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駆け出しエンジニアの気ままにブログ

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カメラの基本がわかる「体系的に学ぶデジタルカメラのしくみ」をまとめてみた。(2)  

desitalcamera.jpeg

「体系的に学ぶデジタルカメラのしくみ」は、基本デバイスであるカメラについて、体系的にまとめられた良書です。
カメラはスマートフォンをはじめとした各種デバイスで応用されている基本的なデバイスなだけに、その基本をおさえておきたいものです。

ということで、今回も前回に続きカメラの基本について学んだ内容を備忘録的に簡単にまとめてみたいと思います。

ヒトの目で見える範囲を視野角と呼びますが、カメラではこれを「画角」と呼びます。画角は「焦点距離」と密接に関わるため、レンズでは対応する焦点距離の数値を「mm」で表し、どんなレンズかがわかるようにしています。 人間の視野に近い50mmを基本にして、それ以下は広角(広い視野で写せる)、それ以上は望遠(遠くの被写体を大きく写せる)と呼びます。35mmから75mm程度を標準ズームと呼びます。

失敗写真の大半はピンぼけと手ブレと言われています。手ブレ補正の機構(光学式)は「レンズシフト方式」と「イメージセンサーシフト方式」(センサーシフト方式)があります。
レンズシフト方式はフイルム式カメラの頃からある方式です。手ぶれを検知してレンズ内の補正レンズを制御し、光軸のぶれを相殺することで補正するしくみです。これに対して、イメージセンサーシフト方式は光軸のぶれに合わせてカメラ本体側にある撮像素子を動かすしくみです。

一眼レフで使われているAF方式は、専用のAFセンサーを本体内部に配置し、そのセンサーによって被写体までの距離とピントのズレを演算し、一気にピントを合わせる「位相差検出AF」方式です。 これに対して、一般的なミラーレスカメラでは、撮像素子で受けた画像を解析し、ピントのズレを補正して合わせる「コントラストAF」方式が採用されました。 一眼レフの位相差検出AF(位相差AF)は、2つのセパレータレンズを使って2つの画像を検出してそれを並べ、本来合焦するはずの位置から2つの像がどれだけ離れているかでピントのズレを検出、ズレている分だけレンズを一気に動かして合焦します。

F値は「開放F値」とも呼ばれ、レンズの絞りを開放したとき、すなわち最も明るい状態のときの数値が表記されています。レンズの性能を見るうえでは、F値が小さいレンズほど明るいレンズと表現します。 光を1点に集めることができずに、ボヤけたり、にじんだり、歪んだりしてしまう現象を総称して収差と言います。収差は、レンズの材質や大きさなどによって大きく変化します。 また、収差は、大きく分類すると、光の波長によって生じる色収差と、色には左右されない単色収差に分けられ、さらに、色収差は軸上色収差と倍率色収差の2つに、単色収差は球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の5つに分類することができます。

DCFはDesign rule for Camera File systemの略称で、日本語に訳すと「カメラファイルシステム用に作られた設計規定」となります。デジタルカメラで撮影した画像を、メモリーメディアを介してさまざまな機器で利用するために策定したファイルシステム。 メディアのファイルシステムには「FAT」(FAT32)が採用されています。FATはFile Allocation Tableの略で、Windows 95からXPやWindows 8まで、ずっと標準のファイルシステムとして使われています(Windows 2000以降からNTFSとファイルシステムも標準として併用されています)。そのため、パソコンやその周辺機器での利用が比較的スムーズに行えるファイルシステムと言えます。

デジタルカメラやパソコンで「フラッシュメモリー」と呼ばれるものには大きく分けて2種類あります。
1つはSDRAMとともに内蔵メモリーとしてよく利用されているNOR型フラッシュメモリーです。 主にOSを含むプログラムを保存したり、演算などに使用されています。ランダムアクセスが速く1ビット単位でデータの書き込みができることが特徴です。 NOR型は富士通、米インテルや米AMD(Advanced Micro Devices)、STマイクロエレクトロニクス社グループなどが生産し、ほかに三菱電機が開発したDiNOR型フラッシュメモリー(Divided bit line NOR)もあります。
もう一方は、記録メディアとして使用されるメモリーです。NAND型は中心となるフローティングゲート方式を開発し、その基本特許を所有している東芝と、東芝から技術供与を受けた米サンディスク、韓サムスン電子のみが特許の使用権を認められています。 フローティングゲート方式の他にMNOS方式もあります。

(2015年5月8日)





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