画像の撮影
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画像の撮影

 

Eastmanが写真を広く一般大衆の娯楽として普及させた鍵は、ロールフィルムとボックス型の安価なカメラの開発にありました。今日使用されているカメラの多くはデジタルカメラで、当時に比べればはるかに洗練された多機能カメラになっていますが、画像撮影の基本原則は何ら変わりありません。

カメラ

前述のような違いはあるものの、すべてのカメラには次の5つの基本的な要素が含まれています。

  • レンズ: 光を集め、撮影する画像に焦点を合わせるガラスまたはプラスチック製の要素。
  • 絞り: レンズを通してカメラに入ってくる光の量を制御する「開口部」。絞り(開口部)には固定型、手動調整型、自動調整型のものがあります。通常、シンプルなカメラの絞りは固定型です。自動調整型のカメラは、感光素子によってさまざまな明るさに応じて開口部が調整されます。高性能カメラの場合は、開口部を手動で調整できます。
  • シャッター: カメラに入ってくる光に対するフィルム露光時間を決定する装置。動きの速い被写体を静止画として捉えるには、高速のシャッターを使用します。動画撮影カメラの場合は、1秒当たり24コマ(フレーム)の速さでフィルムが進む間に180度のシャッターが回転します。
  • ボディ: カメラのメカニズムが入った遮光性の箱。
  • ビューファインダー: 一眼レフカメラのレンズやシンプルなカメラの独立型ファインダーから、撮影する画像の内容を撮影者が確認するためのレンズまたはフレーム。
デジタルイメージの撮影方式

デジタルカメラでは、フィルムの化学反応ではなく、電子イメージセンサーを通じて画像が記録されます。イメージセンサーは、次の2つの主要コンポーネントから成る内蔵型の集積回路(IC)です。

  • 1つはピクセル(画像素子)で、光電変換が行われる独立した小さな素子です。より多くの光源がピクセルに当たると、より多くの電子が集まります。センサー内のピクセル数によって、画像の解像度が決まります。一般消費者向けのカメラの画素数は700~800万画素です。
  • 出力回路で各ピクセルから電子が移動し、その信号が電圧に変換されます。ピクセルに当たる光が明るければ明るいほど、電圧は高くなります。次に、この電圧がデジタル数値に変換され、画像がモニターやメモリーカードなどのストレージ機器に伝送されます。


KODAK EASYSHARE M883ズームデジタルカメラ
カメラに搭載されるイメージセンサーでは、ピクセルが格子状に配列されます。この配列設計を使用して、ちょうど1枚のフィルムに露出するように、シャッターが開くと同時に、各素子を撮影された1つの画像として記録することができます。各ピクセルが画像の一部分を記録する働きを持つため、センサー内のピクセル数が多いほど、解像度の高い画像が撮影できます。さらに、ピクセル上にカラーフィルターを配置することによって、カラー画像をセンサーに記録することができます。

センサーから読み取った画像はカメラのメモリーに格納され、次の新しい画像を撮影できる状態になります。格納された画像は、カメラ背面のディスプレイでプレビューしたり、コンピュータにダウンロードして表示・プリントすることができます。

センサーの種類

電子イメージセンサーの設計・製造に30年以上の実績を持つKodakは、イメージセンサー技術で世界をリードしています。現在、Kodakは、人工衛星画像および医療用画像からデジタルカメラやマシンビジョン製品に至るまで、幅広い用途向けに高性能イメージセンサーを供給しています。

Kodakのセンサーに使われている技術は、4つの一般的カテゴリに分類されます。

  • フルフレームCCD画像
    Kodakは、高性能イメージング市場をターゲットとするフルフレームCCD(Charged-Coupled Device)技術の設計・製造でも世界的リーダーとして認められています。フルフレームCCDは、特に優れた画質と撮影感度の点で注目され、このクラスのセンサーは、厳しい条件下でも優れた画像が撮影できます。KodakのフルフレームCCDは、最大3,900万ピクセルの解像度に対応し、プロ用デジタルスチルカメラ、産業用画像処理装置、フィルムデジタル化装置、顕微鏡検査、天文学など、幅広く使用されています。

  • インターラインCCD画像
    インターラインCCDイメージセンサーは、機械的シャッターを必要としないため、リアルタイムの高速イメージキャプチャに理想的な装置です。ビデオ解像度から1,100万画素までの製品を揃えたインターラインCCDは、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、監視カメラ、医療用画像、工業検査などの応用分野で使われています。


  • リニアイメージャー
    一度に1つのイメージラインを取り込むリニアCCDでは、アイテム全体をスキャニングするか、アイテムをセンサー下で移動させることによって、イメージを取得します。リニアイメージャーでは高感度、高解像度の画像が撮影でき、デスクトップスキャナー、ドキュメントスキャナー、計量、遠隔探査衛星などに最適です。


  • CMOSイメージャー
    CCDに代わるものとして、CMOS(Complimentary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサーがあります。CMOSセンサーは、電気消費量が少なく、オンチップ機能がより高性能です。携帯電話機用カメラ、PDAや一部のデジタルカメラなど、大量生産されるポータブル機器の応用分野に適しています。

先日Kodakは、現在のセンサーよりも2~4倍の感光度を持つ新しい技術を発表しました。この技術を採用した初のKodakセンサー製品は、2008年に発売予定です。

フィルムの働き

フィルムカメラでは、感光フィルムに画像を露出します。正しく露出されると、写真フィルムで光化学変化が発生します。その後、特殊な現像処理技術により、記録された画像が写真ネガとして再現され、それをもとにプリントします。カラーリバーサルフィルムでは、ポジ画像(陽画)が生成されるため、スライド用に適しています。

フィルムのつくり: 芸術および科学

写真フィルムの主要部は、フィルムベース(基剤)と感光乳剤の2つです。

  • フィルムベースは透明で柔軟性のあるシートで、表面は乳剤(複数の層)でコーティングされています。ほとんどのカメラフィルムでは酢酸セルロースベースが使用され、X線フィルムやグラフィックアート用フィルムなどのシートフィルムには、ポリエステルのフィルムベースが使われています。
  • 乳剤は、感光性成分(超純銀から抽出した塩)が浮遊する、極微厚のゼラチン層から成ります。乳剤の成分によって、モノクロかカラーか、正しい露出に必要な光の量(フィルムスピードとして表されます)といったフィルムの特性が決まります。

初期のKodakでは、フィルムベースは長いガラステーブル上に作られ、乳剤でコーティングしていました。乾燥させた後、コーティングされたシートがテーブルからはがされ、巻き取られていました。

現在では、連続したロールプロセスとしてフィルムベースの製造とコーティングが特殊な機械によって行われています。ベースとなる液体材料の一定流量が、大きな回転ホイール上に均一層として拡げられます(ベースは1インチの1000分の10単位で計測されます)。ホイールが回転するとベースが乾燥し、ホイールからはがしてシートの形になります。処理しやすいようにベースは長いロールに巻き付けられており、長さが数千メートルに及ぶこともあります。この状態で写真乳剤がベースにコーティングされ、感光プロセスに対応できる状態になります。

Glass table
初期のフィルム製造には、ガラステーブルが使われていました。

乳剤は感光性なので、その準備のほとんどのステップは、完全またはほぼ完全な暗室で行う必要があります。必要な写真特性に合わせて一回分の乳剤を調整した後、乳剤が大型コーティング機に絞り出されます。連続した操作で、ベースのロールが巻き取られ、乳剤が片面に塗布されます。一般的な乳剤の層は1インチの数千分の1の厚さで、厳しい耐久性基準に合わせて調節する必要があります。一般的なカラーフィルムでは、異なる乳剤と色を出すためのその他の薬品から成る層が17以上が必要です。

乳剤がベース上で硬化して乾燥した後、フィルムを細長く切ってロール状にし、適宜巻き取られ、おなじみの黄色い箱に梱包されます。

Kodakフィルムは、厳しい要求水準を満たして製造されています。世界中のどこで購入してもフィルムの性能は一貫しており、スピード、粒子、鮮明度、カラー再現性の点での性能基準を常に設定しています。