近赤外域の反射とは？ 赤外線カメラの不思議な世界

こんにちは、コプロ新製品担当の鉄平です。

弊社の内面反射防止素材、「ファインシャット」シリーズの特徴として、「近赤外域も吸収する」という特徴を挙げています。

そもそも近赤外とは？というところですが、人間は波長域380~750nmの範囲の電磁波を視覚で捉えることができます。短波長380nm側を青、長波長750nm側を赤色として認識するのですが、赤色750nmを超える波長域を赤外線と呼んでいます。

"画像はWikipedia「 可視光線」より"

赤外線も可視光域に近い方から、近赤外（750~2500nm）、中赤外（2500~4000nm）、遠赤外（4000nm~）とあるのですが、今回は近赤外についてのお話です。

先程のお話のとおり、赤外線は目では見えません。しかし、デジタルカメラのセンサーとなると話が少し変わってきます。デジタルカメラのセンサーは人間の目より捉えられる波長範囲が広く、近赤外線を捉えてしまうのです。

そのため、多くの機種ではセンサー前に赤外線カットフィルターというものを付け、近赤外域を減衰させて人の目に近づける工夫をしています。

メーカーによってどの波長域からどのくらいカットするかというのは設計思想による差があるようで、近赤外が写りやすいカメラというものも存在します（例えば富士フィルムX-trans CMOSは写りやすいみたいです）。こういったカメラは特に天文写真愛好家の方に人気があります。

前置きが長くなりましたが、弊社には赤外カットフィルターを外し、可視光域をカットするフィルター（IR76）を付けたカメラがあります。今回はこれを使用して、デジタルカメラの近赤外の感受性と光の反射を見てみましょう。

春の訪れを感じさせる日差しの中、突然登場した男性・・・。私である。

Kawasaki の帽子をかぶり、○まむらの黒いフリースを羽織る。全てモデル私物のおしゃれ上級者である。

冗談はさておき、これは普通のデジカメ画像の例で、富士フィルムのX-H1を使用して撮影したものです。左手にはファインシャット極を長方形に切ったものを持っていますが、バックの黒いフリースと同化してよく見えません。

次に同時に撮影した赤外カメラの画像、ドン！

なんということでしょう。可視光域では光を吸収していたフリースと帽子は、近赤外線を盛大に反射し、真っ白に写ってしまいました。

背後に植えてある植物も白く写り、先程の写真とは全く異なります。

そして今は手に持っているファインシャット極がはっきりと見えます。近赤外線もバッチリ吸収する特性により、変わらぬ黒さを見せつけております。

先程の通常のカラー写真をモノクロにしてみました。並べてみると違いは鮮明です。今回着用したフリースはポリエステル100%でした。このように化繊の黒というのは可視光域で高い光吸収性能を持っていても、近赤外域を盛大に反射してしまうものが多いのです。一方弊社のポリウレタンスポンジシート「ファインシャット」シリーズは、原材料にカーボンが練り込まれているため、「近赤外の反射対策に強い！」素材なのです。 

そんなファインシャットシリーズの製品ご紹介はこちらからどうぞ！！

>> 近赤外全反射率　1.2 ~ 1.8%  ファインシャットSP

>> 近赤外全反射率　0.7 ~ 1.1%  ファインシャット極

以上、今回のブログでは近赤外についてのお話をさせて頂きました。

例えば食品の非破壊検査。可視光では見えない製品の瑕疵発見。暗視カメラとしての機能を活用した、自動運転のセンシングなど。近赤外の光学的活用は近年非常に注目されている分野です。

しかし、意外と市場に存在しないのが近赤外域まで対応する反射防止素材。弊社ファインシャットシリーズは非常に効果的かつ扱いやすい素材ですので、ぜひご活用頂ければと思います。

最後に会社の近くにある神社の写真も上げておきます。どちらが赤外写真でしょうか？皆さんお分かりですね。

では次回のブログでまたお会いしましょう。

ありがたいことに、本記事はたくさんの方に読んで頂いております。

読者様のご要望にお答えしまして、○まむらのフリースとの比較ではなく、弊社で取り扱っている反射防止素材との可視光、近赤外比較画像も公開させて頂きます。

サンプルは左から

・他社黒色反射防止コート付きPETフィルム（光学機器用の一般的な反射防止塗装処理としてお考え下さい）

・無反射植毛布

・ファインシャット極　です。

上が可視光、下が760nmから感度を持つ近赤外カメラの画像となります。

弊社の無反射植毛布は光学用途で光吸収性能重視。可視光域の全反射率はほとんどの波長で0.5%以下と優れておりますが、近赤外に近い700nm近傍から突然反射率が急上昇。暗室作成用途として定評のある素材ですが、近赤外においては全く効果が無いのでご注意下さいませ。