少します。青い部分はある程度色温度が高くなると一定になっています。それに対して、中央の緑の部分は全く変化していません。緑の成分は一定にして、赤と青の成分の割合を変えて対応しているようです。そこで、何も処理をしていないRAWデータを使ってみることにしました。カメラのメニュー画面で画質モードをRAWにします。Nikonの場合は、RAWデータは拡張子が.NEFという名前になり、12bitのデータとしてセーブされます。このファイルを見るために、Nikonが出しているViewNXというフリーソフトを用いました。tiffデータに変換します。Valueのグラフにします。これを数字で表したリストとしてsaveして、EXCELで読み込みます。EXCEL上でプランクの輻射公式を使って2500Kの黒体輻射スペクトルを計算し、実測の値との比を取って、分光感度曲線を計算しました。ややこしそうですが、一度、EXCELで作ってしまうと、そこにデータをコピーするだけですぐにグラフを見ることができます。その結果が次のグラフです。D90、下がD70の分光感度曲線です。2つともまあまあ似ています。(2009))などに出ているNikonやCanonのカメラの分光感度曲線とはまあ似ていないことはないという感じです。D90では短波長側は425nm、長波長側は680nmで明瞭なカットオフがありますが、D70ではそんなものはありません。これがD70で紫外撮影ができる理由でしょう。赤い成分が青の部分にも結構入ってくるので、何となく、XYZ表色系での等色関数に似ているような気がします。ブログ「廊下のむし探検」付録を作りました。