【短時間でスッキリ!】スマホカメラの仕組みを簡単にわかるように解説した。

ためになる知識

この記事では

  • スマホカメラの仕組みを短時間で理解したい!
  • スマホカメラにシャッターが無い理由って?
  • なんで複数レンズが付いてるの?

という方に向けてお話していきます。

以前下の記事でカメラの基本的な仕組みについてはお話させていただきました。

ですので、今回はそれがスマホカメラだったらどうなるのか?というところについてお話していきます

スマホカメラにはなぜシャッターが無いのか。またスマホカメラに複数レンズが付いているのはなぜなのか、というところを詳しくお話していきますので、ご興味ある方は是非ご覧ください!

なお、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。

【スマホカメラのしくみ】デュアルカメラのすごさ…わかりますか?

スマホカメラにシャッターが付いてない理由とは

closeup photo of smartphone

基本的なカメラの仕組みをおさらいすると、カメラというのは、

・シャッター
・レンズ
・フィルム(センサー)

という3つのアイテムによって成立しており、
またこの内、シャッターの役割はレンズに入ってくる光の量を調節すること、というお話をしました。

皆さんの自分のスマホのカメラを見ていただければわかるかと思いますが、スマホカメラには、シャッターがついていません。

では、どのように光の量を調節しているのでしょうか。

スマホカメラになぜシャッターが無いのかと言うと、

スマホカメラはこのスマートフォンの小さい領域の中にコンパクトにカメラを作る必要があったため、物理的なシャッターを作る余地がなかったためなんです。

では、どのようにシャッターの役割を代用しているのかと言うと、

そこで使われているのが、「電子シャッター」という仕組みです。

これによってスマホカメラは光の量を調節しているのです。

電子シャッターとは何か

person taking a photo using iPhone

電子シャッターとは何かという説明をしていきます。

カメラの仕組みの記事の中で、デジタルカメラのセンサーの話をしました。

センサーに光が当たると電気が溜まり、その電気の量を画像データに置き換えているというお話でした。

実はこの電気を溜めるか溜めないかということを、センサー側でコントロールすることができるのです。

つまり、電気が溜まらない状態にしておくと、センサーに光が当たっても電気溜まらず、電気を溜める状態に切り替えて初めてセンサーに電気が溜まるということができるのです。

この電気が溜まるオンオフを一瞬で切り替えることによって、一瞬だけセンサーを光に反応させて電気を貯める事ができます。

これが電子シャッターです。

これによって、センサーにちょうどいい量の電気を溜めることができるということです。

この一瞬だけ光を感知するという部分が物理的なシャッターと似ていますよね。

電子シャッターのデメリットとは

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ここで疑問が湧くのではないでしょうか。

物理的なシャッターを使わないで電子シャッターを使えるんだったら、そもそも普通のデジカメも全部電子シャッターでよくね?

という疑問です。

実は電子シャッターにはデメリットが存在します。

そのため、デジタルカメラ等ではそのデメリットを避けるために物理シャッターを採用しています。

そのデメリットは何かというと、

電子シャッターはセンサーに溜まった電気を読み込むスピードが遅い

ということです。

センサーに溜まった電気は、上から順に読み込まれていくのですが、それを読み込んで画像に変換するスピートが遅いのです。

それによってどうなるのかと言うと、

例えば、早く動いてる物を撮影した時に上の方と下の方でズレが生じてしまうのです。
その結果、この画像のように斜めに歪んでしまいます。

また、蛍光灯の光等、高速で点滅しているような光を撮った時に、縞模様ができてしまいます。

これらは電子シャッターだから起こってしまうことなのです。

電子シャッターには、軽量化や無音であることや振動でブレることがない等、メリットも存在するのですが、デメリットも存在するということです。

スマホカメラに複数レンズが付いている理由とは

black Android smartphone taking picture of tree

次にデュアルカメラのお話をしていきます。

スマホカメラにレンズが複数ついていることを、デュアルカメラと言います。

機種によっては、カメラが4つや5つ付いている機種も存在します。

なぜそのように、カメラを複数付ける必要があるのでしょうか。

その理由は、機能を考えるとわかってきます。

デュアルカメラによってできるようになったことを覚えていますでしょうか。

主に下記のような機能です。

・ズーム撮影
・広角撮影
・ぼかし撮影

これらはデュアルカメラによって実現されています。

複数ついているカメラはそれぞれ何が違っているのかというと、それぞれレンズが違うのです。

つまり、レンズを変えるために複数のカメラを作る必要があったということです。

レンズは焦点を合わせるための物です。

つまり、撮りたい物にピント合わせるため、ということです。

レンズというのは、ピントを合わせることができる距離というのが一定範囲決まっているのです。

つまりその距離よりも、もっと遠くを撮りたいとかもっと近くを撮りたいという場合は、レンズを変えるしか無いということです。

レンズが1つから2つになった時に追加されたレンズは、「望遠レンズ」でした。

望遠レンズとは、最初のレンズよりも遠くにピントを合わせることができるレンズです。

今まで1つのレンズの場合、ズーム撮影をすると元の画像を引き伸ばして作っていたため、画質が荒くなってしまっていました。

これによってズーム撮影をしても鮮明な写真を取ることができるようになったのです。

さらに、望遠レンズで近くにピントを合わせることで遠くの風景をぼかして撮ることができるようになりました。

その状態でもう1つの普通のレンズで撮りたいものにピントを合わせることで、ピントが合っている写真とボケている写真を同時に撮ることができるようになったのです。

これを組み合わせて1枚の写真にしているのが、ぼかし撮影です。

このように、2つのレンズを組み合わせて1枚の写真を作るというのも、デュアルカメラによってできるようになったことです。

ではレンズが2つから3つになった時に何が追加されたかと言うと、広角のレンズが追加されました。

広角レンズとは、それまでのレンズよりも広範囲を撮ることのできるレンズです。

どれくらいの範囲が撮れるのかということも、レンズによって決まっています

写真を取る時に、機種によってはモード切り替えができ、広角モードか普通かを使い分けることができます。

あれは使っているレンズを切り替えているということなんです。

スマホカメラは賢い

ちなみにですが、私達がカメラを起動して撮影ボタンを押すまでの間に何が行われているのか知っていますでしょうか。

実は、カメラを起動した瞬間から、カメラの内部では勝手に写真が無数に撮られ続けています。

そして、私達がシャッターボタンを押したその瞬間、シャッターボタンを押したタイミングに近いタイミングの写真を何枚も使って、色んな写真から写りの良い部分を合成して1枚の最高の写真を作り出しています。

そして、あたかもそれが撮られたかのように表示されているのです。

スマホカメラ賢すぎ!

って感じですよね。

それでは最後までご覧いただきありがとうございました!

次のしくみでお会いしましょう

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