カメラ

★ この記事では、カメラ自体の基本をわかりやすく説明することを
  目標としていきます。随時更新中です。

○ 単語

 露出・露光・・・カメラのレンズを通過してくる光の総量や、画像そのものの明るさのこと。
 ペンタプリズム・・・一眼レフのファインダ系に用いられる五角形のプリズム。
 TTL測光・・・スルー・ザ・レンズ(Through The Lens)の略称で、レンズを通じて入ってきた光を、カメラのボディ内にあるセンサーで測る測光方式。
 

◎ カメラとは

☆カメラとは、レンズなどの光学系を用い被写体の映像を、銀塩フィルムや撮像素子に結像させ、様々な処理過程を経て各種の写真撮影を行うものです。


◎ カメラの歴史

☆カメラの歴史は、紀元前「カメラ・オブスキュラ」という、箱に穴を開けただけの被写体の画像を描きとる道具から始まっています。

 1884年:ロールフィルムの発明
 1888年:ロールフィルムを使用するコダックカメラの登場
 1936年:(レンズ交換のできる)一眼レフの登場
 1950年代末:自動露出計付きカメラの登場
 1963年:オートフォーカスカメラの登場
 1994年:デジタルカメラの普及が始まる
 2001年:デジタルカメラが銀塩カメラの販売台数を抜く
 2009年:有効画素数2500万画素のデジタル一眼レフ時代を迎える

○ カメラオブスキュラ

カメラの歴史を見ていくにはまず「カメラ・オブスキュラ」でしょう。これはラテン語で、暗い部屋という意味で、写真の原理によって得られた投影像を鉛筆でなぞって正確な絵を書いた、と言われています。

現在のカメラとは、程遠い気がしますが、原理は全く変わらないのです。

○ フォトダイオード

カメラの光センサには、フォトダイオードが使用されています。

フォトダイオードがカメラの照度センサとして、最初に使われたのは、1970年でした。

○ CCDとCMOS

○ デジタルカメラと銀塩カメラ

◎ カメラの電子化


昔のカメラは露出計やオートフォーカスなどなかったので、カメラを使用するのは経験と勘が必要だったため、カメラの普及の妨げになっていました。

○ 露出計の電子化

カメラの電子化は露出計から始まりました。以下は露出計の大まかな歴史です。


カメラに使われている露出計には、外界の明るさを計測する光センサが使われています。以下は光センサの大まかな歴史です。


最近のカメラはCPUを搭載し、露出やオートフォーカス諸々をコントロールしている。ちなみに最近のカメラの撮像素子で当たり前のように使用されているフォトダイオードは低照度で反応が速く、測光範囲も広い。これはカメラの性能を飛躍させました。

○ 自動露出、電子シャッタ

トランジスタによる電子シャッタには、以下の二つの方式がありました。電子シャッタは絞りか、シャッタ速度を決めれば、あとは自動的に適正な露光状態を決めてくれます。トランジスタから、ICの時代になると様々なカメラに組み込まれるようになりました。

シャッタ優先

シャッタ速度を決めてシャッタを押すと、絞りが適正値まで絞り込まれる方式です。

絞り値優先

絞り値を決めてシャッタを押すと、シャッタ速度が適正値まで変化する方式です。

○オートフォーカス(自動焦点機構)


 オートフォーカスの研究は1950年の後半にスタートしました。しかしコンパクトなカメラに搭載することは困難でした。しかし、1974年に米国のハネウエル社が実用化しました。

位相差パッシブ方式

位相差アクティブ方式

○ EV値

○ 画角計算

レンズとカメラ(撮像素子)の組み合わせによって、画角を変化していきます。自分の持っているカメラが、「被写体の位置がどのくらいの時に、どのくらいの画角になるのか」を簡単に計算することができます。

◎ ISO感度

☆ISO感度とは、フィルムカメラにおけるフィルム自体の光の感度、
デジタルカメラにおけるイメージセンサの光の感度のことです。

○ デジタルカメラのISO感度

カメラ内でどのくらい増幅させるかの指標になります。

メリット

ISO200とはISO100の2倍感度が高いということになります。ISO100の時に比べて光の量が半分の場所でも同じ明るさで写真を撮ることができるのです。

デメリット

光を電気的に増幅させるため、写真のノイズ(ざらつき)が増えたり、
仕上がりの写真のシャープさが失われたりする傾向があります。

◎ ズーム

○ 光学ズーム

☆光学ズームとは、撮影時にレンズを動作させることによって焦点距離し、被写体の像を急速に拡大したり縮小したりする過程のことです。

○ デジタルズーム

☆デジタルズームとは、撮影時に撮影している画像の一部を拡大・縮小する過程のことです。

◎ 画質

☆画質とは、一つの画像(または映像を)見た人が受け取る「印象」のことです。

◎ 解像度

☆解像度とは、ビットマップ画像における画素の密度を示す数値のことです。

ビットマップ画像

画像をドットマトリクス状のピクセルの集まりとして捉え、RBG(赤青緑から成る光の三原色)などの表色系に基づいたピクセルの色・濃度の値の配列情報として取り扱っている画像表現方式です。

○ 絶対解像度

「100px × 100px」というように表現される解像度です。

○ 相対解像度

「dpi」で表現される解像度で、1インチあたりのドット数なので、1インチあたりのドット数が100の場合、「100dpi」となります。

◎ バッファ

☆バッファとは、カメラで撮影をした後に画像を一時的に、受ける領域のことです。バッファで受けた画像は、順次メモリーカードに保存されていきます。
メモリーカードは、転送速度があまり早くないので、バッファで画像を受けることで、スムーズに画像の転送を行うことができるのです。
ちなみに、カメラで撮影した画像は1枚単位でメモリーカードへ書き込まれます。そして、書き込みが完了するまでは次の撮影をすることができないのです。

バッファの実態は、「RAM」なので、容量も数GB程度ですし、揮発性メモリなので、電源をOFFにするとバッファで受けている画像は消えてしまいます。

バッファはあくまで、スムーズにメモリーカードに画像を保存するための一時領域なのです。

◎ カメラの一連の流れ



光とは波動的性質、波動的性質を持ち、光電効果で光が照射されると電子が飛び出す。

フィルムや撮像素子に光が照射されると、光電効果により電子が飛び出します。

○ 人間の目とカメラの構造


○カメラの種類

・一般的なカメラ
 被写体から反射される可視光線を捕らえ、画像化している。

・サーモカメラ
 被写体からの赤外線(3〜4.5μm)を捕らえその熱分布を電子画像として表示する装置のこと。暗闇でもそこに熱源があれば、画像化して認識することができます。

・ハイスピードカメラ
 1秒間に数百〜数千フレームの高速撮影が可能なカメラ。

・インスタントカメラ
 撮影直後にその写真の出来栄えを見ることができる現像焼き付けが一体となったカメラ。

・銀塩カメラ

○ オートフォーカスの仕組み

☆ カメラのオートフォーカスには、主に位相差AFとコントラストAFがあり、それぞれ
  長所や短所があります。

以下の記事に詳しいことが書いてあるので、もしよかったら覗いてみて下さい!

記事のURL

○ カメラのEV値

参照<トコトンやさしいカメラの本>

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>画像という分野

画像という分野

画像に関連することを網羅していきます。

ぜひお時間がある方はのぞいてみてください。

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