【短時間でスッキリ!】カメラの仕組みを簡単にわかるように解説した。

2020年9月19日

この記事では

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  • カメラの基本的な仕組みをわかりやすく知りたい
  • ざっくりとカメラの仕組みが知りたい

という方に向けて、カメラの基本的な仕組みをお話ししていきます。

もう現代ではスマートフォンにカメラが付いているので、しょっちゅうカメラを使ってますよね。

でもその仕組みがどうなってるのかというと、なかなかイメージできない部分もあるかと思います。

フィルターとかセンサーのあたりとかね…  

 

ですので今回はそこまで深く突っ込みませんが、イメージできないもやもやを解消するということを目的に、カメラの基本的な仕組みについてお話していきます。

この記事とほぼ同じ内容を動画でもお話ししていますので、お好きなほうでご覧ください。

カメラの仕組みを簡単に解説してみた

shallow focus photography of black DSLR camera

カメラの重要な3つのアイテム

では早速カメラの仕組みについてお話していきます。

その前にまだ1度もカメラの仕組みを考えてみたことが無いという方は、とりあえず一度はその仕組みを考えてみてください。

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えぇ、レンズとシャッター使うんでしょ…?

という感じだったのではないでしょうか。

なんとなくはわかりますが、シャッターを押した瞬間から、どんな流れで写真完成までいくのか、全体像がつかめないと分かった気にはなれません。  

冒頭でスマホカメラといいましたが、スマホカメラは基本的なカメラの仕組みを改良したような仕組みになっていますので、今回はまず基本的なカメラの仕組みをお話していきます。

 

フィルムカメラやデジタルカメラで使われているような基本的なカメラの仕組みというのは、重要な3つのアイテムから作られています。

それが、

  • シャッター
  • レンズ
  • フィルム(センサー)

という3つのアイテムです。 ではそれぞれどのような役割を果たしているのか見ていきましょう。

シャッターの役割

Camera Lens, Lens, Closeup, Lense Flare, Photography

まずシャッターの役割からお話していきます。

シャッターはわかりやすいと思いますが、光の量を調節している部分です。

写真を撮るためにはカメラに光を入れる必要がありますが、その光が多すぎると白すぎる写真になり、少なすぎると暗すぎる写真になります。

ですので、ちょうどよい量の光を取り入れるためにシャッターが必要ということです。

レンズの役割

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次にレンズの役割についてお話していきます。

レンズは入ってきた光を1点に集めるためのものです。

虫眼鏡をイメージすると分かりやすいと思いますが、あんなふうにガラスは光を曲げる性質があるので、ガラスの形をうまく作ることによって、光を1点に集められるようにしたものがレンズです。  

 

なぜ光を1点に集める必要があるかというと、ピントを合わせるためです。

人間の目も同じで、水晶体というレンズのようなもので光を1点に集め、それを網膜で読み取ることによって、くっきりとピントの合った景色を見ることができています。

それと同じように、レンズで光を1点に集めることによって、ピントの合った写真を撮ることができるようになります。

フィルム・センサーの役割

camera film

最後はフィルム・センサーの役割についてお話していきます。

フィルムカメラならフィルム、デジタルカメラならセンサーということになりますが、どちらも同じ役割を果たしています。

その役割は1点に集められた光を、写真という形に変えるという役割です。  

 

フィルムの場合は、フィルムに光が当たることで化学変化が起きフィルムに色が映し出されます。

センサーの場合は、光が当たることで電気信号が発生して画像データとなるということです。

↓センサー

ここは一番イメージしづらいところなので、詳しく説明します。

 

まずフィルムから。

そもそもフィルムとは何なのかというと、ビニールに感光材料という塗料を塗って、それをぐるぐるに巻いたものです。

感光材料とは、光が当たると光の量に応じて色が変わる塗料のことを言います。

集められた光をこの塗料に当てることによって、フィルム上に外の風景とそっくりの色が浮かび上がるということです。

それを何度も使えるようにぐるぐる巻いているというものがフィルムです。

 

ではデジカメの場合のセンサーとは何かというと、光の当たることによって電気を発生するものです。

ソーラーパネルをイメージするとわかりやすいです。

ソーラーパネルも光が当たって電気を発生させる装置ですよね。

あんなふうに、光が当たることによって電気をためて置けるものがセンサーです。

光が多く当たっているところは電気が多くたまって、光が少ないところは電気も少ないので、その溜まっている電気の量によって、画像データを作り出しているということです。

カメラの仕組みまとめ

Photo of Man Taking Photo Using a Dslr Camera

つまりまとめると、まずシャッターによって光の量を調節して、ちょうど良い光の量にする。

そのあと、レンズを通して光を1点に集める

集めた光をフィルタ、もしくはセンサーに当てて、写真に変換している。

ということでした。 深くは突っ込んでませんが、「なるほど」となったら楽しいですよね。

カメラ誕生の歴史

Black 1-lens Camera

ちなみに、カメラ誕生の歴史を調べてみると面白かったので軽くお話します。

カメラの仕組みを知ると、こんなもの最初に作った人すごいなと思うと思います。

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0ベースからこんなもの作るのなんて不可能。

点からアイデアが降ってきたのかな、と思いますが、調べてみるとそんなことはありませんでした。

意外と試行錯誤して作られてました。  

 

一番初めの初めは、壁に空いた小さな穴からスタートしました。

部屋の壁に小さな穴が開いていると、その穴を通った光はその部屋の反対側の壁に外の景色を投影します。

実は光にはこんな性質があるのです。

これを発見したところから全ては始まります。

壁に移っている外の風景そっくりの光を見て、

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すげぇえええ!!!

となった人々は、

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この光をなぞって絵を描けば、風景そっくりの絵が描けるぞ

と思いつきます。

つまり、一番初めの写真というのは手書きだったんですね。

その後、

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もっと色んな場所で同じことはできんのか?

と考えて、移動できる方法を考えます。

 

そして、小さな箱に穴をあけて同じことを再現することを考えました。

その箱の中に移った光を上から覗き込むようにして、それを見ながら絵を描くようになります。

その後、

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そろそろ毎回絵を書くのきついわ。何かにこの光映し出せない?

と絵を描くのではなくこの光を何かに投影することを考え始めます。

そこで光を当てることで色が変わったり、状態が変わるものって無いかなと考え、

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道路作ってるアスファルトで良くね?

と言い出した奴がいました。

 

そこで光をアスファルトに当てて試してみると、1枚の写真を作るのに、まさかの8時間かかるというブラック労働が待っていました。

その後、感光材料が発見され、どんどんと小型化され今に至るという感じです。  

カメラも実はこんな風に試行錯誤の末にできたものだったんですね。 

他にも物の仕組みについての記事をまとめていますので、気になる方はどうぞ。

>>物のしくみ記事一覧はコチラ

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2020年9月19日

Posted by ぺりそん