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[ITO]

Panasonic DMC-GH2 ローパスフィルター除去（その１）

中古の「Panasonic DMC-GH2」を入手し，内部にあるローパスフィルターを除去しました．

ご存じのようにデジタルカメラでは受光部（CCD, CMOS）の前に「ローパスフィルター（LPF）」（赤外線カットフィルターとも呼ばれます）が置かれています．
このフィルターは720nm付近より長い波長の光（赤外線）をカットし，写真がおかしな色になったり，モアレなどが出る事を防いでいます．
通常の撮影ならばローパスフィルターはなくてはならないものなのですが，スプライトなどの発光には赤外線が多く含まれており，ローパスフィルターがあるカメラでは
その発光の一部しか捉える事が出来ません．
（Wat-100Nなどの白黒CCDカメラはこのフィルターがないため，赤外域にも感度があります）．
また，ローパスフィルターには画質向上の代償として「感度低下」「解像度低下」という問題もあります．
そんな訳でスプライトなどのTLE撮影専用にローパスフィルターの除去に挑戦しました．

分解の詳細は次回以降に書くことにして要点だけ．

・Panasonic DMC-GH2にはローパスフィルターが２枚入ってた！ ２枚とも取り外して透明フィルターに交換する必要あり．
・そのため（完全分解ではないが）かなりの分解が必要で，難易度がやや高い．感電の可能性もあるし．．．
・レンズ側についているローパスフィルター No.2 を除去するためには切断が必要．従ってこの改造は元に戻れない．．．
・ローパスフィルターを外すとピントがかなり狂います．そのために同じ厚さのガラスや透明樹脂を入れて補正する事が必要．
　
さて，改造した結果は：
・フィルター２枚を交換してもカメラは問題無く動きました
　但し，確認は必要な機能のみ．使用しない機能は確認しておりません．「センサークリーニング機能」は多分働かないでしょう．

・UFO CaptureHD2上でもほぼ問題なし（ノイズの問題だけ）．
　UFO CaptureHD2では，通常のGH3と比較してノイズ検知が非常に多くなります（四角い枠が飛び回る）．そのため Input画面の「Detective Level Noise Tracking」を
調整する必要がありました（ノイズを感知しないためには DLratio 130，MinDL 16，MinL-N 18まで増やしました．これでノイズが大きく減りました） ．
その他は通常のカメラと同じ条件でOKです．

・ローパスフィルター２枚を外す事によりピントが大きく狂い，特に遠方の物体（遠くの建物，雲，星など）には全く焦点が合わなくなります．
しかし，ローパスフィルターNo.1 は 3mm厚のアクリル板を，No.2 は 1mm厚のABS樹脂板をフィルターと同じ大きさに切り，元の場所に装着する事で補正可能！　
これで無限遠方でもピントが合うようになりました（Nokton 25mmF0.95使用時）．

・感度はかなり向上しました．（GH3と比較して）見える星の数がかなり増加しています．
　また ISO 6400では明るすぎて下げる必要あり．まだ一晩だけの観測結果だけですが ISO800でも十分実用になりそうです．
　画面ノイズの面でも恩恵があるかも．．．

→ 訂正します　（５／２７)
ISO800での実験は「常時プレビュー OFF」の状態でした．この状態ではカメラが強制的にISOとシャッター速度を変更してしまうことが判明しました．実際にはISOは200程度に，シャッター速度は 1/4 - 1/6sec.程度の非常に低速になっていました．
従って，「ローパスフィルター除去のGH2でのISO設定は6400が最適」と訂正します．

　ITO
（しばらく続きます）

[上村]

ITO さん凄いです。ここまでやるとは

感激のあまり暫くボーッとしていました。
感度が上がるというのは非常に魅力的で、私も早速やってみようと思ったものの、HD用としてはGH2を１台所有しているだけで失敗したら拙いと踏み留まりました。
安い中古のGH2を見つけるか、GH3の中古でも購入してからにします。
今までにフィルムカメラは何台か分解組立したことはあり、工具はだいたいそろっています。
問題は分解後、組立てるとビスや部品が余ることがあるということで、 　分解時には写真撮影が欠かせませんね。
デジカメの場合シールドの組上げに注意しなければならないのでしょうね。

フィルターの代わりにするアクリル板は特別なものでなくてもいいのですか？たとえばホームセンターで売っているようなものでも。
No.2のフィルターをアクリルではなくABS樹脂にしたのは何か訳があるのでしょうか？

続きを楽しみにしています。

[ITO]

上村さん，今晩は！

中古カメラ
　DMC-GH2は中古で33,000円前後．防湿庫の肥やしになっていたキヤノンのレンズを一個下取りに出して持ち帰ってきました．
（最近はこのパターンが多い．お陰でレンズの在庫が減ってきた！）
GH3の中古品は昨年末頃は中古カメラ屋で 45,000円位で１０台以上もあったのにある日全部売れて，それ以降は一台も見なくなりました．
まあ，GH4の価格が下がればGH3中古品もまた出てくるでしょう．

分解
　当方もずいぶん失敗して，今は「分解１ステップ毎にねじや部品を小さなビニール袋にまとめて入れる」という方法でやっています．
例えば，カメラの底にあるネジ４つを外したら「底部ネジ４ヶ」と書いたビニール袋にいれておくのです．
複雑な場合は袋に絵も描いておきます（写真参照）．これでだいぶ間違いが減りました．
GH2の分解では工程は１２ほど．最初は慎重に進めたので４時間位掛かりましたが，フィルターを入れたりするので何回も開けたので，今では１時間足らずで
終わるようになりました（単に雑になっただけかも．．．）．

デジカメの分解で注意するのは「ストロボ用コンデンサーでの感電」ですね．
大きなコンデンサーで 300V位溜まっている時がありますので注意が必要です（死にはしないけど肘から先が麻痺するくらいのショックがあります）．
GH2の分解ではコンデンサーが装着している場所は分解する必要はありませんでした．でもご注意を．．．

フィルター
・ガラス：　透明度 93%　屈折率 1.4 - 1.5 （レンズ用ガラスで 1.65 - 1.70）
・アクリル：透明度 92%　屈折率 1.5

ローパスフィルターNo. 1 ：　
　サイズ　22 mm x 17 mm x 3 mm
　光学製品（レンズなど）用のガラスではさすがに違いますが，一般的なガラスとアクリルでは光学的な特性はあまり変わりません．
目的がピントの補正なので加工が簡単な「普通」のアクリル板にしました（光学用アクリル板なんてあるのでしょうか？）．
画面が暗くなるなどの弊害はおきていないようですが，機会があればガラス板でもやってみたいと思います．

アクリル板の加工は自分でも出来ますが，僕はずぼらをして「アクリ屋」さんなる加工業者にネット経由で頼みました．
22x17x3mmのアクリル板で２００円／枚（送料がやや高いですが．．．）．注文してから４日程で送られてきました．
アクリル加工はそれほど難しくないので材料さえ入手出来れば比較的簡単でしょう．
アクリ屋さん www.acry-ya.com

ローパスフィルター No. 2 ：　
　サイズ 巾 31 mm x 高さ 25 mm x 厚さ 0.5 mm （高さ25mmは切断する場所により変動します）
　こちらもアクリル板にしようと思ったのですが，薄いアクリル板は「キャスト品（注型品）＝金型に流し込んで成形」なので非常に高価です
（厚いのは押し出し成形品なので安い）．
東急ハンズで見たらABS樹脂板が非常に安価！どうせピント調整でしょ！とばかりにこれにしてしまいました（ちょっと安易だっかかも．．．と反省してます）
結果的には正解？で，無限遠方でもピントが合うようになりました．屈折率が1.5程度あって，透明度もある程度であれば何でもOKのようです．
尚，オリジナルは「０．５ｍｍ厚」だったのですが，こんな薄い透明板は見つからなかったので当方は「１ｍｍ厚」にしました．
ピント調整ではフィルターは薄いよりも厚い方がうまく行くように思います（無限遠方にピントが来なければ，流星／TLE観測には使えません）．

改造GH2の問題点
　改造後幾晩か流星観測をしたのですが，流星のキャプチャー数は白黒CCDカメラに負けないようにはなったものの問題発生！
UFO Analyzer v2.24 でデータを読み込んで「Mask Editor」画面にすると，通常は恒星が青くマスクされているのですが，改造GH2のデータの場合，
恒星は見えているのに青くマスクされていない（認識されていない？）のです．GH3Normalのデータではうまくいくのに，改造GH2ではうまくいきません．
従って，現状では改造GH2での流星観測では解析が出来ません．映像全体が赤っぽいせいでしょうか？　（まだ経験値が低いだけかも．．．もう少し頑張ってみます）

そんな訳で改造頑張って下さい．何かあればいつでもどうぞ．
まだまだ続編続きます．
ITO

[ITO]

改造GH2（ローパスフィルターなし）のデータですが，UFO Analyzer v2.30で恒星マスクが出来て（途中まで）解析出来ました．

上のレスで「改造GH2のデータでは Mask Editor画面で恒星がマスクされない」と書きましたが，昨晩の観測データを UFO Analyzer v2.30で読み込んだら
「青色の恒星マスク」が出てきました（写真参照）．早とちりで申し訳ありません．訂正いたします．

しかしながら，今度は別の問題が発生！　データを読み込み，いつもの手順で分析するのですが，今度は流星を「流星」と認識しないのです．昨晩キャプチャーされた
３つの流星のうち２つが「_flash」と分類されました．
ローパスフィルターが除去されたHDカメラで流星観測をする人もあまりいないと思いますが，情報まで．．．

「_flash」と判定された流星のピークホールド画像とマスク画像を掲載します．
ITO

[SonotaCo]

本当に凄い解像ですね。プロに委託するのではなくて、ご自身でやられているのに驚きました。
私も分解は好きでしたが、私にはとても出来そうにありません。いや、分解はできるかもと思いますが、元に戻らないだろうと思います

[ITO]

ガラスフィルターに交換
ローパスフィルター No. 1（CMOS直前にあるフィルター）の替わりにアクリル板（3.0mm厚）を使用していましたが，これの替わりに高透過ガラス（3.25mm．商品名「オプティホワイト」）を裁断して入れてみました．
厚さがやや厚くなったせいか，または屈折率が高いためか，無限遠方のピントがかなり手前（中間辺り）に来ました．
そこでピントがそんなに前に来るならNo2のピント調整用のフィルターは要らないかも？と思い，今後はABS樹脂（1mm）を外してみました．
その結果，無限遠方のピントはピントリングの最も遠い場所のやや手前に来るようになり，ほぼオリジナルの位置と同じになりました．ピント調整用のフィルターは数が少ないほど良いし，ゴミの清掃もかなり楽になります．
当面はこれで行きたいと思います．

高透過ガラスは「オーダーガラス板.com」なるネットショップで購入しました．本当は石英ガラスがいいのですがこれまた非常に高価．高透過ガラスで妥協しました．
http://www.order-glass.com

このガラスフィルター1枚のみを入れたDMC-GH2／ローパスフィルター除去での映像と，比較対象としてDMC-GH3/Normalでの映像を掲載します．

DMC-GH2 w/o LPFではピントが合っていなくてややぼけているように見えますが，これは色収差による影響です．
色収差とは波長によりレンズでの屈折率が異なるため，焦点で各色がずれて写り，一見するとボケているように見える現象です．

通常のカメラではレンズやフィルター類でこの色収差を抑えていますが，フィルターを取り外したカメラではその影響がモロに出ます．
フィルターを外したカメラではすべての波長の光がレンズを通るので，可視光線での色収差による「ボケ」がある上に更に紫外線，赤外線でのボケも加わるので，ピントをちゃんと合わせても街灯や星などはぼんやりと大きく膨らみます．
特に星は点とはなりにくく，周囲が赤いスポットのように写るようになります．これはローパスフィルター除去カメラでの宿命のようなもののようです（比較写真参照）．



ローパスフィルターを除去したGH2を使い始めて１０日ほどですが，DMC-GH2の機能がようやく判ってきました（順序が逆ですが．．．）．

・DMC-GH2での「インテリジェントISO感度調整機能」とHDMI出力
本体のカスタムメニュー から「常時プレビュー」を「OFF」に設定すると，HDMI出力のISOとシャッター速度が「インテリジェントISO感度調整機能」によりその場面の明るさに最適な設定に強制的に変更されてしまいます．
こちらで設定したISOやシャッター速度は無視されてしまう訳で，最初この事が判らずに非常に困惑しました（例えば ISOを変更しても暗さが変動しない，等）．そのために間違った事も書いてしまい申し訳ありません．
「インテリジェントISO感度調整機能」が働くと，ISO6400, シャッター速度1/60sec.の設定が変更され，真っ暗な夜空では ISO 150 - 200，シャッター速度は 1/4 - 1/6secに，ある程度の街灯りがある夜空では
ISO 200 - 400, シャッター速度 1/10 - 1/30 secに強制的に設定されてしまいます
．シャッター速度が遅いため，画面はノイズが少なくて明るく，とってもきれいに見えるのですが，スプライトなどの動きのある被写体はボケて不連続の動きしか記録出来ません．
従って，1080i, 29.97fpsの動画を写すには「常時プレビュー」は必ず「ON」にする必要があります．

DMC-GH2の最適な条件は
　写真モード：　　M（マニュアル）　　　　　 「常時プレビュー ON」
　ISO 　　　　　6400 - 12800
　シャッター速度　1/60

でも，これを逆手にとってノイズが少ない静止画（ピークホールド映像）だけを目的とするのならば「常時プレビュー OFF」でもいいかも．．．今度スプライト撮影時に一度やってみます．
ITO