デジタルカメラって、どうやって写真が撮れてるの?

光の流れ方 サムネ

シャッターを切って写真撮影をする。
普段何気なくやっている動作だけど、デジタルカメラって一体どうやって写真データを出力しているのか。

なんとなくわかっているようで、わからない。
疑問に思ったので、素人なりに調べてみたいと思います。

本記事はデジタルカメラが写真撮影をするまでの光の流れを、素人が調べ、至極簡単に解説したものになります。もしかしたら、誤表記等あるかもしれませんが、その際はコメントやメッセージにてご指摘いただけると幸いです。

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調べようと思った理由

そもそもなぜこんなことを思ったのか。
パナソニックが今月25日に新しいカメラを発表するという噂が出ており、噂上の話ですが、「有機CMOSセンサーは搭載されないだろう」という記事を読みました。
「有機CMOSセンサー」はパナソニックが現在開発発表した次世代型センサーになります。

記事を読むと、専門的なことはわかりませんが、凄いセンサーなんだなということがわかります。(←バカみたいな発言)
家電量販店や、カメラの性能などをHPで見ていると、撮像素子(センサー)に裏面照射型構造など書かれていたりします。

つまり、撮像素子の構造が変わることで、それまで撮影出来なかったことが出来るようになったり、表現の幅が広がったり、カメラの性能に大きく関わる部分ということになります。

こういった流れで、一度、写真が撮影されるまでの仕組みをかなり理解したいなと思い、調べることにしました。
勿論、専門的なことはわからないので、かなりシンプルに解説していきたいと思います。

ざっくりこんな感じ

光の流れ方

カメラによって内部構造が異なるので、全て上図のような構造にはなっていませんが、代表的なカタチとして見ていきたいと思います。

光源に照らされた被写体の光がレンズを通り、カメラボディに入り込みます。
ローパスフィルターを通り、撮像素子(マイクロレンズ、カラーフィルター、センサー)にて光が電気信号に変わり画像処理エンジンを経て、液晶モニターにカメラ内現像された写真として写し出されます。

ローパスフィルターとは?
デジタルカメラで撮影される際に発生することがあるモアレや偽色を抑えるために、撮像素子の前に取り付けられているフィルターになります。ローパスフィルターは万能ではなく、解像度低下など撮影写真に影響することもあるので、ローパスフィルターの無いカメラもあります。

マイクロレンズはセンサーに搭載されているフォトダイオードに光を効率よく集める集光レンズになります。
カラーフィルターでは光の色をいったん、RGB(赤、緑、青)やCMY(シアン、マゼンダ、イエロー)成分に分解する働きをします。
マイクロレンズで光を集め、カラーフィルターで色分解され、通った光がフォトダイオードに当たると、電子を発生する光電変換を行います。
電子量を電圧に変換したデータが画像処理エンジンにて処理され、画像としてモニターで認識される構造になります。

まとめ

かなり簡単にまとめましたが、勿論、実際はもっと複雑な処理がカメラ内で行われています。

例えば、以前説明した絞り込むことで発生しやすい小絞りボケや回折現象は、発生しないように絞りを調整します。優れた画像処理エンジンではこういった回折現象を処理しレンズの高額性能を最大限に活かせるような仕様になっています。
また、撮像素子のマイクロレンズの性能で集光の度合いも変わってくるので、センサーが大きければ良いというわけではなく、全ての性能がかみ合って高感度撮影に優れた性能となります。

メーカーHPにて、カメラの性能を見ると、必ずこの辺りの性能について細かに書かれています。
正直、私も全て理解できるわけではありませんが、ここではどのようなことが行われているのかな?といったものを簡単にでも理解しておくと、カメラを比べる際にちょっと比較できるようになります。

最近のカメラは本当に優れており、どんどん進化を遂げているので、手振れ補正やAF性能、高画素、高感度などのビッグワードが当たり前のようについています。
そういった際に、比較していくのはどこまで掘り下げていくかなので、私もそういった点を意識し、写真を撮影しながらより理解していきたいと思います。


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光の流れ方 サムネ

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