X線蛍光および反射イメージング用の多目的大面積スキャナーとそのアジア美術への応用

作品の表面下をのぞく

多くの歴史的な絵画は表面のすぐ下に物語を隠しています──初期の下絵、再利用された紙、修復の跡、裸眼では見えない微細な色の選択などです。本稿は、国立アジア美術館の研究者たちが、大きく壊れやすい美術作品を現場から持ち出したり試料を採取したりすることなく丁寧に検査できる、大型で柔軟な走査システムを構築した方法を説明します。有名な扇絵で飾られた日本の屏風を試料ケースとして用い、研究チームはスキャナーが顔料、隠れた下絵、過去の修復作業をどのように明らかにし、作品の生涯を語る全体像を浮かび上がらせるかを示します。

作品を中心に設計されたカスタムスキャナー

従来の科学用カメラやX線装置は、通常、硬貨や実験室サンプルのような小物を対象に設計されています。壁大の絵画や長い掛軸のような大型作品は移動が困難で、しばしば平置きが必要であり、詳細な分析を難しくします。これに対処するために、著者らは壁取り付け型の駆動式レールシステムを設計しました。水平4.5メートル、垂直1メートルを移動できるもので、可動キャリッジがレール上を滑走し、X線蛍光ユニットや反射イメージングカメラなど、異なる「ヘッド」を取り付けられます。スキャナーのフレームが箱状でなく開放的であるため、非常に幅の広いパネルや屏風を下に差し入れることが可能です。同じ駆動プラットフォームで複数のイメージング手法を実行できるため、場所、費用、設置時間を節約できます。

絵具に触れず元素と色を観る

スキャナーに取り付けられた最初の主要ツールはX線蛍光（XRF）システムです。X線ビームが絵画に当たると、顔料中の異なる化学元素が特有の信号を放出し、それを検出器が捉えます。格子状に数千点で停止しながら測定することで、作品全体における水銀、鉛、銅、銀、金などの分布を示す「元素マップ」を生成します。扇屏風では、これらのマップにより波や装飾に金箔や粉金が使用されていること、衣装や風景に銀のディテールがあること、辰砂や鉛丹などの古典的な赤・オレンジ顔料が確認されました。硫化銀として変色した銀の痕跡や、茶色領域で見られる鉄と銅の異常な混合などの微妙なパターンは、原材料と後の修補の両方を特定する手がかりになります。

目に見えない光で隠れた図様を明らかにする

二つ目の主要ツールは、可視から近赤外にかけての反射光を記録するカメラと、商用システムに搭載された短波赤外カメラです。これらのカメラは人間の目が捉えられない、数百の狭帯域の色を捉えます。スキャナーを滑らかな「プッシュブルーム」経路で移動させることで、特定の顔料や下絵を強調する詳細なイメージキューブを構築できます。ある扇面では、短波赤外画像により建物と人物（おそらく僧侶）の薄いスケッチがはっきりと浮かび上がり、通常光ではほとんど見えませんでした。他の領域では、赤外の特徴が墨と銀の波の違いを示し、損傷した銀の補彩を明らかにし、青銅系の緑（孔雀石様の銅緑）、シェルホワイト、青みやピンクを生む混合顔料などが確認されました。

日本の屏風の生い立ちと修復の追跡

扇面ごとに調べると、これらの手法の組み合わせは屏風がどのように作られ、時間とともにどのように変化したかを明らかにしました。全体の色調は江戸初期の他の作品と一致しますが、スキャナーは紙の種類や顔料の供給源、後の保存処置を示唆するばらつきを検出しました。例えば、ある扇面の紙層は特定元素の含有量が著しく低く、異なる産地を示唆しています。X線マップは、可視の絵具ではなく木製パネルの裏打ち紙に隠された朱色の印章からの水銀を検出しました。短波赤外イメージングは、後に保存担当者が扇面を剥がした際にのみ見えた、扇面裏に再利用されていた紙に書かれた文字を明らかにしました。これらの発見は、作り手や修復者が素材を再利用したことや、絵具の下にある構造層が今日私たちが観察する像に影響を与えていることを示しています。

博物館と一般にとっての意義

研究は、汎用で開放型アーキテクチャのスキャナーが大型美術作品の研究方法を変える可能性があると結論付けています。単一の可動プラットフォーム上でX線と各種赤外イメージングを組み合わせることで、脆弱な対象物への取り扱いを最小限に抑えつつ、豊富で高解像度なデータを取得できます。日本の扇屏風の事例は、このような非侵襲的ツールが伝統的な顔料を確認し、扇面間の微妙な差異を検出し、隠れた図や文字、再利用された紙片を露わにして作品史の理解を深めることを示しています。博物館の来館者や美術愛好家にとって、これは傑作がどのように制作され、変遷し、保存されてきたかについてより正確な物語を提供することを意味し、多くの場合、かつて見ることを意図されなかった画像や痕跡の発見という興奮をもたらします。

引用: Clarke, M.L. A multi-purpose large area scanner for x-ray fluorescence and reflectance imaging and its application to Asian art. npj Herit. Sci. 14, 242 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02449-z

キーワード: 美術保存, ハイパースペクトルイメージング, X線蛍光, 日本画, 文化遺産科学