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工学

工学(こうがく、)またはエンジニアリングとは、基礎科学である数学・化学・物理学などを工業生産に応用する学問。「真理の探究」を目指す基礎科学と「実用」を目指す工学の違いは絶対的ではなく、例えば電子工学や薬品生産などがあると『日本大百科全書』は述べている。これらの分野では、基礎科学・基礎研究の成果が応用科学・研究開発の中へと直接組み込まれている。日本の国立8大学の工学部を中心とした文書、「工学における教育プログラムに関する検討委員会」(1998年)では次の通り定義されている。 『世界大百科事典』では、工学は「エネルギーや自然の利用を通じて便宜を得る技術一般」とされている。工学が対象とする領域は広く、様々な工学分野に専門分化している。 概要 工学博士の仙石正和は電子情報通信学会で、国際世界の教育研究における「工学」は次の意味だと述べている。 工学は大半の分野で理学(数学・物理学・化学等)を基礎としているが、工学と理学の相違点は、ある現象を目の前にしたとき、理学は「自然界(の現象)は(現状)どうなっているのか」や「なぜそのようになるのか」という、既に存在している状態の理解を追求するのに対して、工学は「どうしたら、(望ましくて)未だ存在しない状態やモノを実現できるか」を追求する点である。或いは「どうしたら目指す成果に結び付けられるか」という、人間・社会で利用されること、という合目的性を追求する点である、とも言える。 したがって工学では安全性、経済性、運用・保守性といった、実用上の観点の価値判断が重要である。使用できる時間・人員・予算等といった資源の制約の中、工学的目的を達成するための技術的な検討とその評価を工学的妥当性と言い、工学的な性質の分析には、環境適合性、使いやすさ、整備のしやすさ(Maintainability)、生涯費用(ライフサイクルコスト)など、(質量、速度などのある意味、即物的で一意的に測定できる性質とは違った、人間がある配慮のもとに構成した) <<評価方法>>が必要なものが多い。そうした評価方法の開発も工学の重要な分野とされる。 また公共の福祉に対する配慮も必要であり、工学各分野の学会(電気学会、土木学会など)では倫理的な内容を盛り込んだ信条規定(Creed)が定められている。 工学には、他の学問の成果を社会に還元するための技術の開発という面もあるが、近年はそれに加えて、その技術の適用にあたっての長所、短所の調査(アセスメント)、調査結果とともに調査過程の資料を公表説明すること(アカウンタビリティ)が求められるようになってきている。 現代の我々が用いている意味での"engineering"という用法・概念は18世紀になって生まれたものであるが、その概念に合致するような営みは、実際には古代から行われていたとも考えられている。(→#歴史) 工学を実践する者を「エンジニアengineer」あるいは「技術者」と呼ぶ。日本では技術者の公式な資格の一つに技術士がある。 歴史 工学という用語や概念自体は歴史的に見れば比較的新しいものであるが、現代の「工学」という概念で照らしつつ人類の歴史を遡って眺めてみれば、それに相当するものは実際上は古代から存在していたと言うこともできる。 "engineering"という言葉・概念は比較的新しいもので、先に"engineer"(技術者)という言葉が存在していた。1325年ごろ文献に現れたときには「軍用兵器の製作者」を意味していた。当時、"engine"には「戦争に使われる機械仕掛け」(例えばカタパルト)すなわち「兵器」という意味があった。"engine"の語源は1250年ごろラテン語のingeniumからできた語で、ingeniumは「先天的な特性、特に知能」を意味し、そこから派生して「賢い発明品」を意味した。なお、"engineer"は"engine"に接尾辞"-eer"がついた形で「機関の操作者」という意味、といったような説明がたいへんしばしば見られるが、(少なくともそれが現在の意味における「機関」(engine)ではなく)誤り(異分析)であり、英語版Wiktionaryのengineerの記事でも「Sometimes erroneously linked with engine + -eer.」としている。 後に民間の橋や建築物の建設技法が工学分野として円熟してくると、"civil engineering" (日本語にあえてすれば土木工学)と呼ばれるようになった。これは"engine"が元々「兵器」を意味していたことから、軍事とは無関係の分野であることを示すために"civil"(市民)とつけたものである。 つまり、古くは"engineering"という語はmilitary engineering軍事技術だけを意味していたことがある。だが、18世紀以降は"civil engineering"(=軍事以外の技術)が発展し、それ以来"engineering"という言葉は、エネルギーや資源を利用しつつ便宜を得る技術一般を指すようになったのである。 近代的な「工学」と概念は上記のような経緯で形成されたわけであるが、そうした近代的な「工学」に合致するものを人類の歴史を遡ってあらためて探してみると、すでに古代にもそれは見つかる。古代の人々が滑車や梃子や車輪といった基本的機構を発明したころから存在していたことになる。基本的な機械的(物理的)原理を利用して便利な道具やモノを作るという意味で、これらの発明も工学の現代的定義に合致しているのである。 古代 アレクサンドリアの大灯台、エジプトのピラミッド、バビロンの空中庭園、ギリシャのアクロポリスとパルテノン神殿、古代ローマのローマ水道やローマ街道やコロッセオ、マヤ文明・インカ帝国・アステカのテオティワカンなどの都市やピラミッド、万里の長城などは、古代の工学の精巧さと技能を示している。 最古の名の知られている土木技術者としてイムホテプがいる。エジプトのファラオであるジェセル王に仕え、紀元前2630年から2611年ごろサッカラでジェセル王のピラミッド(階段ピラミッド)の設計と建設の監督をしたと見られている。 古代ギリシアでは、民間用と軍事用の両方の分野で機械が開発された。アンティキティラ島の機械は、既知の世界最古のアナログコンピュータといわれており、アルキメデスの発明した機械は初期の機械工学の一例である。それらの機械には差動装置または遊星歯車機構の知識を必要とし、その2つの機械理論の重要な原理が産業革命でのギアトレーン設計を助け、今でもロボット工学や自動車工学といった様々な分野で広く使われている。 紀元前4世紀ごろのギリシアで投石機が開発され、中国、ギリシア、ローマでは三段櫂船、バリスタ、カタパルトといった複雑な機械式兵器が使われていた。中世にはトレビュシェットが開発されている。 ルネサンス期 ウィリアム・ギルバートは、1600年にDe Magneteを著し、"electricity"(電気)という言葉も史上初めて使ったということで電気工学の祖とされている。 機械工学の分野では、トーマス・セイヴァリが1698年に世界初の蒸気機関を作った。蒸気機関の開発が産業革命をもたらし、大量生産の時代が始まった。 18世紀には工学を専門とする専門職が確立し、工学は数学や科学を応用する分野のみを指すようになっていった。同時にそれまで軍事と民間の工学とされていた分野に、それまで単なる技能とみなされていた機械製作も工学分野の一つとされるようになった。 近現代 電気工学の発端は1800年代のアレッサンドロ・ボルタの実験であり、その後マイケル・ファラデーやゲオルク・オームといった先駆者の実験を経て1872年に電動機が発明された。19世紀後半にはジェームズ・クラーク・マクスウェルとハインリヒ・ヘルツの成果によって電子工学の分野が始まった。その後の真空管やトランジスタの発明によって電子工学の発展が加速され、今では工学の中でも特に技術者の多い領域となっている。 トーマス・セイヴァリとジェームズ・ワットの発明によって機械工学の発展が促された。産業革命期に各種機械やその修理や保守のための道具が発達し、イギリスからさらに海外へと広まっていった。 化学工学も産業革命期の19世紀に機械工学と共に発展した。大量生産は新素材や新製法を必要とし、化学物質の大量生産の必要性から1880年ごろまでに新たな産業として確立された。化学工学はそういった化学工場や製法の設計を担っている。 航空工学は航空機の設計を扱う分野で、航空宇宙工学はそれを宇宙船の設計にまで広げた比較的新しい学問分野である。その起源は19世紀から20世紀にかけての航空機の先駆的開発にあるが、最近では18世紀末のジョージ・ケイリーの業績が起源とされている。初期の航空機は他の工学分野の概念や技法を取り入れつつ、大部分は経験主義的に発展していった。 ライト兄弟が初飛行に成功してわずか10年後には航空工学が大いに発展し、第一次世界大戦には軍用航空機が開発されるまでになった。一方で、理論物理学と実験を結合することで科学的な基礎付けをする研究が行われていった。 工学の博士号を最初に取得した人物は、イェール大学のウィラード・ギブズで、1863年のことである。これは自然科学分野でもアメリカ合衆国で2人目の博士号である。 コンピュータの利用 コンピュータが工学に果たす役割は大きくなっている。工学についてコンピュータが支援を行う各種ソフトウェアが存在する。数理モデルの構築や、それに基づいた数値解析もコンピュータを使用してなされている。 例えばCADソフトウェアは3次元モデルや2次元の設計図の作成を容易にする。CADを応用したデジタルモックアップ(DMU)や有限要素法などを使ったCAEソフトウェアを使えば、時間とコストのかかる物理的なプロトタイプを作らなくともモデルを作成して解析を行うことができる。 コンピュータを利用することで、製品や部品の欠点を調べたり、部品同士のかみ合わせを調べたり、人間工学的な面を研究したり、圧力・温度・電磁波・電流と電圧・デジタル論理レベル・流体の流れ・動きなどシステムの静的および動的特性を解析できる。これらの情報を総合的に関するソフトウェアとして製品情報管理がある。 特定の工学分野のためのソフトウェアもある。例えば、CAMソフトウェアはCNC機械に与える命令列を生成する。生産工程を管理するソフトウェアとして工程管理システム(MPM)がある。EDAは半導体集積回路やプリント基板や電子回路の設計を支援する。間接材調達を管理するMRO (Maintenance, Repair and Operations)ソフトウェアなどもある。 近年では、製品開発に関わるソフトウェアの集合体として製品ライフサイクル管理(PLM)ソフトウェアが使われている。 社会的状況 工学は本質的に社会や人間の行動に左右される。現代の製品や建設は必ず工学設計の影響を受けている。工学設計は環境・社会・経済に変化を及ぼす強力なツールであり、その応用には大きな責任が伴う。多くの工学系の学会は行動規約や倫理規約を制定し、会員や社会にそれを周知させようとしている。 工学プロジェクトの中には論争となっているものもある。例えば、核兵器開発、三峡ダム建設、SUVの設計と使用、重油抽出などである。これに対して、企業の社会的責任について厳しい方針を設定している工学企業もある。 工学は人間開発の重要な駆動力の1つである。アフリカのサハラ砂漠周辺の工学的キャパシティは非常に低く、そのためアフリカ諸国の多くは独力で重要なインフラストラクチャを開発することができないでいる。ミレニアム開発目標の多くを達成するには、インフラストラクチャの開発と持続可能な技術的開発ができるだけの十分な工学的キャパシティを必要とする。 海外での開発や災害救助を行うNGOは技術者を多数抱えている。次のようないくつかの慈善団体が人類のために工学を役立てることを目指している。 国境なき技師団(Engineers Without Borders) Engineers Against Poverty (EAP) Registered Engineers for Disaster Relief (RedR) Engineers for a Sustainable World (ESW) 他の学問分野との関係 科学 Fungらは古典的な工学教科書Foundations of Solid Mechanicsの改訂版の中で、次のように書いている。 工学は科学と全く異なる。科学者は自然を理解しようとする。技術者は自然界に存在しないものを作ろうとする。技術者は発明を強調する。発明を具現化するには、アイデアを具体化し、人々が使える形で設計しなければならない。それは装置、道具、材質、技法、コンピュータプログラム、革新的な実験、問題の新たな解決策、既存の何かの改良である。設計は具体的でなければならず、形や寸法や数値が設定されていなければならない。新しい設計にとりかかると、技術者は必要な情報が全て揃っているわけではないことに気づく。多くの場合、科学知識の不足によって情報が制限される。そこで技術者は数学や物理学や化学や生物学や力学を勉強する。そうして工学における必要性から関連する科学に知識を追加することも多い。こうしてengineering sciences(理工学)が生まれた。 科学的手法と工学的手法にはオーバーラップする部分がある。工学的手法は、科学的手法と、科学的に厳密には解明されていないが過去の同様の事例から確からしいと思われる経験則を組み合わせたものである。しかし、いずれの手法もその基本は現象などの正確な観察である。観察結果を分析し伝達するため、どちらも数学や分類基準を使う。 Walter Vincentiは著書What Engineers Know and How They Know Itにおいて、工学の研究は科学の研究とは違う性質を持っているとしている。工学は物理学や化学が基本的によく理解している分野を扱うが、問題自体は正確な方法で解くには複雑すぎる。例えば、航空機における空気力学的流れをナビエ-ストークス方程式の数値近似で表したり、材料の疲労損傷の計算にマイナー則を使ったりする。また、工学では半ば経験則的な手法もよく採用している。科学では考えられない特徴であり、例えばパラメータ変化法がある。 「」とも言う。 医学と生物学 目的や方向性は異なるが、医学と工学の一部の分野の共通部分として人体の研究がある。医学においては、必要ならテクノロジーを使ってでも人体の機能を維持・強化し、場合によっては人体の一部を代替することも目指すことがある。 現代医学は既に一部の臓器の機能を人工のものと置換することを可能にしており、心臓ペースメーカーなどがよく使われている。医用生体工学は生体への人工物の埋め込みを専門とする領域である。 逆に人体を生物学的機械として研究対象とする工学分野もあり、テクノロジーによってその機能をエミュレートすることを専門とする。それは例えば、人工知能、ニューラルネットワーク、ファジィ論理、ロボットなどである。工学と医学の学際的な領域もある。 医学も工学も実世界における問題解決を目的としている。そのためには、現象をより厳密かつ科学的に理解する必要があり、実験や経験的知識が必須となっている。 医学はその一部として人体の機能も研究する。人体を生体機械と捉えた場合、工学的手法でモデル化できる多数の機能を持っている。 例えば心臓はポンプによく似た機能を有し、骨格はてこを繋げたような構造をしていると理解することも可能である。また脳は電気信号を発している。このような類似性や医学における工学の応用の重要性の増大により、工学と医学の知識を応用した医用生体工学が生まれた。 システム生物学のような新たな科学の分野は、システムのモデリングやコンピュータを利用した解析など工学で使われてきた解析手法を採用して、生命を理解しようとするものである。 芸術 工学と芸術の間にも関連がある。建築、造園、インダストリアルデザインといった分野はまさに工学と芸術の直接交わる部分である(大学では工学系の学部にも芸術系の学部にも関連する学科が存在する)。他にも間接的に関連する分野がある。 シカゴ美術館は、NASAの航空宇宙関連のデザインについての展覧会を開催したことがある。ロベール・マイヤールの設計した橋は芸術的と評されている。南フロリダ大学ではアメリカ国立科学財団の支援を受けて、工学部に芸術と工学を組み合わせた学科を開設した。 レオナルド・ダ・ヴィンチはルネサンス期の芸術家兼技術者として有名である。 その他 政治学に「工学」という言葉を導入した社会工学や政治工学は、工学の方法論や政治学の知識を利用し、政治構造や社会構造の形成を研究する。 工学の分野一覧 工学の一覧を参照 脚注 注釈 出典 参考文献 関連項目 工学の一覧 科学 物理学 技術 技能 工学部 デザイン 耐震 インダストリアルデザイン オープンソースハードウェア リバースエンジニアリング 外部リンク National Academy of Engineering (NAE) American Society for Engineering Education (ASEE) Engineering in History bibliography - The US Library of Congress ICES: Institute for Complex Engineered Systems, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA History of engineering bibliography - University of Minnesota 学問の分野 研究 研究開発 応用科学 応用数学 工業教育 自然科学

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数学

数学(すうがく、)とは、数・量・図形などに関する学問であり、理学の一種。「算術・代数学・幾何学・解析学・微分学・積分学などの総称」とされる。 数学は自然科学の一種にも、自然科学ではない「抽象的または理論的な諸科学」("the abstract or theoretical sciences")の一種にも分類され得る。 語源 現代の日本語における「数学」は、直接的には英語のの訳語ないし同義語とされる。英語のないしその単数形の直接の語源は、古フランス語であり、これはラテン語の、またギリシア語のに由来し、原義は「学ぶこと」である。 の訳語として「数学(數學)」を用いている例として、東京数学会社(現、日本数学会)訳語会による訳語が挙げられる。それ以前にも「数学」という語は使われていたが、の定訳ではなかった。例えば1814年の『諳厄利亜語林大成』では「数学」はの訳語に用いられ、には「測度數之学」が当てられている。 定義と対象 数学の範囲と定義については、数学者や哲学者の間で様々な見解がある。 冒頭では「数・量・図形などに関する学問」としたが、数学の研究対象は、量(数)・構造・空間・変化など多岐にわたる。 19世紀のヨーロッパで集合論が生まれてからは「数学とは何か」ということがあらためて問い直されるようになり(数学基礎論)、数学の対象・方法・文化史的な価値などについて研究する数理哲学も生まれた。 歴史 「数学の起源は人類が農耕を始めたこととの関連が大きい」とも。農作物の分配管理や商取引のための計算、農地管理のための測量、そして農作業の時期を知る暦法のための天文現象の周期性の解明などである。これら三つの必要性は、そのまま数学の大きな三つの区分、構造・空間・変化のそれぞれの研究に大体対応しているといえよう。この時点では、例えば土木工事などの経験から辺の比が3 : 4 : 5である三角形が直角三角形になることは知られていても、一般に直角三角形の辺の長さの比がc = a + b (c, b, aは辺の長さ)になること(ピタゴラスの定理)は知られていなかった。数学が独立した学問でなく純粋な実用数学であった時代には、あたかも自然科学におけるデータのようにこれらの関係を扱い、例を多数挙げることで正しさを主張するといった手法でもさして問題視されなかった。しかし数は無限に存在するため、沢山の数を調べても完全に証明することはできない。数学が一つの学問として研究されるようになって以降は、論理を用いて真偽を判定する「数学的証明」が発達した。現代の数学でも数学的証明は非常に重視されている。 各国での歴史 ユークリッド原論(古代エジプト) /アラビア数学/インドの数学/中国の数学/中国の剰余定理/和算/ 分類・分野 現代における純粋数学の研究は主に代数学・幾何学・解析学の三分野に大別される。また、これらの数学を記述するのに必要な道具を与える論理を研究する学問を数学基礎論という。 基礎付け 数学の基礎を明確にすること、あるいは数学そのものを研究することのために、集合論や数理論理学そしてモデル理論は発展してきた。フランスの数学者グループであるニコラ・ブルバキは、集合論による数学の基礎付けを行い、その巨大な体系を『数学原論』として著した。彼らのスタイルはブルバキ主義とよばれ、現代数学の発展に大きな影響をあたえた。個々の対象の持つ性質を中心とする研究方法である集合論とは別の体系として、対象同士の関係性が作るシステムに主眼を置くことにより対象を研究する方法として圏と関手の理論がある。これはシステムという具体性からコンピュータネットワークなどに応用される一方で、極めて高い抽象性を持つ議論を経て極めて具体的な結果を得るようなアブストラクト・ナンセンスなどと呼ばれる形式性も持ち合わせている。 構造 数や関数・図形の中の点などの数学的対象の間に成り立つさまざまな関係を形式化・公理化して調べるという立場がダフィット・ヒルベルトやニコラ・ブルバキによって追求された。数の大小関係や演算、点の近さ遠さなどの関係がそれぞれ順序構造や群の構造、位相構造などの概念として公理化され、その帰結が研究される。特に、様々な代数的構造の性質を研究する抽象代数学は20世紀に大きく発展した。現代数学で取り扱われる構造は上のような基本的な構造にとどまらず、異なった種類の構造を併せて考える位相線型空間や双曲群などさまざまなものがある。 空間 空間の研究は幾何学と共に始まる。初めは、それは身近な三次元におけるユークリッド幾何学や三角法であるが、後にはやはり、一般相対性理論で中心的な役割を演ずる非ユークリッド幾何学に一般化される。長い間未解決だった定規とコンパスによる作図の問題は、最終的にガロア理論によって決着が付いた。現代的な分野である微分幾何学や代数幾何学は幾何学を異なる方向に発展させた:微分幾何学では、座標系や滑らかさ、それに向きの概念が強調されるが、一方で代数幾何学では、代数方程式の解となるような集合を幾何学的な対象とする。集合は数学の基礎を成す重要な概念であるが、幾何学的な側面を強調する場合、集合を空間と言い、その集合の元を点と呼ぶ。群論では対称性という概念を抽象的に研究し、空間と代数構造の研究の間に関連を与える。位相幾何学は連続という概念に着目することで、空間と変化の双方の研究に関係する。 解析 測る量についての変化を理解し、記述することは自然科学の共通の主題であり、微積分学はまさにそのための最も有用な道具として発展してきた。変化する量を記述するのに使われる中心的な道具は関数である。多くの問題は、とても自然に量とその変化の割合との関係になり、そのような問題を解くための手法は微分方程式の分野で研究される。連続的な量を表すのに使われる数が実数であり、実数の性質や実数に値をとる関数の性質の詳しい研究は実解析として知られる。いくつかの理由から、複素数に拡張する方が便利であり、それは複素解析において研究される。関数解析学は関数空間(関数の集合に位相構造を持たせたもの)が興味の中心であり、この分野は量子力学やその他多くの学問の基盤となっている。自然の多くの現象は力学系によって記述され、カオス理論では、多くの系が決定可能であるにもかかわらず予測不可能な現れ方をする、という事実を扱う。 計算機 人類がコンピュータを最初に思いついたとき(それは実際に作られるより遥かに前のことだが)、いくつかの重要な理論的概念は数学者によってかたち作られ、計算可能性理論・計算複雑性理論・情報理論、そしてアルゴリズム情報理論の分野に発展した。これらの問題の内の多くは計算機科学において研究されている。離散数学は計算機科学において有用な数学の分野の総称である。数値解析は、丸め誤差を考慮に入れて、幅広い数学の問題について効率的にコンピュータの上で数値解を求める方法を研究する。また1950年代から2000年代にかけて、計算機科学を駆使して自然科学上の問題を解決する計算科学が急速に発展した。 統計 応用数学において、重要な分野に統計学が挙げられる。統計学はランダムな現象の記述や解析や予測を可能にし、全ての科学において、利用されている。 以下の分野や項目の一覧は、数学に対する一つの有機的な見方を反映している。 便宜上の分類 代数学 幾何学 解析学 集合論 情報科学 確率論 統計学 論理学 量 数ー自然数ー整数ー偶数ー奇数ー小数ー分数ー素数ー有理数ー無理数ー実数ー虚数ー複素数ー四元数ー八元数ー十六元数ー超実数ー順序数ー基数ー濃度ーp進数ー巨大数ー整数列ー数学定数ー数の名称ー無限 変化 算術ー微積分学ーベクトル解析ー解析学ー微分方程式ー力学系ーカオス理論ー関数一覧 構造 抽象代数学ー数論ー代数幾何学ー群論ーモノイドー解析学ー位相幾何学ー線型代数学ーグラフ理論ー圏論 空間 解析幾何学ー位相幾何学ー幾何学ー三角法ー代数幾何学ー微分幾何学ー線型代数学ーフラクタル幾何ー図形ー図形の一覧ーベクトル解析 有限数学 組合せ論ー素朴集合論ー確率論ー統計学ー計算理論ー離散数学ー暗号法ー暗号理論ーグラフ理論 数理科学 計算科学ー数値解析ー確率論ー逆問題ー数理物理学ー数理経済学ーゲーム理論ー数理生物学ー数理心理学ー保険数理ー数理工学 有名な定理と予想 フェルマーの最終定理ーリーマン予想ー連続体仮説ーP≠NP予想ーゴールドバッハの予想ー双子素数の予想ーゲーデルの不完全性定理ーポアンカレ予想ーカントールの対角線論法ーピタゴラスの定理ー中心極限定理ー微積分学の基本定理ー代数学の基本定理ー四色定理ーツォルンの補題ーオイラーの等式ーコラッツの予想ー合同数の問題ーバーチ・スウィンナートン=ダイアー予想ーヒルベルトの23の問題ースメイルの問題ーソファ問題 基礎と方法 数理哲学ー直観主義ー数学的構成主義ー数学基礎論ー集合論ー数理論理学ーモデル理論ー圏論ー数学的証明ー数学記号の表ー逆数学 数学の応用 自然科学 ヴィンチェンツォ・ガリレイは音楽(音程学・音響学)の研究に数学的手法を導入し、その息子ガリレオ・ガリレイは、父の影響を受け、物体の運動の研究(物理学)に数学的手法を導入し、物理学に大きな変革をもたらした。以後、(アイザック・ニュートンの『自然哲学の数学的諸原理』でも、「数学的原理」としており、書物名、タイトルにも顕著にあらわれているが)数学の発展と物理学の発展は密接な関係にある。 このほかの自然科学においても数学的な手法は基礎的な要素となっている。 数理モデル 数理モデルは数理モデルは理想化されており、往々にして実際との間には「ずれ」が生じる、という問題はあるが、それでも、そうした分野の研究に、俯瞰的な視点を与え、研究に大きな進歩や高い次元からの洞察をもたらすこともある。 工学の他、社会学や言語学など幅広い分野に応用されている。 思考力の養成 数学教育により抽象的な考えを養うことができるとされ、他分野への恩恵があるという。 学会・会議 数学教育 日本 初等教育では「算数」、中等教育では「数学」と表記されている。 学習する分野は、10年ごとに文部科学省から学習指導要領が告示され、その基準に基づいて決定される。 また文部科学省は、学習指導要領本文とは別に詳細な事項を記載した学習指導要領解説(「解説」)を発行している。「解説」は学習指導要領本文とは異なり法的拘束力はないとされ、教科用図書検定規則などには「解説」に沿わなければならないという規定はない。しかし、。 数学に関する賞 フィールズ賞(国際数学連合) ネヴァンリンナ賞(国際数学連合) ガウス賞(国際数学連合) チャーン賞(国際数学連合) アーベル賞(アーベル記念基金) 春季賞(日本数学会) ヴェブレン賞(アメリカ数学会) フランク・ネルソン・コール賞(アメリカ数学会) ヨーロッパ数学会賞(ヨーロッパ数学会) ウルフ賞数学部門(ウルフ財団) ※「ノーベル数学賞」というものは存在しない。数学に関する賞としては(一般に)フィールズ賞が最高峰とされている。 競技 脚注 注釈 出典 参考文献 関連項目 理学-理工学-形式科学 数学 数学科 数学(教科) 数学史 数学者 数学者の一覧 数学上の未解決問題 国際数学オリンピック Portal:数学 プロジェクト:数学/数学に関する記事 数秘学 外部リンク Encyclopedia of Mathematics -数学に関する約8,000項目の解説が掲載されている。Springer社とヨーロッパ数学会が提供するデータベース zbMATH Open -文献名、著者名、掲載誌名、数式などから検索できる、ヨーロッパ数学会、カールスルーエ学術情報センター、ハイデルベルク学士院が提供するデータベース すうかく 理学 形式科学

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カメラ

カメラ(、)は、写真(や映像)を撮影するための光学的な機械や装置。 写真機(しゃしんき、寫眞機)ともいう。 概説 光学的に像を結ぶための光学系(レンズ等)を持ち、スチール写真(静止画)や映像(動画)を撮影するための装置である。高機能なスマートフォン(携帯電話)などに搭載されている静止画・動画撮影兼用の「カメラモジュール」等を「カメラ」と呼ぶことも増えている。 語源 もともとの語源であるラテン語のcameraは「小さな部屋」を意味し、カメラの由来である「カメラ・オブスクラ」の「オブスクラ」(やはりラテン語で、obscura)は「暗い」という意味で、画家が風景画を描く際に用いた暗室に由来する(#歴史参照)。 構造 カメラは基本的に、遮光されたボディ(暗箱)に、 レンズ シャッター ファインダー 焦点調節装置 撮像素子等 を取り付けた物であり、レンズには通常、絞りが組み込まれている。 レンズ 被写体からの光を集めて一点に像を結ぶようにするもので、カメラの基本的な要素部品である。 絞り レンズからの光量を調節するための機構を絞りという。 ファインダー カメラで写る範囲を確認するための窓をファインダーという。 撮影範囲を知るためのビュー・ファインダー(ファインダー)を、撮影用レンズと独立させて取り付けたものをビュー・ファインダー・カメラという。構造が簡単なため、安価なカメラに使用される。ファインダーには簡単なレンズが使用されることが多いが、ライカMシリーズのように、距離計と組み合わせて精密な焦点調節を可能にしているものもある。これらは距離計連動式カメラ(レンジファインダーカメラ)と呼ばれる。また、フィルムカメラにおいては、一眼レフカメラ・二眼レフカメラに対しコンパクトカメラと呼ぶ。 この形式の不可避の欠点として、撮影用レンズとファインダーが独立していることによるパララックス(視野の誤差)が生じるが、ほとんどの距離計連動式カメラにはパララックス補正装置が組み込まれている。またビュー・ファインダー・カメラは、その視差の為に極端な近接撮影には向かない。 出荷統計 2019年1~12月期のデジカメ世界出荷台数に関して、カメラ映像機器工業会(CIPA)の発表によると(前年同期比21.7%減の)1521万台だったとされた。種類別の内訳では、コンパクト型が(22%減の)675万台、一眼レフが(32%減の)450万台だった。2019年時点でミラーレスカメラの出荷台数が395万台でデジタルカメラ全体の26%を占めた。 2020年は、カメラ映像機器工業会(CIPA)の発表によると、(スマホの影響に加えて)コロナ禍によるイベント中止や外出自粛がデジタルカメラの出荷台数にも大きく影響し、世界出荷台数が(19年比42%減の)888万台だった。機種別ではミラーレスが293万台(26%減)、一眼レフは237万台(前年比47%減)であった。 歴史 カメラの原理は、写真術の発明以前から知られていた。16世紀、画家が風景画を描く際、壁面に小さな穴を空け、反対側の壁面に外の景色が映し出されるという暗室(カメラ・オブスクラ)が利用された。のちにカメラ・オブスクラには小穴の代わりにレンズが取り付けられ、より鮮明な像が得られるようになった。さらに反射鏡によって箱の上面に像を結ばせるようにした小型のカメラ・オブスクラが作られた。これは絵画における遠近画法の確立に寄与したと言われている。 1824年、ニセフォール・ニエプスが世界初の写真である「ヘリオグラフィ」を発明。携帯型カメラ・オブスキュラの画像が定着できるようになった。1839年8月19日にはルイ・ジャック・マンデ・ダゲールが初の実用的写真術「ダゲレオタイプ」を発表。その後のカメラは、写真とともに発展していった。 19世紀末までに、記録媒体として写真フィルムが普及し、コンパクトで手軽に写真が撮影できるカメラが大衆化する。1950年代まではイギリスやドイツ、アメリカ合衆国が世界市場を牽引していたが、1970年代以降は、日本製のカメラが世界市場を席巻する。1963年(昭和38年)には、露出を自動化したAEカメラが現れた。さらに1977年(昭和52年)には、オートフォーカス機構が実用化され、構図を決めてシャッターを押すだけで写真が撮れるのが当たり前の時代になった。 2000年(平成12年)ごろから、従来の銀塩フィルム上の化学反応による撮影画像の記録ではなく、撮像素子(CCDなど)からの電気信号をデジタルデータ化して記録するデジタルカメラが普及し始める。その後デジタルカメラは勢力を伸ばし、ついには従来のフィルムカメラを駆逐する勢いとなって、それに伴いフィルムカメラ関連の事業は縮小していった。 種類 銀塩式とデジタル式 銀塩カメラ フィルムや印画紙などの感光材料を利用したカメラで、フィルム式カメラやインスタントカメラなどデジタルカメラ以外のほとんどのカメラが銀塩カメラにあたる。銀塩は感光材料の主たる原料に銀や塩素の化合物が用いられていることに由来する。 銀塩写真では撮影時に光を銀や塩素の化学反応として記録し、それを別の化学反応によって目に見える形に変化させる現像の処理が必要なため画像が出来上がるまでに時間がかかる。また、銀塩写真では撮影するたびにフィルムを消費するためコストが比較的高くなる。 一方で銀塩写真は化学反応の強弱に応じた細かい諧調表現が可能なことや現像のプロセスを楽しむ目的などから未だに人気がある。 デジタルカメラ デジタルカメラは、銀塩などの化学的な感光材料のかわりに、感光を電気信号に変換する部品(撮像素子)を用いたカメラである。いわゆる電子ガジェット類に機能の一つとして付属している場合もある。 デジタルカメラはモニター画面を通して撮影後すぐに結果を見ることができ、色や画像のデジタル処理も容易に行うことができる。また、デジタルカメラは撮影のみの場合にはほとんどコストがかからないなどの利点もある。コストを気にせず桁違いに多数撮影することができ、撮影したものは原則的に紙にはプリントせず、(コンピュータのHDDや外付けHDDなどに転送・蓄積させ)コンピュータの大きめで高精細のディスプレイで鑑賞するということが一般化している。 スチルカメラとムービーカメラ スチルカメラ 静止した写真の撮影用のカメラをスチルカメラという。 ムービーカメラ 動画の撮影用のカメラをムービーカメラ(シネマカメラ、シネカメラ)という。 銀塩式(フィルム式)のムービーカメラの場合は小さいコマにフィルムを連続的に供給して記録する必要がある。 デジタル式の場合はスチールとよく似た仕組みでムービーの機能も実現できることから、多くのデジタルカメラは短時間の動画を撮影する機能を持つ。 コンパクトカメラとレフカメラ コンパクトカメラ コンパクトタイプのカメラは撮影の機能はシンプルに抑え持ち運びに便利なようにしたカメラである。 一眼レフカメラ 一眼レフカメラとは、フィルムに写る画像を鏡を使って反射(レフレックス)し、それをスクリーンに投影してそのままファインダー像とするカメラ。撮影用レンズとフイルムとの間に45°の反射鏡(レフレクター)を配し、フィルム上と同等の画像を上方(一部のカメラにあっては側方)のピントグラス上に結像させ、確認できるようにしたカメラである。シャッターを開く際は、反射鏡が移動されてフィルム面へと光路が切り替わる。 二眼レフカメラ 撮影レンズと同じ焦点距離のレンズによるレフレックス型ファインダーのカメラ。一眼レフカメラと同様に45°の反射鏡を使って、本体上部のピントグラス上にファインダー像を得る方式だが、撮影用レンズと同等のファインダー用レンズが別に存在するカメラである。ファインダーに映る像は左右が反転する。ビュー・ファインダー式と同様に視差を生じる。 フィルムの大きさによる分類 製造者・使用者双方の利便性の為にフィルムの種類は規格化されており、規格ごとに概ね以下のように分類できる(なお、例えば以下では110を「超小型」に分類しているが、「小型」に分類されることも多いと思われるように、厳密な分類があるわけではない)。 小型カメラ 多くは35mmフィルムを使うカメラ。画面フォーマットとしてはライカ判(24×36mm判)が主流だが、一コマ分を長手方向に半分にして使用する35mmハーフ判もある。また、126カートリッジ・フィルム、APSフィルム(IX240)を使うカメラも小型カメラに分類される。 中型カメラ 中型カメラに分類される中判カメラは、120フィルムまたは220フィルム(ブローニーフィルム)を使うカメラ。画面フォーマットとしては、6×4.5cm判、6×6cm判、6×7cm判、6×8cm判、6×9cm判、6×12cm判、6×17cm判などがあるが、実際の画面サイズはカメラによって違う事もある。 大型カメラ 大型カメラに分類される大判カメラは、4×5インチ以上で、一般に、ロールフィルムではなくいわゆるシートフィルムである。4×5in判、5×7in判、8×10in判など。 超小型カメラ 16mmフィルムやミノックス・サイズのフィルムを使うカメラ。戦前から戦後に流行した豆カメラや、110カートリッジ・フィルムを使うカメラ(ポケットカメラと呼ばれていた)等。ギネスブック等で「一般市販された世界最小の(フィルム)カメラ」とされるのは、1948年から日本の「聖ペテロ光学」により少数が製造された円形カメラ「ペタル」(Petal直径29mm・厚さ16mm・重量60g。専用24mm円形フィルム6枚撮り)。 その他の分類 以下は、撮影方式・用途、その他による分類である。 インスタントカメラ ポラロイドカメラ チェキ パノラマカメラ ビューカメラ ステレオカメラ(立体カメラ) ピンホールカメラ スリットカメラ トレイルカメラ 医療用カメラ X線カメラ(X線写真) 胃カメラ(内視鏡) 製版カメラ ディスクカメラ 航空カメラ 水中カメラ 工事カメラ レンズ付きフィルム(使い切りカメラ) レンジファインダーカメラ AEカメラ トイカメラ ハーフサイズカメラ キッズカメラ 三脚・一脚 三脚は、重量のあるカメラ・レンズやスローシャッターの使用、長時間露光(夜景・花火、天体写真など)、セルフタイマーで撮影者も写る場合などに使われる。三脚や一脚は、手ブレを防ぐのにも有効だが、使用の手間もかかるので、35ミリなどの小型カメラでは限られた場合にのみ用いられる。最近は、各社メーカーから、軽量のものが出され、大型のものは主流がカーボンファイバーを使用したものに移行してきている。 カメラに固定するねじは、主にインチねじであるUNC1/4が使われ、まれにUNC3/8が使われる。 脚注 注釈 出典 関連項目 写真 写真レンズ 被写界深度-マニュアルフォーカス/オートフォーカス ボケ(写真) 写真フィルム- ISO感度 家電量販店-ヨドバシカメラ、ビックカメラ等といった、写真関連用品の販売に由来する大手量販店 カメラ小僧 カメラ付き携帯電話 外部リンク

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光学

光学(こうがく、)は、光の振舞いと性質および光と物質の相互作用について研究する、物理学のひとつの部門。光学現象を説明し、またそれによって裏付けられる。 光学で通常扱うのは、電磁波のうち光と呼ばれる波長域(可視光、あるいはより広く赤外線から紫外線まで)である。光は電磁波の一種であるため、光学は電磁気学の一部門でもあり、電波やX線・マイクロ波などと類似の現象がみられる。光の量子的性質による光学現象もあり、量子力学に関連するそのような分野は量子光学と呼ばれる。 光学の分野 光学の分野は、独自の学会を持っており、また独自の学術集会を開催している。 純粋科学としての光学は光科学または光物理()と呼ばれる。応用指向の光学は応用光学または光工学と呼ばれ、特に照明に関する応用は照明工学と呼ばれる。それぞれの分野は、その応用・技術・指向性などが異なりがちである。光工学における、近年進展が著しい分野には、フォトニクスあるいは光エレクトロニクス(オプトエレクトロニクス)と分類される分野もある。これらの分野と「光学」との間の境界はしばしば不明瞭であり、地域や産業分野によって異なった使われ方をする。 光の実世界への応用は幅広いため、光学は他の科学技術の分野と相互に関連しあう傾向がある。このため、電子技術・物理学・心理学・薬学などいろいろな分野の一部として光学に出会うことがある。 幾何光学 幾何光学は、光の伝播を光線に基づいて記述する。光線は異なる媒質の接合面で折れ曲がり、また媒質の屈折率の位置による変化によって曲がる。 幾何光学 直進-反射-屈折 ガウス光学 色収差 ザイデル収差 収差論 応用分野 レンズ 鏡 プリズム 波動光学 波動光学は、光を波動として扱い、諸現象を説明する。幾何光学の光線は物理光学の波面に垂直である。とくに、光は波動の中でも電磁波であるということを重視し、マクスウェル方程式に基づいて光の性質を論ずる光学を電磁光学という。電磁光学は波動光学の一部とみなされることもあるし、波動光学よりも一歩進んだ光学とみなされることもある。 波動光学 回折 干渉(物理学) 分散 偏光 コヒーレンス 散乱 フーリエ光学 回折光学 応用分野 光学レンズ設計 現代光学 現代光学とは、20世紀に広まった光の科学と技術の領域を指す。これらの光科学の領域は、光の電磁気学的および量子力学的性質に関連する。 量子光学 光子 ジョーンズ計算法 レーザー 結晶光学 非線形光学 統計光学 ホログラフィー フォトニック結晶 非結像光学 薄膜光学 光学パターン認識 他の光学分野 色 照明工学 パターン認識 光学現象 虹や蜃気楼やグリーンフラッシュは光学現象の例。 光学機器 望遠鏡、光学顕微鏡、カメラなどは光学機器の例。 光学素子 光学機器を構成する素子を、光学素子と言う。基本的なものとしては以下がある。 レンズ プリズム 鏡 回折格子 偏光素子(偏光子と位相子) 光学迷彩 サイエンス・フィクションなどに登場する光学迷彩も研究はされているが、実現には程遠い。 脚注 参考用書籍 久保田広:「光学」、岩波書店(1964年8月31日)。 吉原邦夫:「物理光学」、共立出版(1966年)。 久保田広:「波動光学」、岩波書店(1971年2月2日)。 松居吉哉:「レンズ設計法」、共立出版、ISBN 978-4320030985 (1972年11月6日)。 小瀬輝次:「フーリエ結像論」、共立出版(1979年10月20日)。 石黒浩三:「光学」、裳華房、ISBN 978-4785321253 (1982年4月1日)。 草川徹:「レンズ光学:理論と実用プログラム」、東海大学出版会、ISBN 978-4486010487 (1988年12月)。 宮本健郎:「光学入門」、岩波書店、ISBN 978-400053778 (1995年4月7日)。 左貝潤一:「光学の基礎」、コロナ社、ISBN 978-4339006803(1997年9月1日)。 河田聡(編):「超解像の光学」、学会出版センター、ISBN 978-4762229138(1999年4月)。 波岡武(編),山下広順(編):「X線結像光学」、培風館、ISBN 978-4563022488 (1999年7月)。 松岡正浩:「量子光学」、裳華房、ISBN 978-4785320935 (2000年9月1日)。 青木貞雄:「光学入門」、共立出版、ISBN 978-4320034198 (2002年11月1日)。 ユージン・ヘクト:「ヘクト光学2:波動光学」(原著OPTICS,4版)、丸善出版、ISBN 978-4621301463 (2003年3月1日)。 牛山善太、草川徹:「シミュレーション光学:多様な光学系設計のために」、東海大学出版会、ISBN 978-4486016083 (2003年6月1日)。 ユージン・ヘクト:「ヘクト光学3」、丸善出版、ISBN 978-4621083123(2003年7月1日)。 応用物理学会光学懇話会:「幾何光学」POD版、森北出版、ISBN 978-4627840294(2003年11月15日)。 ユージン・ヘクト:「ヘクト光学1:基礎と幾何光学」、丸善、ISBN 978-4621073483 (2004年2月1日)。 ユージンヘクト:「ヘクト光学2:波動光学」、丸善、ISBN 978-4621074480(2004年9月)。 Max Born, Emil Wolf,草川徹(訳):「光学の原理1」、東海大学出版会;第7版、ISBN 978-4486016786 (2005年6月1日)。 Max Born, Emil Wolf,草川徹(訳):「光学の原理2」、東海大学出版会;第7版、ISBN 978-4486016793 (2006年2月1日)。 Max Born, Emil Wolf,草川徹(訳):「光学の原理3」、東海大学出版会、第7版、ISBN 978-4486016809 (2006年6月1日)。 大津元一、田所利康:「光学入門ー光の性質を知ろう」、朝倉書店、ISBN 978-4254215014 (2008年10月1日)。 谷田貝豊彦:「例題で学ぶ光学入門」、森北出版、ISBN 978-4627154414 (2010年6月29日)。 辻内順平(編),大木裕史(編),河田聡(編),他:「最新光学技術ハンドブック」、朝倉書店;普及版、ISBN 978-4254210392 (2012年6月10日)。 M.フォックス、木村達也(訳):「量子光学」、丸善出版、ISBN 978-4621085868 (2012年9月1日)。 Joseph W.Goodman、尾崎義治(訳):「フーリエ光学」第3版、森北出版; ISBN 978-4627154339(2012年10月19日)。 川田善正:「はじめての光学」、講談社ISBN 978-4061532878 (2014年3月28日)。 山本義隆:「幾何光学の正準理論」、数学書房、ISBN 978-4903342771 (2014年9月15日)。 白井宏:「幾何光学的回折理論」、コロナ社、ISBN 978-4339008777 (2015年4月1日)。 井上恭:「工学系のための量子光学:量子力学の基礎から量子情報通信まで」、森北出版; POD版、ISBN 978-4627154193 (2015年10月1日)。 谷田貝豊彦:「光学」、朝倉書店、ISBN 978-4254131215(2017年5月31日)。 大津元一:「これからの光学:古典論・量子論・物質との相互作用・新しい光」、朝倉書店、ISBN 978-4254131246(2017年10月10日)。 花村榮一:「量子光学」、岩波書店、(オンデマンド)ISBN 978-4007306846 (2017年10月12日)。 関連項目 光 公立千歳科学技術大学-光科学を研究対象とする大学として開学した 東京工芸大学- 1923年に創立された日本初の写真学校である小西寫眞専門学校(旧制専門学校、現在の単科大学)が母体となっており、伝統的に光学分野に強い。また、光学分野の大手企業と深い関わりがある 光エレクトロニクス 外部リンク 光学(こうがく)とは-コトバンク -月刊誌 - OplusE連載記事、2005年8月号より 光 こうがく こうがく

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レンズ

レンズ(、)とは、 光を屈折させて発散または集束させるための光学素子。本項で詳述する。 上記光学素子と同じ役割をする素子や技術、自然現象など。本稿でも説明する。 写真レンズのこと。複数のレンズを含む機械要素や電子回路などで構成される。 概要 光を屈折させて発散または集束させるための光学素子。通常は、両側面を球面と球面または球面と平面とした透明体である。 「透鏡」とも呼ばれる。 用途によっては、片面または両面を球面ではなくした非球面レンズも利用される。 実用上の多くのレンズは1つの軸(光軸)のまわりに回転対称な面でできていて、以下の説明では主にこの場合を扱う。回転対称でない例として乱視用めがねレンズ(トーリックレンズ)、棒状の半円柱形ルーペなどがある。入射した平行光束を収束させる働きを持つものを凸レンズ、発散させるものを凹レンズという。通常、レンズ中央部は凸レンズでは厚く、凹レンズでは薄い。 素材としてはガラスや、有機ガラスなどの透明なプラスチック類が主に使われる。特に光学機器のレンズには光学ガラスが使われ、特殊な性質が必要とされることも多く蛍石などの特殊材料がある。 顕微鏡として微細な世界とそこに潜む微細な生命を発見させたり、望遠鏡として地球外の世界を見せるなど、レンズは科学の発展(科学史)に大きく関与している。 その他、写真およびその延長である映画、今や写真の技術が不可欠である印刷、その延長である集積回路のフォトマスクなど現代の文明に欠くことのできない物である。 写真撮影用のレンズなど、1セットのモジュールとなっているもの全体をレンズと言うことも多い。眼の水晶体もレンズと呼ばれる。 懐中電灯などの照明器具の灯り(光束)を制御する目的でも多く利用される。 レンズの語源はレンズ豆(ヒラマメ、)である。当初作成されたレンズは凸レンズであり、その形状がレンズ豆に似ていたことからこの名前が付いた。 日本では、眼鏡、拡大鏡、顕微鏡、望遠鏡のように、元来は反射鏡の意だった「鏡」がレンズにも流用された。宝石の意味もある「玉」(鏡筒の前後端のレンズを前玉・後玉等)や、稀に「鏡玉」といった言い回しも使われるが、一般的ではない。 文脈によるが「鏡玉」は、宝物としての鏡と玉という意味のことも多い。 名前の由来 レンズは、レンズマメの形と似ていることから、この名前がついた。 凸レンズ 基本的性質 光は、ガラスなど透明な物質に入るときに屈折し、出るときにも屈折する。回転対称なガラスで軸から離れるほど内側に屈折するように傾けた形状(ふちより中央が厚い形状)にすれば、光が集まるようにすることができる。これを凸レンズ(とつレンズ、)という。 一枚のレンズについては、その回転対称軸を光軸と呼ぶ。以下ではレンズに入射する光束が光軸付近の十分細い領域を通る(近軸近似が成り立つ)とする。光軸に平行な光線は凸レンズを通過したのち一点に集まる。この点を焦点と呼ぶ。レンズに入る前の光線とレンズから出て焦点を通る光線とが交わる点から光軸上に下ろした垂線の足を主点と呼ぶ。主点から焦点までの距離を焦点距離と呼ぶ。また平行光をレンズの前後どちら側から入れるかに対応して二つの焦点が存在することになり、主点も二つ存在する。ただし、焦点距離は前後どちらも等しい。レンズの厚みが無視できる程度に薄いと仮定(薄レンズ近似)した場合、二つの主点は一致する。 凸レンズには主に下記のような性質がある(図1-1)。 光軸に平行な光線は凸レンズを通ったのち焦点を通る 焦点から出た光線は凸レンズを通ったのち光軸に平行な光線となる レンズの節点を通る光は角度を変えずに進む 実像と虚像 物側焦点より遠い物体上の点(物点)から出た光(図1-2)について考えると、 物から軸に平行にレンズに向かう光は、屈折されたあと像側焦点を通る光になる 物側焦点を通ってレンズへ向かう光は、屈折されたあと軸に平行な光になる 結果として物点から出てレンズへ向かう光はレンズの反対側の一点(像点)を通る。軸からの物点の高さと像点の高さとの比は一定となる。像面にスクリーンを置けば物体が逆さまに拡大・縮小された像が投影されることになる。このように物点からの光が像点で交わってできる像を実像と呼ぶ。 物側焦点より近い物体上の点から出た光(図1-3)について考えると、 物体から軸に平行にレンズに向かう光は、屈折されたあと像側焦点を通る光になる 節点を通る光は、レンズを通る前後で角度が変わらない(薄レンズ近似では主点と節点が一致するため、ただ直進する) 結果として、実際には物点から出てレンズへ向かった光をレンズの反対側から見ると、あたかも物点より遠くの一点から出たかのように進む。このように物点からの光が像点で交わらずにできる像を虚像と呼ぶ。虚像は、ルーペのようにレンズを覗き込むことで観察できる。虚像の場合にも軸からの物点の高さと像点の高さとの比は一定となる。実像の場合と違い、光が実際に1点に集まるわけではないので、スクリーンを置いても像を投影することはできない。レンズを覗いて虚像を観察できるのは、目が網膜上に実像を結像させるからである。 レンズの公式 焦点距離fのレンズ(fは凸レンズでは正、凹レンズでは負とする)について、 主点を原点とした光軸方向の座標をs1 (通常は負)、像の光軸方向の座標をs2とすると という関係(レンズの公式)が成り立つ。より広く知られた形の式 は、s1, s2の絶対値をそれぞれa, bとおいた(距離として表した)ものである。 物体が物側焦点より外側にある(つまり|s1| > f)ならば倒立実像がレンズに関し物体と反対側(''s2 > 0)にでき、物側焦点より内側にある(|s1| < f)ならば正立虚像が物体と同じ側(s2 < 0)にできる。像と物の大きさの比(横倍率) mは で表される(mは実像では負、虚像で正である)。 上記レンズの公式の別の表現として、前側焦点と物との座標差をz、後側焦点と像との座標差をz'とおくと以下のニュートン形式の式が成り立つ。 副実像 ルーペ ルーペ(虫眼鏡、)は、凸レンズでできる拡大された虚像を目視観察する道具である。ルーペの倍率は、ルーペ無しで距離Lのところから物体を見たときと、ルーペを通して見たときの虚像の見かけの大きさ(視角)の比であらわす。すなわち、ルーペ無し・有りのときの見込み角度をそれぞれα、βとすると、倍率Mはと定義される。ただし、近軸近似の成り立つ範囲ではM ≈β/αとなる。距離Lとしては、明視距離(慣習的に250 mmとされる)が用いられる。 倍率は物体とレンズと目の位置関係により変化する。レンズの焦点距離f、前側焦点から物体までの距離をx、後側焦点から目までの距離をzとすると、倍率Mは となる。 手持ち式のルーペの場合、主に以下のような使い方がある。 物体をレンズの前側焦点に置く(x = 0)。このときレンズを通した光は平行光になるので、目の位置に関わらず虚像は無限遠にあり倍率は一定で、M = L/fとなる。 目をできるかぎりレンズに近づけ(z = -f)、かつ虚像の見かけの位置が目からL = 250 mmとなるように物体を置く。このときM = (L/f) + 1となる。さらに物体をレンズに近づければ倍率は上がるが、実際は目の焦点があわせられる範囲で制約される。 目を後側焦点に置く(z = 0)。このとき倍率は一定でM = L/fとなり物体の位置によらない。 商品としてのルーペにはM0 = 250/fを倍率として表示している場合と、 M = (250/f) + 1 = M0 + 1を表示している場合、あるいはそのいずれでもない場合(目と物体の間の距離を250 mmとしてレンズをその中間に置いたときの倍率、など)がある。 読書用ルーペなどで片面が平らな平凸レンズをもちいたものでは、倍率は表裏どちらでも同じだが、凸側を物体に向けたほうが非点収差などが小さく、見やすくなる。倍率が大きいルーペ(M0 > 1)で両眼で観察できるほど視野を広くするには非球面レンズが必要となる。 頭に装着して用いるルーペはヘッドルーペと呼ばれ、両手を用いた細かい作業などに用いられる。 凹レンズ 基本的性質 凸レンズと逆に光を発散させるレンズは凹レンズ(おうレンズ、)と言う。レンズの両面の形により、両凹、平凹、凸凹(メニスカス凹)の各種がある。 凹レンズを通る光(図2-1)には主に以下のような性質がある。 軸に平行な光線は凹レンズを通った後、入射側にある軸上の一点(焦点)から出たかのように広がって進む(発散) レンズの後方の焦点に向かう光線は凹レンズを通過した後は軸に平行に進む 節点を通る光線は凸レンズ同様に角度を変えずに進む 凹レンズでできる像は常に正立虚像で、物体と同じ側にある。焦点距離を負の数値であらわす(f < 0)と、凸レンズの場合と同じレンズの公式が成り立つ。 凹凸レンズ おうとつレンズ(英:meniscus lens)は、英語名のまま、メニスカスレンズとも呼ばれる。レンズの片面が凸、もう片面が凹になったレンズで、二つの面の相対的な曲率の違いに応じて中央が周囲より厚い場合は凸レンズとして、逆の場合は凹レンズとして働く。眼鏡の場合は単体で、また光学機器で他のレンズと組み合わせて使用される。 レンズの種類 屈折率により光路を制御するレンズ 回折レンズ-回折を利用したもので、一部の写真レンズの部品として用いられている。 セルフォックレンズ-屈折率分布型の端面が平坦なレンズ。アライメントがし易いためWDM光通信のコンポーネントなどに使われる。アレイ状に並べたセルフォックレンズアレイ(SLA)はプリンタやコピー機の光学系などに使われる。 非球面レンズ-収差を抑える(場合によってはゼロにする)ため、面を真球ではなくしたレンズ。写真レンズや光学式メディアのピックアップ用レンズや眼鏡用として生産されている。 光学レンズと同様な働きをする技術、現象 重力レンズ-天体などの重力による時空の歪みによって、光が曲げられる現象である。これにより、遠方の銀河などの像が歪んだり、2つに分裂したりする。 電子顕微鏡では光の代わりに電子線を用いて試料の拡大像や回折図形を得るが、この電子線を曲げるレンズ(電子レンズ)として電磁石を用いた磁界レンズや静電場を使った静電レンズが用いられる。 放射光などによるX線回折では、回折によってX線を集光するX線レンズが用いられている。X線レンズの材料として金属多層膜などが挙げられる。 光以外の物をレンズのように制御する技術 爆縮レンズ-原子爆弾に用いられる技術 爆薬レンズ 風レンズ-小型の風力発電用風車に用いられる技術 音響レンズ-音波の収束に使用される。ソナーやイルカ等の海洋哺乳類にみられる。 誘電体装荷アンテナ-アンテナの開口部に設置された誘電体により、見かけの開口率を高める。 脚注 参考文献 関連項目 焦点(光学) 焦点距離 実像 虚像 開口数 ザイデル収差 非球面レンズ 可変焦点レンズ フレネルレンズ 対物レンズ バローレンズ レデューサーレンズ 接眼レンズ 写真レンズ 蛍石レンズ 油浸レンズ 外部リンク 光学 光学機器

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情報科学

情報科学(じょうほうかがく、)とは「計算機による情報処理に関連する科学技術の一分野」を指す言葉であり、「計算機科学」や「情報工学」ともいう。または、情報科学()は「情報の機能,構造,転送及び情報システムの管理に関する研究」を指す。 「コンピュータ科学」の類義語として 「情報工学」の類義語として 語感としては、情報工学が情報分野についての工学であるのに対し、情報科学は情報分野についての科学である。「情報工学」という語では「工学」的な分野に重心があるのに対し、「情報科学」ではもっぱらおおまかに「科学」という語が指す範囲となる。しかし実態としては、大学の工学部などで他の学科が「~工学部」という名前であるから工学部のほうは「情報工学科」で、理学部のほうは「情報科学科」となっている、といった程度の使い分けということが多い()。 Information Scienceの訳語として 欧米の「information science」の訳語としての使用である。日本語では情報学とされることも多いようである。この周辺の語では、諸言語間で混乱が起きている。米国の図書館学(図書館情報学も参照)の研究者らが、日本では「情報学」と呼んでいる分野を指して"information science"と呼び始めたため、コンピュータ・サイエンス側では、日本では「情報科学」と呼んでいる分野を"informatics"(インフォマティクスを参照)と呼ぶようになった、というねじれがある。 注 参考文献 関連項目 理工学(science and engineering) -理学、工学 情報技術-情報通信技術 情報学、情報システム学 経営情報学、生物情報科学(バイオインフォマティクス) ソフトウェア工学 学位-博士_(情報科学) 情報科学部、情報学部 理学 工学 計算機科学 情報工学 情報学 科学 自然科学 応用科学 形式科学

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光学機器

光学機器(こうがくきき、、)とは、光の作用や性質を利用した機器の総称である。レンズやミラー、プリズムなどで構成され、光の直進や屈折、反射、干渉などを利用する器械で、視覚に絡んだものや計測機器のようなものが多い。 主な光学機器 望遠鏡(双眼鏡)、顕微鏡、カメラ、内視鏡(ファイバースコープ)、プラネタリウムなどがあげられる。 光学変調素子 光学変調素子とは、光に外部からの信号により光の明滅や偏光、波長等の変調を加える素子である。ケルセルや液晶やPLZTのような強誘電体による音響光学素子や、MEMS技術を応用したGxL素子やファラデー効果による偏光の変調がある。 白熱電球やアーク灯等、光源の種類の限られていた時代に、通信や計測等に使用された。近年では半導体レーザー等の光源の出力を直接変えることによって変調するため、光学変調素子の用途は限られている。 ケルセル 有機溶媒を満たした管の内部に電界をかけることにより、透過する光に明滅を与える。 ファラデー素子 ファラデー素子の周囲に巻かれたコイルに電圧をかけることにより、磁場が変化することにより、入ってきた偏光の角度がねじれる。コイルのインダクタンスにより高速の変調には適さない。 音響光学素子 強誘電性の結晶に電圧をかけることにより、結晶の格子定数が変化し,屈折率が変わる。これにより変調をかける。 光像式照準器 光像を半透明鏡を用いて空間上に浮かび上がらせることによって、あたかも空間上に照準線が存在するかのような視界が得られる。 脚注 関連項目 機械 光学 機械

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カメラ (曖昧さ回避)

カメラ(camera) イタリア語で部屋、チェンバーを意味する。 像を結ぶ光学系(レンズ等)を持ち、画像・映像を撮影する為の装置。 カメラ-写真を撮影する光学機器。写真機とも。 デジタルカメラ-デジタル画像を撮影するカメラ。 ビデオカメラ-ビデオ動画を撮影するための光学機器。 カムコーダ-撮影部・録画部一体型ビデオカメラ。一般的に市販されているビデオカメラはこれ。 映画用カメラ-映画向け動画を撮影するためのビデオカメラ。 監視カメラ-防犯や観測・記録などを目的とする監視用のビデオカメラ。 3次元コンピュータグラフィックスにおける仮想的な視点。 カメラ(雑誌) -日本のカメラ雑誌。 Community Cyberinfrastructure for Advanced Microbial Ecology Research and Analysis (CAMERA) -微生物生態学研究コミュニティにサービス提供する科学団体 イタリア語の語句 en:Camera (disambiguation)

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コンパクトカメラ

コンパクトカメラとは、その名の通りコンパクト(小型)なカメラの総称。フィルムカメラにおいては、一眼レフカメラ・二眼レフカメラに対しビューファインダーカメラの通称として用いられることがある。デジタルカメラにおいては、レンズ交換可能な一眼レフカメラ・ミラーレス一眼カメラ・中判カメラ・大判カメラなどに対して、大きさ如何に係らずレンズ交換が不可能なカメラの総称として用いられることが多い。安価な機種からプロ用の高級機まであり、中にはコンパクトと呼ぶには語弊がありそうな形状を持つものもある。 レンズについて 概ねレンズは、扱いやすく被写界深度が比較的深めの画角(30 - 50mm程)である広角~標準レンズが作りつけになっており、ほとんどのモデルは交換できない。後に多くのモデルがズームレンズを搭載するようになり、画角の範囲も拡大していく。 ピント合わせの種類について 採用されている焦点(ピント)合わせは固定焦点・目視ピント・ゾーンフォーカス・レンジファインダー・オートフォーカスなどに分かれる。 製造コストの観点から、低価格なカメラ(ハーフサイズカメラなど)には固定焦点(パンフォーカス)、ある程度以上の価格のカメラにはレンジファインダーやオートフォーカスが採用される傾向がある。 歴史について 自動撮影の普及 カメラの撮影は、露出(シャッター速度と絞り)、焦点の各要素を適切に操作する必要があり、写真に関して専門知識のない人にはハードルが高いとされ、長年にわたって撮影操作を自動化する工夫が重ねられてきた。 1963年4月に小西六写真工業(のちのコニカ、現コニカミノルタ)が、世界初の自動露出カメラ(AEカメラ)「コニカAutoS」を発売した。シャッター速度と絞りの自動化が実現し、残す自動化対象は焦点操作となった。AEカメラはアメリカで「休日に気軽に持ち出して使えるカメラ」との意味で「vacation camera(ヴァケイション・キャメラ)」と呼ばれ流行した。 1977年11月30日に、同じく小西六写真工業が世界初のオートフォーカスカメラ「コニカC35AF」を発売した。ジャストピントの意味から「ジャスピンコニカ」と愛称を付け宣伝し、女性を含む幅広い層に受け容れられた。その愛称から焦点操作の自動化が注目されがちであるが、自動露出機構を搭載したAEカメラでもあり、AE・AFをともに備えることで世界で初めて自動撮影を実現させたカメラである。 なお、日本のカメラメーカーのうち、ペンタックスとニコンはコンパクトカメラへの参入が他社と比べると遅かった。(ペンタックスは1982年、ニコンは1983年に発売) ズーム競争と多様化 全自動撮影が当たり前になり、1980年代末期になると、コンパクトカメラにズームレンズが搭載されるようになった。当初は1.5~2倍程度の倍率であったが、1990年代後半になると望遠側が150mm、200mmといった焦点距離を持つ機種も発売され各メーカーがしのぎを削り合った。望遠側の倍率を伸ばすこともさながら、広角側も拡張することで倍率を高める機種も出現するなど、多様な機種が市場を沸かせた。 高倍率ズームとは逆に、単焦点や低倍率ズームながらも高品位なレンズを搭載するコニカのビッグミニシリーズや京セラ/ヤシカのTシリーズ、リコーのRシリーズ、フジのTIARAシリーズなども登場するようになる。 APSコンパクトカメラの登場 1996年に登場したAPSカメラはイメージサークルの縮小とフィルム自体の小型化によって、小型モデルを中心に普及が進んだ。中でもキヤノンのIXYシリーズは高品位なステンレスの外装と円をモチーフにしたデザイン、35mmフィルムカメラでは実現出来なかったような小型ボディによってヒットした。IXYのデザインと名称はデジタルカメラにも引き継がれ、これもヒットとなった。デジタルカメラの台頭により、APSコンパクトカメラはAPSフィルムの衰退と共に淘汰されていくこととなる。 デジタルカメラにおけるコンパクトカメラ デジタルカメラにおけるコンパクトカメラの名称はフィルム時代とは異なり、黎明期のレンズ固定式の小型機種でもそれなりの大きさを有していたため、現在でも大きさ如何にかかわらずレンズ固定式のカメラ全般に対し用いられるようになった。レンズ固定式のコンパクトカメラに対して、レンズ交換の可能なカメラは一眼カメラ等の名称で区別される。従って一部の大型のデジタルコンパクトカメラは、小型化が進んだミラーレス一眼カメラなどと体積の面での区分が曖昧になってきている。デジタルカメラにおいては、液晶ファインダーの搭載によって光学ファインダーの必須性は薄れるなどによって、従来のフィルムカメラのような光学面からのコンパクトカメラの区分が難しく、分類基準がレンズの脱着可不可ほどしかないことが理由として挙げられる。 デジタルコンパクトカメラのバリエーションは、フィルムという制約がなくなり、回転式レンズを備えたスイベル式の登場や縦に格納されるレンズ機構など、デザイン上での自由度が増え、フィルム時代にも増して提案されている。また小型モデルにおいては本体の縮小化も一層進み、より手軽に持ち歩く事が可能になった。 高級コンパクトカメラについて 最初期はローライ35シリーズやオリンパスXAシリーズ等に代表されるような、小型ではあるが高品位なレンズを搭載し、マニュアル操作である程度の自由がきき、プロカメラマンのサブカメラとなり得るようなカメラが草分けであった。 1984年に京セラがカール・ツァイスのゾナーを搭載したコンタックスTを発売し高級コンパクトカメラと呼ばれるジャンルを築いた。1990年発売の後継T2は高級コンパクトカメラの代表的機種ともいえ、ジャンルを強固なものとした。T2は他メーカーにも大きな影響を与え追随製品が多数出現した。これらのカメラは 高級レンズを搭載 高品位な外装やメカニズム 全自動カメラが全盛期の時代において絞り優先AE、選択可能な複数の測光方式やマニュアルフォーカスなどを搭載 など、各メーカーの技術の粋を小さな筐体に集約したモデルであり、フィルム時代の全盛期および終焉を飾るにふさわしい機種群である。デジタルカメラにおいてもリコーGRデジタルシリーズやコンタックスTVSデジタルといった高級コンパクトカメラのコンセプトを受け継いだ機種が存在する。 デジタルカメラにおいても、とくに描写性能を重視した製品は以前からあったが、高級コンパクトとして明確に意識されるようになったのは、2005年10月に登場したリコーGR DIGITALや2007年3月にリリースされたシグマDP1の頃からである。高級コンパクトデジカメの明確な定義はないが、概ね次のようなカメラが相当する。 比較的大型のイメージセンサーを搭載(2014年4月時点では概ね1/1.7型以上) 単焦点レンズまたは広角端の開放F値が概ねF2.0程度よりも明るいこと 高品位な外装や機能を搭載 主な高級コンパクトカメラ フィルムカメラ コンタックスTシリーズ、TVSシリーズ-高級コンパクトカメラの開拓者というべきシリーズ。T2からはチタン外装を纏った。TVSシリーズはズームレンズを搭載。TixというAPSの高級コンパクトカメラも存在した。 ライカminiluxシリーズ、CM - miniluxシリーズはT2を追随して企画された。生産は松下電器産業が請け負った。後継ともいえるCMは2003年発売と高級コンパクトカメラでは最後期の製品であったが、2007年に生産が終了した。 ニコン28Ti/35Ti -チタン外装。アナログ指針による撮影情報表示が特徴的。レンズは同社の銀塩コンパクトカメラでは唯一ニッコールの銘がつけられている。 ミノルタTC-1 -発売当時35mmフィルムカメラ世界最小を謳った機種。チタン外装、完全円形絞り等を搭載。搭載されたG-ROKKORはレンズ単体でLマウントにて発売されるほどの性能を誇った。 リコーGRシリーズ- G-ROKKORレンズ同様、GRレンズも単体でLマウントにて発売された。グリップ部以外の本体の大部分はパトローネより薄いという形状をしていた。GR1シリーズのボディは堅牢なマグネシウムダイキャスト。 デジタルカメラ ソニーサイバーショット- DSC-RX1世界初の35mmフルサイズCMOSセンサを搭載したコンパクトデジタルカメラ。 呼称について 1980年代前半までは「バカチョンカメラ」という呼び名が一般において盛んに用いられていたが、当時の世代の人を中心に現在でも稀に呼称することがある。 語源には下記のような説がある。 英語のフール・プルーフの訳語で、「カメラの使い方を知らなくても、絞りやシャッター速度の調整を気にせず使えるカメラ」つまりプログラムEE(当時の呼称。現在のプログラムAE)つきの、「ばかでもちょんでも使えるカメラ」という意味。 英語「vacation camera(ヴァケイション・キャメラ)」の日本語読み。 F値・被写界深度・シャッター速度・ストロボ等の専門知識を要することなく、「バカでも(シャッターを)チョンと押せば撮影できる」の意 1の説について、「『ちょん』が朝鮮人に対する蔑称である『チョン』『チョン公』の事を指している」とされ、「バカチョンカメラ」の呼称は使用が自粛されるようになった(現在「バカチョン」という表現はこの民族差別の理由により日本では「放送禁止用語」となっている。詳述はバカチョンを参照)。しかし、実際の「バカチョン」で使用されている「ちょん」は、つまらない人・取るに足らない人のことを拍子木の音になぞらえた蔑称であり、日本語として古くから使われている。語源的には朝鮮人を蔑む意味は特にない(大辞林第二版用例「ばかだの、ちょんだの」参照)。 なお、デジタルコンパクトカメラのことを「コンデジ」と略称することがある。 関連項目 レンジファインダーカメラ アルカリマンガン乾電池 インスタマチック フラッシュマチック 110フィルム(110カメラ) APSフィルム レンズ付きフィルム カメラ 写真

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光物性

光物性(ひかりぶっせい、英語:optical physics)は物理学の研究分野の1つで、電磁波と物質との相互作用について扱う学問である。 概要 電磁波が物質に入射した際に生じる物理現象を対象とし、物質中の原子・分子や電子の集団と電磁波との相互作用をミクロな観点から取り扱う。研究対象としては、相互作用によって生じる物質の変化(光学的性質)や、電磁波の振る舞いなどである。 波動光学が電磁波の波動性および物質との相互作用を扱い、量子光学が電磁波の量子力学的な振る舞いおよび物質との相互作用を扱う基礎物理分野であるのに対して、光物性はそれらの応用物理として特に電磁波と物質の相互作用について研究する分野である。 また別の見方をすれば、物性物理学が物質のさまざまな性質を研究する分野であるのに対して、光物性は特に電磁波を入射した際の物性および電磁波の変化について研究する分野である。 つまり、波動光学や量子光学(あるいはそれらを含む光学)よりも物性寄りで、物性物理学の中でも電磁波によるものを扱うという点で、両者の中間領域と言える。そのため、これらの領域の境界はしばしば不明瞭である。 必要となる物理分野・基礎知識 電磁気学 量子力学 熱力学、統計力学 光学(幾何光学、波動光学、量子光学) レーザー 周辺領域 物性物理学 量子光学 主に扱われる物理現象 反射・透過、屈折、散乱 遷移-光吸収、発光(自然放出・誘導放出) 励起状態 電子励起-バンド間遷移、励起子、励起子ポラリトン 振動励起-フォノン、フォノンポラリトン 回転遷移 非線形光学(非線形物理学) 参考文献 関連項目 光学 物性物理学 物理学 物性物理学

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映画用カメラ

映画用カメラ(えいがようカメラ)とは、フィルム上に映像を連続して露光し、動画を撮影するための装置である。その大枠の定義のなかでも、映画を撮るためのカメラを、撮影機(さつえいき)という。その機構は、レンズ、、からなり、現在ではフィルム走行の原動力には電動モーターを用いるが、初期からあるいは現代に至る一部小型映画用の撮影機には手回し、あるいは時計仕掛けのモータードライヴを用いている(フィルモ、クラスノゴルスク、ロモキノ等)。 フィルム上への記録の基本原理は、1820年代にフランスで開発されたスチル写真の原理に負うことが大であり、19世紀末以来ほとんど変わっていない。 モーション(動き)の記録に成功した最初期の2つのカメラは、トーマス・エジソンのキネトグラフ(キネトスコープ)とリュミエール兄弟のシネマトグラフであった。両者とも光を遮断し映画用フィルムを収容するカメラ本体を採用していた。 基本原理 フィルムは、レンズのついたアパーチャーを通過し、レンズによってごくわずかの時間に露光されることによって、レンズの前にある映像を記録する。 映写されると動いているかのような錯覚を十分与えうる映像を記録するには、フィルムに連続的に露光する必要がある。 連続的に送られているフィルムは、回転式のシャッターが開いている間はアパーチャーの前で止められ、露光される。シャッターが閉じられるとフィルムは次のコマに送られ、露光する。これらの間欠的な動作を繰り返すことによって連続的な映像を記録することができる。フィルムは一定のスピードで、そしてアパーチャー内ではずれることなく露光される必要がある。これを実現するためには、アパーチャーの背後で露光に十分なあいだフィルムを止め、一定だが間欠的な速度でフィルムを動かすことができるスプロケット・ホイールなどの仕組みを使ってフィルムを安定させる高度に精密なメカニズムが必要である。 初期映画には、露光の時にフィルムを安定させるメカニズムが不完全であったために、ぎくしゃくした質感が時々あった。1920年代には初期の木製カメラから金属製カメラに移行したときに、動く部品がより正確に作られ固定されるようになったために、純粋に機械的な多くの問題は解決され始めた。20世紀は、古いものはどんどん改善され小型化される世紀だったのである。 歴史 最初の映画カメラを作った人物に関しては複数の説がある。1888年、ルイ・ル・プランスによって原型が設計され、イングランドの国立メディア博物館に展示されている。ル・プランスは紙テープとと、あるいはブレア&イーストマン( Blair & Eastman )の1 3/4インチ幅のセルロイド・フィルム(可燃フィルム)を使用した。 他の先駆者として、イングランドのブリストルのがいた。1888年-89年、彼はA. Légéを建て、紙のフィルムに代わり彼のカメラでパーフォレーションのフィルムを供給した。 は、エチエンヌ=ジュール・マレイが製造した撹拌装置を1893年に採用した。フィルムの幅は60mmだった。 リュミエール兄弟のカメラは、原型がリュミエール工場の主任メカニックのシャルル・モワソンによるもので、1894年リヨンでつくられた。35mm幅の短い紙製のフィルムを使用した。1895年、リュミエールはセルロイド製のフィルムをニューヨークセルロイド製造会社から購入、これに感光乳剤を塗布して溝とパーフォレーションをつけた。陽画を使用する方法は知られていなかった。 最初の全金属製映画カメラはベル&ハウエルが、1911-12年に発売したスタンダード・シネマトグラフである。 今日、もっとも普及した35mmカメラはアリフレックス、ムービーカム(いずれもアーノルド&リヒターグループ)とパナビジョンの機種である。高速度撮影においてはフォトソニック( PhotoSonic )が使用される。 現代の映画用カメラ サウンドの同時録音を可能にするため、防音仕切りのなかに収められたゼンマイ式のモーターを依然として用いる大変小さなカメラもあるにはあるが、実質上今ではすべてのカメラは、動力源として電動モーターを用いている。 また現在では、カメラ本体は、軽量化され手持ち可能になり、ブームの型枠あるいはその他のコントロール可能な機械上で使用できる。その上今では、さまざまな撮影そしてさまざまな予算に適した、多くのフィルム規格が存在している。 現在のほとんどのプロ用カメラは、レンズ付きのカメラ本体(ボディ)、そして独立し分離可能な部品であるビューファインダー、マガジン(ここにフィルムを収容する)の3つから主に成立している。特にこの本体が軽量化されたために、多様なシチュエーションで映画を撮影できるようになり、映画の美学史に深い影響を与えた。1960年代のヌーヴェル・ヴァーグの監督およびシネマ・ヴェリテやダイレクト・シネマのドキュメンタリー映画製作者たちは、手持ち撮影技術をより頻繁に、そして幅広い目的のために用いることによって、進化し続ける技術を自分たちの映画に活用した。 現在はコンピュータグラフィックスや画像合成、さらに編集など映画製作プロセスの大半がデジタル化されており、撮影においても業務用ビデオカメラの高画質化に伴い、それらを用いたデジタル撮影が増えている。(ただ、資金面で余裕のあるハリウッドメージャーの場合、映画や大型テレビドラマは未だ35mmフィルム撮影の方が圧倒的に主流である。)デジタルシネマ構想の推進者であるジョージ・ルーカスが2002年公開の『スター・ウォーズエピソード2/クローンの攻撃』にて、最初にHD24Pによる完全デジタル撮影を行っており、撮影した映像を即座に(デジタル回線でデータ転送すれば遠隔地でも)確認できる、フィルムの現像やデジタルスキャンの手間が省かれる、フィルム長による連続撮影時間の制限が解消される、などの利点がある。 ドイツのアーノルド&リヒターやアメリカのパナビジョン、レッド・デジタル・シネマカメラ・カンパニー、日本のソニーが代表的な映画用カメラメーカーである。 脚注 関連項目 ハイスピードカメラ デジタル映画カメラ アーノルド&リヒター ボレックス カール・ツアイス 外部リンク アーノルド&リヒター(ARRI) official website 映画 映像機器メーカー カメラ

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レンジファインダーカメラ

レンジファインダーカメラとは、光学視差式距離計が組み込まれており、距離測定に連動して撮影用レンズの焦点を合わせられるカメラのことである。 構造 レンズの繰り出し量などを測定することで合焦装置と光学距離計を連動させ、スプリットイメージや二重像の重ね合わせによりピント合わせを行う。一眼レフカメラよりコンパクトでありながらきちんとピント合わせができるため、未だに愛用者が多い。一部オートフォーカスカメラでもこの機構を自動化したものがある。 特徴 利点としては本体を一眼レフカメラよりコンパクトにできること、一眼レフカメラのようなミラーボックスを持たないのでフィルム面直前にまで後玉が突き出したような設計のレンズも製造可能でレンズ設計の自由度が高いことが挙げられる。またミラーが存在しないのでシャッター時のショックや音が小さい傾向にあるため、カメラぶれを軽減することができる。 欠点としては撮影レンズとファインダーの光学系が分かれているため、撮影範囲を確認するにはレンズの焦点距離に見合ったビューファインダーを用意する必要があること、パララックスを完全には補正できないこと、撮影用レンズとファインダーのどちらかの調整が狂っても気付きにくく素早く対応できないこと、またピント合わせ方式の都合上最短撮影距離がある程度長くなることの他、レンズキャップを付けたままシャッターを切るミスに気づきにくい。接写用アタッチメントを用意することで近接撮影を可能にしたレンズも存在するが、超近接撮影に関してはレンジファインダーカメラでは対応できない。 後には複数の枠(フレーム)がファインダーに内蔵されるようになったが、枠が内蔵されていない焦点距離については外付けファインダーが必要になり、またその場合は距離計とファインダーが別になってしまうので迅速な撮影が不可能になる。 また距離計の基線長がカメラの大きさによって制限されるため、望遠レンズ装着時のピント精度に限界が生じる。一部メーカーではレンズとカメラの間に後付け装着して一眼レフカメラ化するアタッチメント(レフボックス)を用意しており、これを使用することにより望遠レンズでの確実なピント合わせが可能になるが、この場合利点であったコンパクトさは全く失われ、元々一眼レフカメラである製品と比較して自動化も限界がある。 一方標準~広角レンズにおいては、一眼レフカメラの測距精度が焦点距離の長さに左右されるのに対し、どのようなレンズをつけてもピント精度とは無関係のレンジファインダーカメラの方が光学的にはピント精度が高くなるために有利であるものの、レンジファインダーカメラは距離計との機械的連結が必要となり、その機械的精度を考慮すると一眼レフカメラに対する絶対的優位性は打ち消されるとの考え方もある。 またレンズのフォーカシングと連動しない単体距離計を内蔵しただけのカメラは、通常レンジファインダーカメラに含まれない。 ファインダーと距離計の方式 主に小型(35mm)カメラにおける方式の様々について述べる。他にもスプリングカメラ等で本体とレンズボード間の機械的連結を必要としないドレーカイル式など様々な方式がある。 連動と非連動 この記事では連動式を前提としているが、古いカメラなど距離計を内蔵しているだけで、フォーカシングが非連動のものもある。レンズ交換式で連動の場合、レンズによりフォーカシングと繰出し量の対応が変わるので、何らかの工夫が必要である。 二眼式と一眼式 一眼レフカメラ及び二眼レフカメラとは無関係である。測距機構のファインダー(レンジファインダー)とフレーミング用の(ビュー)ファインダーが、別になっていて外見上ファインダー接眼部が2個ある(並んでいるものがほとんど)ものを二眼式、兼用になっていてフレーミング用のファインダーの中に測距機構のための像が一緒に見える「距離計内蔵式ビューファインダー」になっているものを一眼式と言う。 二眼式 フレーミング用のファインダーと測距用のレンジファインダーに対し、それぞれ専用の接眼窓がある。古いタイプのレンジファインダーカメラはもっぱらこちらで、代表的なライカの場合、ライカI~ライカIIIのいわゆるバルナック型ライカはこちらである(M型で一眼式になった)。 フレーミング用のビューファインダーと測距用のレンジファインダーの倍率をそれぞれ異なったものにできるため、レンジファインダー側の倍率を上げて高い測距精度を実現できるといった利点もあるが、フォーカシングとフレーミングでファインダーを覗き分けねばならないという不便のため1960年代以降は一眼式となった。 一眼式 フレーミング用のビューファインダーの中に測距用のレンジファインダーが組み込まれており、測距とフレーミングが同時にでき、すばやく撮影できる。コンタックスII型を嚆矢とし、以来高級機・普及機を問わず今日まで広く普及した。ライカは1954年発表のライカM3以降のM型でこちらになった。 通常ファインダーの倍率は最大1倍であるため、視野の倍率を上げて測距精度を上げる(有効基線長を実基線長より伸ばす。レンジファインダー#基線長を参照のこと)ことができないという欠点がある。 フレーミング用のファインダーの中央部に、距離計二重像が見えるのが一般的だが、アグファ・カラート36のようにファインダー全体が距離計になっているものや、コダック・メダリストのようにファインダー下方に二重像があるものも存在する。 虚像式と実像式 一眼式レンジファインダーにおいては、ファインダー内の二重像部分の方式について、虚像式と実像式に分けられる。ビームスプリッターと同様な光学系(スプリッターとは逆向きに、スプリット(分離)するのではなく合成する方向で使う)を利用する点は共通である。 虚像式 二重像の部分のために、通常の(虚像式)ファインダーと同様の虚像式の光学系(の被写体側)を、単純にもう一系統用意したものである。単純なため、部品数が少なくコストが抑えられ、調整も簡単で済む。光学的な原理上、二重像の縁を綺麗に切り出すことができないため、その境界がはっきりしない。しかし通常の使用には問題がなく、多くのカメラがこの方式を採用している。 実像式 いったん空中に実像を結ばせ、それを観察するという方式のファインダーである「実像式ファインダー」と同様の方式で、二重像の部分の像を作る方式である。虚像式と比較して複雑となりコストがかかるが、実像面でマスクを掛けることで、境界がはっきりした像が得られることを利用して上下像合致式距離計(写真用ではない、専用測定器の距離計には多い方式である)のごとく使うことも可能で、より正確に測距可能であるとされるが、虚像式に慣れた人は苦手と感じることもある。通常、周辺部分の像は虚像式である。 周辺部も中央部も実像式として二重像式ではなく合致像式としたカメラも稀ではあるが、「ヴェラ」のように存在してはいる。 レンズ交換と連動 同じ距離にフォーカスを合わせる場合でもレンズの焦点距離が異なるとレンズの繰り出し量が変わるため、連動式でレンズ交換式のレンジファインダーカメラでは、レンズ交換機構と同時に、レンズの繰出し量をそのレンズの焦点距離に応じて距離計の動きに読み替える機構が必要である。 ライカの場合、マウント内側に移動する鏡筒の一部が露出しており、その後端面がカムになっている。本体側からは距離計機構からレバーが伸びていてそのレバーの先端にあるコロで鏡筒後端のカム面をなぞる。 コンタックスの場合、標準レンズは本体側のヘリコイドを使う。他種の交換レンズはレンズ側にヘリコイドを持ち、本体側とは距離環の角度により情報を伝え距離計機構が連動する。 代表的な機種 135フィルムを使用するカメラ 戦前~1950年代前半まで、ライカ判を使用するレンジファインダーカメラを代表する機種といえばライカ(Lマウントライカ、現在はM型に対してバルナック型ライカといった通称でも呼ばれている)であった。小型軽量で機動性に富み、故障が少なかった。 当時のライカは、ドイツ国内に「コンタックス」というライバルが存在した。特に後のM型ライカ(1954年、M3を発表)の特長点のうち、コンタックスが先行していたものを挙げると、バヨネットマウントは1932年発売のコンタックスI型、距離計一体型ファインダーと一軸不回転式シャッターダイヤルは1936年発売のコンタックスII型ですでに実現している。しかしそのために、当時は高額商品であった小型精密カメラの中でも、ライカよりさらに高額なカメラであった。そもそも小型カメラばかりでなく、メーカーのツァイス・イコンは1930年代当時ドイツ最大の光学機器メーカーのカール・ツァイスのカメラ部門であり、ライカを製造していたエルンスト・ライツ(現ライカ)とは、開発競争や販売合戦を繰り広げていた仲であった。極論すればドイツの戦前のライカ判高級カメラはライカとコンタックスの2機種であり、日本のメーカーも大きな影響を受けた。 Lマウントライカは多数のコピー機が作られ、コピーライカと呼ばれた。コピーに当たって一番問題になったのは「距離計の2つの窓の間にファインダーを入れる」というライカが持っていた特許だったが、精機光学(現キヤノン)は飛び出し式ファインダー、昭和光学精機(レオタックス)は基線長が短くなるのを覚悟で距離計の外側にファインダーを持って来てライツの特許を回避した。また第二次世界大戦中ドイツからの輸入が止まり軍用カメラの必要性から各国で軍部が「特許を無視して製造せよ」と命じてアメリカのカードン、日本のニッポンカメラが作られた。戦後はドイツの特許が無効化されキヤノン、ニッカカメラ(後のヤシカ)、レオタックスカメラ、イギリスのリード&シギリスト(リード)などがこぞってライカを模倣し、互換機ないしはデッドコピーを作り続けて技術を磨き、さらには改良した機種を作り始めた。なお、こういったコピー機のブランド刻印等を削り取ってライカの刻印を偽装した偽物はフェイクライカと呼ばれている。 第二次世界大戦の終結は新たな形の戦争である東西冷戦の幕開けでもあった。東西に分割されたドイツは離散家族など多くの悲劇を見ることとなったが、その拠点が両ドイツに分散してしまったツァイス・イコン他の企業の運命もそのひとつに数えられ、カメラは軍事面との繋がりもあることなどから東ドイツのカメラについての情報は従来不十分であったが、リヒャルト・フンメルらの『東ドイツカメラの全貌』にドレスデンと一眼レフカメラを中心として詳細が述べられている。 一方で西ドイツの復興と軌を一にして復活したライツだが、日本メーカー等各社が独自の改良を続けて利便性を高める中、ライカは「伝統と信頼性は高いものの時代遅れなカメラ」になりかけていた。1954年のフォトキナで、ライツは設計のほとんどを刷新し、バヨネットマウント、装着レンズに応じて枠を自動で切り替える実像式距離計一体型ブライトフレームファインダー、一軸不回転等間隔シャッターダイヤル、等といったスペックのライカM3を発表した。 旧型ライカを至上として「追いつけ追い越せ」であった日本のカメラメーカー各社にとって、この新型ライカは衝撃であり、日本光学はその後の「ニコンSP」以降レンジファインダー機の大幅な改良は止め、一眼レフの「ニコンF」へと進んだ。ミノルタのM型ライカ対抗機「ミノルタスカイ」は生産されず「幻のカメラ」となり、同社もやはり一眼レフに進んだ。キヤノンは1959年の一眼レフ「フレックス」の後もしばらくレンジファインダー機の改良型を出し続けたが、1965年の「7S」が最後となった。 そのようにして高価格帯レンズ交換式35mmカメラの主流は一眼レフに移ったため、M型ライカはほぼ唯一の高級レンズ交換式レンジファインダーカメラとしてその後も改良を続け、主なモデルとしてはM4~M7まで進んだ後、M8でディジタルカメラとなった。他に小型化と一部電子化を図ったモデルとして、ミノルタとの提携によるライツミノルタCL(1973年)とミノルタCLE(1981年)があったが、直接の後続は無かった。 低価格帯のレンズ固定式のカメラでは、その後も下位モデルはビューファインダー・上位モデルは虚像式レンジファインダーというようにしてレンジファインダーモデルが存続したが、「ピッカリコニカ」(1975年)に始まる1970年代後半からのストロボ内蔵とほぼ入れ替わりにレンジファインダーモデルが消え始め、続く「ジャスピンコニカ」(1977年)や「キヤノンオートボーイ」(1979年)に代表されるオートフォーカス化によりレンジファインダーモデルはほぼ消滅した。 しかし皆無というわけでもなく、初代オリンパスXA(1978年)、Agfa Optima 1535 Sensor、京セラの初代コンタックスT(1984年、1990年のT2はオートフォーカス)といったレンジファインダー機があった。コンタックスT2からその後1990年代のいわゆる「高級コンパクト機」というジャンルが広がったが、それらはいずれもオートフォーカス機であった。 1990年代にちょっとしたクラシックカメラブームがあり、その波に乗って2000年前後にいくつかのレンズ交換式カメラが現れた。京セラのコンタックスG(1994年)はオートフォーカスレンジファインダーと銘打ったが、撮影者が目視して使える距離計は備えていない。コニカの高級機「ヘキサー」のレンズ交換式上位モデルである「ヘキサーRF」(1999年)、コシナのフォクトレンダーブランドの「ベッサ」シリーズ(1999年~、コシナ・フォクトレンダーのカメラ製品一覧を参照)、「安原一式」(1999年)などがまず挙げられる。続いてニコンが、ニコンS3を2000年、ニコンSPを2005年に、ともに限定品として復刻販売した。2005年にはコシナのツァイスブランドで「ツァイス・イコン」が発売された(ツァイス・イコン#新生ツァイスイコン)。コシナ「ツァイス・イコン」にはボディ左右端の形状に、前述のミノルタCLE及びミノルタの高級コンパクト機TC-1の影響がある。以上に挙げた機種は、コシナベッサのマニュアル機械式シャッター機であるR2M・R3M・R4Mの各機(モデルはファインダー倍率の違い)の2015年9月を最後に、全て生産終了している。 120/220フィルムを使用するカメラ 中判カメラでは、戦前からツァイス・イコンの「スーパーイコンタ」、フォクトレンダーの「スーパーベッサ」、プラウベルの「プラウベルマキナ」などが著名で、主に上位機種に搭載された。なお、これらの製品もライカ判カメラと同様に各国でコピー・模倣機が製造され、日本でも六桜社(コニカを経て現コニカミノルタホールディングス)の「セミパール」、千代田光学(ミノルタを経て現コニカミノルタホールディングス)のオートセミミノルタ、マミヤ光機(現マミヤ・オーピー)のマミヤ6など、数多くの製品が作られた。 ただし蛇腹を用いたフォールディングカメラが多い120フィルム使用カメラは構造上レンジファインダーをレンズに正確に連動させることが難しく、連動レンジファインダーの装備は一部上位機種にとどまり、単体距離計を内蔵しただけのカメラも多かった。 戦後になって二眼レフカメラを除く120フィルムを使用するカメラが高級機・プロ用機に限定されていくと、蛇腹カメラが通常の固定鏡胴のカメラに置き換わっていき連動機構の制約がなくなった。135フィルムと比較して重厚長大になりやすい120フィルムの分野では小型軽量化しやすいレンジファインダー式は有利であり、オートフォーカスが実用化されても長らくその必要性が薄いとされてきた経緯から、比較的遅い時期まで一般的であり続けた。戦後の日本の代表製品としてはマミヤプレス、ニューマミヤ6、フジカG690、トプコンホースマンプレス、プラウベルマキナ67シリーズ、ブロニカRF645等が挙げられる。 シートフィルムを使用するカメラ リンホフ・スーパーテヒニカシリーズやグラフレックス・スピードグラフィックシリーズ、ホースマン45Hシリーズなど蛇腹プレスカメラでも連動距離計を装備するものがある。これらはピントグラスによる測距やアオリ撮影対応など、フィールドカメラとレンジファインダーカメラの両方の性格を持ったカメラといえる。 スピードグラフィックシリーズは1950年代頃以降レンジファインダーに照明を組み込み、被写体に照射することで完全な暗闇でもピント合わせができる機構を持っている。 レンジファインダー式デジタルカメラ 2004年にエプソンから世界初のレンジファインダー式デジタルカメラ「R-D1」が発売された。同機のシリーズは2014年のR-D1xG生産終了まで続いた。 また、ライカMシリーズがM7を最後のフィルムモデルとし、2006年のM8以降、レンジファインダー式デジタルカメラとして、M9、2013年の「ライカM」とシリーズを続けている。 注釈 関連項目 一眼レフカメラ ミラーレス一眼カメラ-ミラーボックスを持たない点で共通している。 ツァイス・イコン イコンタ コンタックス ライカ フォクトレンダー ライカマウントレンズの一覧 カメラ

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物理光学

物理光学(ぶつりこうがく)または波動光学(はどうこうがく)は、物理学において光学の一分野であり、干渉・回折・偏光など幾何光学による光線近似が適用できない現象を扱う。量子ノイズや光通信などコヒーレンス理論の範疇とされる現象は含まないことが多い。 物理光学での近似 物理光学という名称は、光学・電気工学・応用物理学で一般的に使われる高周波近似(en、短波長近似と同等)を指すこともある。その場合、光の波動性を無視した幾何光学と、完全に波動として記述する厳密な理論である電磁気学との中間的手法である。「物理」と冠されているのは、幾何あるいは光線光学よりは物理学的であるからであって、完璧に物理学的な理論であるからではない。 この近似では、まず光線を用いてある面での電磁場を見積り、それからその電磁場をその面全体にわたって積分することで透過または散乱された電磁場を計算する(光学においては通常、レンズ・鏡・絞りなどの面で積分する)。これは量子力学における問題を摂動として扱うボルン近似と同様の方法である。 この近似は、光学において回折の効果を概算する一般的な方法である。 電波工学では、反射鏡アンテナやレーダー散乱等に現れる光学現象とよく似た現象を概算するのに用いられる。 この分野において物理光学近似は、電波が入射した物体の構成物質に似た物質の接平面に現れるであろう電流を、波面上の各点(幾何学的に照らされる部分など)での散乱体上の電流と見なすことを意味する。影になる部分での電流は零と見なされる。それらの電流を積分して近似散乱場が得られる。これは大きくて滑らかな凸形状の物体や反射率の低い面に対して有効である。 反射・干渉・回折・偏光を大体正しく記述するものの、光学境界から離れた領域での場は比較的不正確であり、回折の偏光への依存は記述できない。高周波近似であるため、光学よりも電波の領域においてより正確である場合が多い。 回折とクリーピング波(en)を考慮して補正しない場合、面の縁付近や影との境界では光線光学による電磁場や電流は通常不正確である。 似た手法として幾何光学的回折理論が挙げられる。既述した物理光学近似の短所のいくつかは幾何光学的回折理論を用いることで回避することができる。 しかし逆に、幾何光学的回折理論の短所を物理光学近似により回避できる場合もあるので、適切に使い分けることでよい解析ができる。 出典 "A Double-Edge-Diffraction Gaussian-Series Method for Efficient Physical Optics Analysis of Dual-Shaped-Reflector Antennas", Antennas and Propagation, August 2005, p. 2597 "The physical optics method in electromagnetic scattering" J. S. Asvestas, Journal of Mathematical Physics, February 1980, Volume 21, Issue 2, pp. 290-299 関連項目 回折 干渉(物理学) 偏光 電磁場解析 光学 電磁気学

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1画素カメラ

1画素カメラ(1がそかめら)または単画素カメラ()とは1個の受光素子で撮像するカメラ。 概要 1画素カメラという語彙自体は近年使用されるようになったが、概念は古くから存在した。 1920年代に開発されたニプコー円板で走査する機械式テレビカメラや気象衛星ひまわり1~5号で使用された初期の赤外線カメラのように二次元の撮像素子を製造する事が困難だった時期に機械的な走査機構が用いられた。サイドワインダーミサイルのような初期の赤外線誘導ミサイルの追尾装置や共焦点顕微鏡も一種の1画素カメラであるといえる。実用的な二次元撮像素子の入手が容易になってからは一部を除き、廃れたが、近年では従来とは原理の異なるデジタルミラーデバイス等を使用する圧縮センシング技術を適用して開発が進められる。 長所 画素のばらつきがない 撮像素子の製造技術が低くても製造できる。 撮像素子が低コスト 短所 動画の撮影が困難 機械的な走査機構が必要 脚注 文献 Baraniuk, Richard G. "Compressive sensing (lecture notes)." IEEE signal processing magazine 24.4 (2007): 118-121. Duarte, Marco F., et al. "Single-pixel imaging via compressive sampling." IEEE signal processing magazine 25.2 (2008): 83-91. Heidari, Abdorreza, and Daryoosh Saeedkia. "A 2D camera design with a single-pixel detector." Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 2009. IRMMW-THz 2009. 34th International Conference on. IEEE, 2009. Magalhães, Filipe, et al. "Active illumination single-pixel camera based on compressive sensing." Applied optics 50.4 (2011): 405-414. Chen, Tao, et al. "Imaging system of single pixel camera based on compressed sensing." Guangxue Jingmi Gongcheng(Optics and Precision Engineering) 20.11 (2012): 2523-2530. Noor, Imama, and Eddie L. Jacobs. "Adaptive compressive sensing algorithm for video acquisition using a single-pixel camera." Journal of Electronic Imaging 22.2 (2013): 021013-021013. 早崎芳夫,ファムドゥククアン. "安定化モードロックフェムト秒レーザーにより生成されたラジオ波コムと単一画素カメラを用いた物体形状測定(レーザー学会創立40周年記念)--(「イメージング技術の最近のトピックス」特集号)."レーザー研究= The review of laser engineering:レーザー学会誌41.12 (2013): 1017-1021. 苫米地大, et al. "圧縮センシングに基づく画像の自己相関性を利用したカラー画像の再構成."電子情報通信学会論文誌D 97.9 (2014): 1456-1458. 宵憲治, et al. "多数のセンサーによる時空間センシングデータの効率的な集約送信技術."マルチメディア,分散協調とモバイルシンポジウム2014論文集2014 (2014): 903-913. 特許 関連項目 超解像技術 VReveal モグモ超解像 ベイズ推定 スパースモデリング 圧縮センシング 外部リンク カメラ 光学

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写真フィルム

写真フィルム(しゃしんフィルム)とは、写真撮影(映画も含む)において、カメラによって得られた映像を記録する感光材料であり、現像することにより記録媒体となるフィルムのこと。かつては、家庭用カメラの感光材料として広く普及し、単に「フィルム」または「フイルム」と呼ばれた。 概説 写真フィルムは、写真や映画などの映像を、感光剤の化学反応を利用して記録するメディアである。カメラ等を使用して、フィルムを実像に露出して感光させ、潜像を生成した後、現像・定着・焼き付けといったプロセスを経て「写真」を得ることができる。 一般的な銀塩写真のフィルムは、透明なフィルムのベース(支持体)に、「ゼラチン」と呼ばれる、銀塩を含む感光乳剤が塗布されている。ネガフィルムは焼き付けによってネガポジを反転することにより、ポジ像(元の映像を表現する写真)が得られる。ポジフィルム(リバーサルフィルム)は、リバーサル現像(反転現像)によってポジ像が得られるため、そのまま鑑賞できる。 銀塩方式の写真はカビなどによる劣化には注意する必要がある。また、警察の鑑識において使用するカメラは、かつては証拠能力の問題からフィルム式であったが、その後、ライトワンスのメモリーカードが開発され、デジタル化が進んでいる。 歴史 写真フィルムは、写真乾板から発展した感光材料である。脆いガラス製乾板に対し、取り扱いが容易で、保存性・即用性に優れ、かつ量産しやすい写真フィルムの発明は、写真の普及の原動力となった。ガラスでは不可能なロールフィルムの実現もフィルム化と同時であり、それは映画の発明へとつながっていった。 初期の写真フィルムは、ベース素材にセルロイドを使用した「ナイトレート・フィルム」が使用されていた。ニトロセルロースは燃えやすい特性をもっており、時に火災の原因となった。そのため映画館や写真館の火災保険が高価であった程で、危険物第5類に指定されていた。1950年代以降は燃えにくいアセテート・セルロースをベースとしたセーフティー・フィルムが発売され置き換わったが、セーフティー・フィルムは高温多湿下の環境において加水分解し、分解された酢酸がさらに劣化を早めることが問題(ビネガーシンドローム)となり、1990年代頃からポリエステル製に置換されていった。 1990年代後半は出荷本数が4億本を超え、1997年(平成9年)9月1日から1998年(平成10年)8月31日の統計ではロールフィルムにおいて日本国内で最多の約4億8283万本を出荷し、日本各地の写真用品店・スーパーマーケットなどに「スピード写真」「0~10円プリント」などと謳った全自動カラー現像・プリント装置が設置されていたが、その後はデジタルカメラの普及で売り上げが激減しており、全盛期の10年後である2008年(平成20年)には10分の1近くの約5583万本にまで落ち込んだ。これにより、企業のフィルム事業からの撤退や、ラインナップの縮小が進んでいる。 分類 用途別 モノクロフィルム 黒と白の濃淡(モノクロ)で表現するフィルム。現在でもよく使われ、カラーフィルムの現像プロセスで現像するモノクロフィルムも市販されている。かつてはネガフィルムだけでなくリバーサルフィルム(ポジフィルム)も製造されていた(8ミリ映画用モノクロフィルムは大半がリバーサルだった)。現在は一部の現像液を用いて反転現像処理をすることでポジが得られる。 コピー用フィルム 文献等の複写を行なうときに使うフィルム。コントラストが強く、高解像度。一般的なマイクロフィルムはここに含まれる(マイクロフィルムは古くはモノクロ・文献用のみだったが、現在ではカラーの階調画像を記録するものもある)。 カラーフィルム リバーサルフィルム 被写体の色がそのまま再現されるフィルム。ポジフィルムともいう。透過原稿用・スライド映写機での鑑賞用に使われる。また8ミリ映画用カラーフィルムの大半はリバーサルだった。 ネガフィルム 被写体の色や濃度が反転するフィルム。映画用やプリント用などに一般に広く利用されている。ネガと略称することもある。 インスタントフィルム 撮影後、特別の現像作業を必要とせず写真が完成するフィルムまたは印画紙。数十秒から10分程度で可視像が得られることからインスタント(即席)と呼ばれる。 感色性別 主にモノクロフィルム。 レギュラー・クロマチック 青紫-青色光の波長にのみ感光するフィルム。主に製版用フィルム。 オルソ・クロマチック 青紫-黄色光の波長にのみ感光するフィルム。かつてはポートレート用に盛んに使用された。コダックのヴェリクロームが代表的なフィルムである。 パン・クロマチック 全整色性フィルム、青紫-赤色光の可視光線全域の波長に感光するフィルム。現在のモノクロフィルムはほとんどがこのタイプである。 スーパーパン・クロマチック 可視光線全域の波長、さらには一部の赤外線領域にまで感光するフィルム。 赤外線フィルム 赤外域に感度をもつモノクロフィルムとカラーリバーサルフィルム(両方ともコダックから発売)。科学記録や不可視環境撮影(夜間監視など)で使用される。肉眼(可視光)と異なる独特の画像が得られるので、芸術目的の風景写真などにも使われる。詳細は赤外線フィルムを参照。 放射線用フィルム 放射線によって感光するフィルム。主に医療や産業で利用。広義にはエックス線用フィルムもここに含まれるが、通常はガンマ線を使った撮影に使用されるフィルムを言う。そのほか、電離放射線を検出する感光材料という意味では、核物理学や天文学の分野では原子核乾板と呼ばれる写真乾板がなお主流である。 エックス線用フィルム 医療用に用いられるエックス線フィルムは、X線を吸収して蛍光を放つ増感紙(スクリーン)と組み合わせて使用されるスクリーンタイプが一般的であった。患者を通過したエックス線は増感紙を発光させ、フィルムは増感紙の蛍光により感光する。フィルムの分光感度特性は増感紙の発する蛍光に対応しており、レギュラータイプの増感紙にはレギュラー・クロマチックタイプの乳剤を使用したフィルム、オルソタイプの増感紙にはオルソ・クロマチックタイプの乳剤を使用したフィルムを組み合わせるのが最適である。多くの用途では感度を稼ぐ(すなわち患者の被曝量を低減させる)ために、フィルムの表裏両面に乳剤が塗布されている両面乳剤フィルムが用いられた。この場合、増感紙は二枚使われ、フィルムを両面から挟み込む。 特にX線で直接感光させるフィルムをノンスクリーンタイプエックス線フィルムと呼ぶ。この種のフィルムは感光効率が低く、高いX線輝度を必要とするため、歯科など特定分野に限って使用された。 医療用途では、さらに高感度が望めること、現像処理に要する時間が不要なこと、現像液等の排液が出ないこと、電子カルテと相性が良く保存が確実でスペースをとらないことから、急激にフィルムからデジタル機器への置き換えが進行していて、撮影された画像は電子カルテのモニターで見るのが一般的になりつつある。フィルムとしての実体が必要な場合はレーザープリンター様の専用プリンターで専用のフィルム(当然のことながら乳剤は塗布されていない)に印刷する。 なお、大半の写真フィルムはX線で感光する。そのため、空港での手荷物検査時にフィルムがX線かぶりを起こすことがある。 色温度別 カラーフィルムは特定の色温度下において正しいホワイトバランスが得られるように設計されている。プリント時の補正が出来ないリバーサルフィルムで主に問題となる。 デイライトタイプ 色温度5500度K - 5900度Kによる撮影で正しいホワイトバランスが得られるよう設計されたフィルム。ほとんどのカラーリバーサルフィルムはこのデイライトタイプである。昼光、青色写真電球、青色フラッシュバルブ、フラッシュライトによる撮影に使用。 タイプA(タングステンタイプ) 3400度Kの写真電球や小型映画用ハロゲンランプによる撮影で正しいホワイトバランスが得られるよう設計されたフィルム。小型映画用の8mmフィルムはこのタイプであったし、かつてコダクロームにKPAというプロ用のタイプAフィルムが存在した。 タイプB(タングステンタイプ) 3100度K - 3200度Kの一般的な写真電球による撮影で正しいホワイトバランスが得られるよう設計されたフィルム。現在でもプロ用のエクタクロームEPYやフジクロームT64などが発売されており、スタジオでの商品や人物撮影に用いられている。コダックのラッテン(Wratten )85Bフィルターまたはその同等品を用いることにより昼光でも使用できる。 タイプF 3800度Kのクリアフラッシュバルブによる撮影で正しいホワイトバランスが得られるよう設計されたフィルム。かつてエクタクロームタイプF(ASA32)が存在したがフラッシュライトが普及して姿を消した。 タイプE タイプEというのは正式な名称ではないが、6500度Kの初期のフラッシュライトによる撮影で正しいホワイトバランスが得られるよう設計されたフィルム。かつてアンスコのアンスコクロームに存在したのが唯一のものである。 タイプS プロ用カラーネガフィルムは相反則不軌の影響を避けるため、短時間露光用と長時間露光用の双方が製造された。タイプsは短時間露光用でデイライトタイプである。 タイプL プロ用カラーネガの長時間露光用でタングステンタイプである。1/30秒より長い露光時間で適正なカラーバランスが得られる。 形態別 ロールフィルム 長いフィルムを巻いて使うもの。一般の写真フィルムは主にこれ。 シートフィルム ビューカメラやレントゲン装置(直接撮影)で用いられる。いわゆる4×5in、8×10inサイズはシートフィルム。(なお、インスタントカメラにおいて像を得るために使われる材料は、シートフィルムに近いがどちらかというと印画紙の一種であるが、商品の名称としては「インスタントフィルム」となっている) ディスクフィルム 円盤状のフィルムを回転させつつ撮影する。 ISO感度別 ISO感度の高低により現在はほぼ以下のように分類されているが、技術の進歩によりだんだん高感度になっている。 低感度 一般にISO感度100未満を低感度という。粒状性は非常に細かく、解像力などの描写特性も非常に高い。そのため感度が低い事による使いにくさを覚悟しても、解像度や色再現、質感などを徹底して要求される被写体の撮影に用いる。その一例として、大きなサイズで高画質での引き延ばしが必要な場合や、精密さを要求される接写、風景写真、商品写真や若い女性のポートレートといった用途が挙げられる。また意図的に低シャッター速度や開放絞りが明るい条件で必要な場合にも用いられる。カラーの場合、ほとんどがリバーサルタイプである。 中庸感度 一般にISO感度100 - 200程度を中庸感度という。感度・粒状性・解像度などが低感度や高感度に比べて中間的な性質を持ち、用途的にも比較的無難で、標準的なものである。しかし最近ではこのクラスも従前の低感度クラスと同等以上の描写性を持つようになって来たし、ネガフィルムの場合ISO400クラスが標準感度になりつつある。 高感度 一般にISO感度400 - 1000程度を高感度という。粒状性はやや粗いが、今では従前のISO100と同等以上にまで描写性が改善され、感度本位のものとして、白黒ネガやカラーネガではISO400クラスが標準感度になりつつある。ISO100クラスに比べ日中屋外でも天候の変化などに対しても使いやすく、特にF値の暗いレンズが多いズームやコンパクトカメラでは有利である。F値の明るい単レンズでは、高速シャッターの使用や、室内でのノンフラッシュ手持ち撮影が可能となることもある。またモノクロや内式カラーリバーサルの場合、ISO1600 - 5000程度までの増感現像が可能な場合もある。 超高感度 一般にISO感度1600以上を超高感度という。粗粒子であり、これも従前のISO400 - 800クラス並みに改善されたとはいえ、画質の面では他の感度に比べ明らかに差がつく。そのため室内スポーツや超望遠レンズの手持ち撮影、ライブなどの舞台、盆踊りや縁日などの夜間の夏祭り、博覧会場などの屋内展示場、天体撮影など多少の写りの悪さを覚悟しても高い感度が必要な暗い場面や高速の被写体に用いる。また意図的に粗粒子表現を行いたい場合にも用いられる。モノクロの場合はISO6400またはそれ以上の増感が可能な場合もある。 規格別 特記しない限りロールフィルム。数字(昇順)、アルファベット順で記載。 2×3in シートフィルム。 3×4in シートフィルム。 4×5in 大判カメラ用のシートフィルム。通称シノゴ。揺らしてもフィルムがずれないというメリットがあるクイックロード式フィルムホルダーが使われていた時期があるが、現在はすべて生産を終えている。 5×7in 大判カメラ用のシートフィルム。通称ゴヒチ。 8×10in 大判カメラ用のシートフィルム。通称エイトバイテン、略してバイテンとも呼ばれる。 11×14in 大判カメラ用のシートフィルム。イレブンフォーティーンと呼ばれる。通常販売されていることは少なく、受注生産がほとんど。 8ミリ 映画用フィルムの規格。幅16ミリの映画用フィルムを半裁して片パーフォレーションの8ミリ幅としたもの。映画『ローマの休日』で有名になった鈴木光学のエコー8はこの8ミリ幅フィルムを使用した6×6mm判の20枚撮りスチールカメラ。 その後、送り機構に必要な幅を小さくして画面寸法を広げ画質改善をはかった「スーパー8」「シングル8」という新規格が誕生した(旧来の16ミリフィルムを使う規格は「レギュラー8」「スタンダード8」「ダブル8」などと呼ばれて区別される)。 8ミリはアマチュア用の映画の規格と位置づけられており、フィルムの使用量の削減が重要であったことから、リバーサルフィルムが多く用いられていた(ネガタイプのフィルムを使うと、ネガとそれを反転させた上映用プリントが必要になり、フィルムの使用量が2倍になってしまうため)。 9.5ミリ 映画用フィルムの規格。フランスのパテが開発し1922年に発表したパテーベビー・ホームフィルムシステムの規格。フィルム幅は9.5ミリだがセンターパーフォレーションの独特のフォーマットを採用してフィルム幅いっぱいにフレームを取っていたことから画面寸法が広く画質が良いことが特徴だった(8ミリ・ダブル8規格と比べて、フィルム幅はわずかに20%増し程度であったものの、画面寸法は実に3倍にも達する)。 この規格は、映画を商品として市販・流通させることを目的として開発された。35ミリフィルムでプリントを作成したのちパーフォレーション間を3等分したら幅が9.5ミリになったとされる。撮影用カメラも市販されていた。字幕のために約14秒で2コマを映写させるストップモーション機構があり、字幕のコマに投光する時間が長いことから難燃性のフィルムが用いられていた。 日本には1924年に伴野商店(東京・銀座)(現:伴野貿易株式会社)によって輸入が開始され、第二次世界大戦前にはかなりの勢力となっていたが、戦争によりフィルムの入手が困難となり中断、敗戦後には16ミリや8ミリにとってかわられて消えていった。 9.5ミリ幅のパテーベビー規格のフィルムは、スパイカメラとして有名な超小型スチールカメラのミノックスの規格にも影響を与えた。ただしパテーベビーとミノックスは、フィルム幅こそ同じではあるもののミノックス用にはパーフォレーションがなく、相互に転用はできない。 16ミリ 映画用フィルムの規格。ニュース映画やドキュメンタリー映画の取材・テレビ番組やテレビCMの送り出し・ハイアマチュアの自主映画製作・小規模上映などの用途に使われた。編集を前提とする用途であったため、基本的にはネガフィルムでありその後反転焼付けをして上映用フィルムを得た。 本来は両パーフォレーションで1駒あたり2つずつあいていたが、その後いろいろと改善され、現在では長さあたりの穴数を半分に減らし1駒1パーフォレーションとしたものや、片パーフォレーションにしたものが多い(サウンドトラックは、片側のパーフォレーションがあった部分を使っている)。 このフィルムを流用したスチールカメラもあり、1960年代頃まではそのためのカートリッジフィルムも販売されていた。画面サイズは10×14mm。その後は販売されていないが、映画用のフィルムをハンドロードすることで使用は可能。「ミノルタ16」「マミヤ16」などが有名。ビスカワイド16は画面サイズ10×52mmで水平包括角度100度。ローライ16、エディクサ16等が採用するドイツのDIN-16規格ではスーパー16のフィルムがマガジンに装填され画面サイズも12×17mmである。 17.5ミリ 映画用フィルムの規格。規格として一番普及したのはフランスのパテが採用したパテールーラルで、32コマ/ft。本国では大都市35ミリ、小都市17.5ミリという棲み分けがされて一時かなり普及した。日本では伴野文三郎が1931年にフランスのサイレント映画を大量に輸入したが、日本での主流はすでにアメリカ式の16ミリになっていた。他にエルネマンのキノックスとそれをコピーした曽根春翠堂のキネオカメラ、日本デブリーのシリウス式、35ミリフィルムを片側ずつ往復撮影して裁断するニュースタンダード式などがある。 22ミリ 映画映写用フィルム。トーマス・エジソンが1912年発売したホームキネトスコープが採用していた。画面は3列になっており、真ん中の列は天地逆になっている。上の列を上映し終わるとレンズをずらしてハンドル逆回転により真ん中の列を上映する。撮影機は製作されていない。酢酸セルロース製の緩燃性のセーフティーフィルムが初めて使用された。 28ミリ 映画用フィルム。フランスのパテが1910年発売した「パテスコープ」が採用していた。パーフォレーションは片側が35ミリフィルムと同様の1コマ4個であるが、もう片側は1コマ1個。 35ミリ 元々は映画用フィルム。通常の商業映画に使われる。その後、スチール写真用フィルムにも転用され、映画・スチール両方の世界でもっとも一般的なフィルムとなった。 映画用としての35ミリフィルム 世界最初の映画システムであるトーマス・エジソンのキネトグラフ/キネトスコープ、映写できる最初の映画システムであるリュミエール兄弟のシネマトグラフともに採用していた。同じ幅になったのは、当時映画用フィルムに使用できた唯一のフィルムがコダック製の長さ200ft、幅42inのロールフィルムで、これを30分割したためである。ただしシネマトグラフではパーフォレーションが画面1駒につき左右1個ずつ。映画は原則フィルムを縦に走らせる。スタンダード比率のトーキー映画の場合には16×22mmの画面寸法を持つ。これ以外にも横走りワイドスクリーンの「ビスタビジョン」、フィルム節約用の特殊フォーマット「テクニスコープ」、サウンドトラックを取らない撮影専用の「スーパー35」など多くの規格が並存しており、必要に応じて選択される。 スチール写真用としての35ミリフィルム 35ミリフィルムはスチールカメラ用にも流用され、映画用と分岐したのち独自の発展を遂げた。2003年2月現在世界的に最も広く使われている写真フィルム規格ともなっている。 スチールに使われる35ミリフィルムは、短く切断した上でパトローネに装填して使われることが多かった。この様式について最初に製造したのはアグフア・ゲバルトであるが、ドイツ・コダックが「135」という規格名を与えてレチナと同時発売し、レチナの大ヒットとともに一般化した。現在一般に販売されているのは、35mm判にして12枚分・24枚分・36枚分をそれぞれ格納したもの。長尺のフィルムも販売されており、適宜切断してパトローネか専用マガジンに装填して使用する。過去の高級一眼レフの多くは33フィートを一括して格納できる250枚撮りアクセサリーを用意していたし、ニコンF2に至っては100フィートを格納し750枚撮りできるアクセサリーも用意されていた。 スチール写真用フォーマットとしては、24mm×36mmの画面寸法のものが主流であり、これはライカにより普及したため「ライカ判」と呼ばれていたが、現在は「35mm判」と呼ばれている。ライカ以前にも35mmフィルムを使ったカメラは存在したが、普及には至らなかった。ライカ判では8パーフォレーションを1駒として撮影する。 他にもいくつか画面寸法の規格がある。 24mm×32mmの露光サイズのものはフィルムが高価だった第二次世界大戦敗戦直後に少しでも撮影枚数を増やそうという意図から作られた規格で、ニホン判ともいう。ワイド過ぎたライカ判に比して縦横比も美しかったがアメリカ市場における自動現像機の裁断に合わず、すぐに廃れた。採用したカメラにはニコンI、初期のミノルタ35、初期のオリンパス35、ミニヨン35があり、また同時代日本メーカー群の動向と無関係にイギリスで製造されたレイフレックスオリジナル、チェコスロバキアでメオプタが製造したオペマ、ハンガリーで製造されたモミコン/モメッタも全く同じフォーマットを使用する。このためニコン判、オペマ判等とも呼ばれる場合がある。7パーフォレーションを1駒として撮影する。 24mm×24mm判はオットー・ベルニングのロボット、ツァイス・イコンのテナックス、キルフィットのメカフレックス、マミヤのスケッチ等が採用しており「ロボット判」と呼ばれることがある。 24mm×18mm判は「ハーフ判」と呼ばれることが多い。ハーフとは先に一般化したライカ判に対して半分という意味だが、映画フィルムの一般的なフォーマットに近く、「ライカ判がダブルフレームである」とも言える)。ハーフサイズカメラは、オリンパスペンシリーズのヒットで一時一般化しペトリハーフ、ミノルタレポ、コニカアイ、リコーオートハーフ、ヤシカハーフ、キヤノンデミ、フジカドライブ等の追随製品が出た。その後もコニカレコーダー、京セラサムライ等断続的に新製品が発売されていたがフィルムの低価格化に伴い廃れている。 その他マミヤ6MFにパノラマアダプターを使用する24×56mmパノラマ、ワイドラックスの24×59mmパノラマ、フジのTXシリーズとそのOEMであるハッセルブラッドX-Panが採用した24×65mmパノラマ等がある。 APS(IX240) 65ミリ/70ミリ これも元々は映画用フィルムの規格として作られたもの。 映画用として、画質改善のために35ミリのものより大きな画面寸法を持つフィルムとして、65ミリ/70ミリシステムが開発された。撮影に65ミリ幅のフィルムを使い、上映にはその画面サイズにサウンドトラック(あるいは同期トラック)を付加した70ミリ幅のフィルムを使うというもの(「トッドAO」「ウルトラパナヴィジョン」の2方式)、撮影には35ミリ横走りのビスタビジョンを使い上映に70ミリを使うもの(「スーパーテクニラマ」)などがある。 この規格のフィルムもまたスチール写真用に転用された。120/220フィルムを使用するカメラの交換マガジン用フィルムとして使用されることが多い。 110 カートリッジに入り、片パーフォレーション16mm幅で13×17mm判。「ワンテン」、「ポケットフィルム」、「ポケットインスタマチック」などとも言われる。1972年にコダックが発売し、やがて主要なカメラメーカーも対応カメラを製品化した。135フィルムを使用するカメラと比較して小型であることやカートリッジ式によるカメラへの装着のしやすさから「ポケットカメラ」と呼ばれ、携帯用・スナップ用の手軽な機種を中心として1970年代から1980年代にかけて普及した。カメラの構造(特にフィルム送給機構とそれに連動するシャッター)を簡素化できるため、普及後期には安価で簡素なカメラが多い。1980年代後半頃に入ると135フィルムカメラのコンパクト化や、フィルムサイズに由来する画質の低さにより急速に姿を消し、2000年以降では、わずかにトイカメラが数種類製造されるのみとなった。フィルムは近年でも富士フイルム(ISO100)、イタリアのフェッラーニア(Ferrania )の「Solaris」(ISO200)、アグファ(ISO200)、コダック(ISO400)の製品が国内で流通していたが、各社とも製造体制の維持が困難などの理由により、2008年に相次いで製造終了を発表。富士フイルムの2009年9月の販売終了を最後に、いったんその歴史に終止符を打った。しかし2012年からロモグラフィー社が再びフィルムの出荷を開始し、現在数種のフィルムが販売されている。 現像に関しては、一般の写真店に設置されているミニラボ機ではできない場合が多く、ほとんどは大手の現像所へ取り次ぎとなる。ただアメリカの「Yankee」社製や旧ソビエト製の現像タンクの中にはリールの幅を調節する事で110フィルムを現像出来る物がある。いずれも現在は生産されていないが、ネットで中古品を購入することは可能である。 初期のブラジル製レンズ付きフィルムである「LOVe」や国産初のレンズ付フィルムである「写ルンです」最初期モデルは110フィルムを使用していた。1898年から1929年まで同名の5×4in判のロールホルダー規格が存在したが全く関連はない。 116 6.5×11cm判に使われたロールフィルム。コダックではNo.1Aとつくカメラ、ツァイス・イコンではイコンタDや、ボックステンゴールの一部、フランスのルミエール6.5×11等がこの規格を使用する。このフォーマットのカメラを使用する愛好家向けに120フィルムに履かせるスペーサー(アダプター、ゲタ)が発売されており、日本国内では販売されていないが個人輸入で入手は可能である。 117 6×6cm判で6枚撮り用ロールフィルム。フィルムの幅は120フィルムと同じだがスプールの幅は少し狭い。フランケ&ハイデッケのローライフレックス初期のモデルはこのフィルムを使用するようになっていたが早期に120フィルムに移行して廃れた。ブローニーNo.1とも呼ばれ、アグフアによる呼称では1B。 120 フィルム幅61.5mm、長さ830mmでパーフォレーションなしのロールフィルム。ブローニーNo.2、2Bとも呼ばれる。120はコダックによる呼称、2Bはアグフアによる呼称である。裏紙が付いていてそこに各フォーマットで使用時のコマ数表示があり、赤窓式のカメラではそれでコマ送りを確認する。35mmフィルムよりも面積が大きい分画質に優れるため、ハイアマチュアやプロによって使用されている。本来は6×9cm判(ロクキュー、8枚撮り)用であったが早い時期に6×4.5cm判(ロクヨンゴまたはセミ判、一般に16枚撮り)、6×6cm判(ロクロク、一般に12枚撮り)に流用され裏紙にコマ数表示もされている。その後6×7cm判(ロクナナ、10枚撮り)、6×8cm判(ロクハチ、9枚撮り)、6×12cm判(ロクイチニー、6枚撮り)、6×17cm判(ロクイチナナ、4枚撮り)、6×24cm判(3枚撮り)などのフォーマットにも使用されている。特殊なものとしてパノンカメラのパノンカメラAIIは50×112mmの6枚撮り、日本パノックスのパノフィックは50×120mmの6枚撮り。一般のDPE店などミニラボでは現像やプリントの処理ができない場合があり、その場合は大手の現像所に依頼するか、もしくはミニラボで現像所に取り次いでもらうことになる。スプールは当初金属縁のついた木製であったが後に金属製、さらに現在ではプラスチック製になっている。 120フィルムは市場流通量が割合多いので愛好者も多いが、フィルムの取り扱いには注意を要する。120フィルムの構造はフィルムの裏面に遮光紙を重ね合わせ巻き軸に巻いただけのものなので、フィルム交換に時間が掛かる上、落としてしまえばフィルムが露光する危険性もある。 126 1963年、コダックがフォトキナで発表したカートリッジ入りフィルム。インスタマチックとも呼ばれる。フィルム幅35mm、画面寸法は「26×26mm判」の正方形で、カートリッジは後の「110フィルム」より一回り大きいがよく似た形状。カメラへの装着が簡単で一眼レフも発売されるなど、一時期広く普及したが110などの出現で廃れてしまい、1980年代には僅かにトイカメラが発売されたのみにとどまる。日本でも各社が販売したが、ほとんど普及しなかった。1999年にコダックがフィルムの出荷を終了、近年までイタリアのフェッラーニアがフィルムを製造していた(日本未流通)が2007年に生産終了しており、入手は非常に困難。現在は愛好家の間ではカートリッジと裏紙を入手して35mmフィルムを巻き直して使用する手法が取られている。ただ、120を620に転用する様にスプールに巻き直すだけではない為巻き直し作業はより煩雑になる。1906年- 1949年の期間に同名の「11×16.5cm判」用のロールフィルム規格が存在したが、コダックが廃番を流用しただけで関連はない。 127 本来は4×6.5cm判(ベスト判、8枚撮り)用であったが、4×4cm判(ヨンヨン、12枚撮り)に流用され1960年代まで多用されたため127=ベスト判=4×4cm判と誤解されている向きもある。4×4cm判の他4×5cm判、4×4.5cm判、4×3cm判(ベスト半裁、16枚撮り)にも流用された。かつてはスーパーサイズと呼ばれたがコダックのヴェスト・ポケット・コダックのヒットによりベスト判と呼ばれるようになった。4×4cm判は2×2inマウントに収まりライカ判用スライド映写機で映写できるため「スーパースライド」と呼ばれて一時期もてはやされた。細軸でカーリングがひどい欠点があり、また安価な機種は126へ移行し廃れてしまった。 コダック社では1996年にエクタクロームを製造中止したことにより、127のフィルム生産は全て取りやめている。現在製品としては、クロアチアのフォトケミカ(エフケ)で生産されたフィルムが僅かに流通しているのみである。120フィルムから巻き直したフィルムが一部カメラ店で販売されているほか、愛好家自身による巻き直しも幅広く行われている。 135 220 120フィルムの裏紙をフィルムの先端と末端のみとしたフィルム。裏紙がない分、120比で2倍のコマ数の撮影が可能。120と直接の互換性はないが、専用のマガジンや圧板位置調整機構を用意する形で、120と220の両フィルムに対応したカメラが多数存在しており、画面寸法も120に準じる。赤窓式のカメラではフィルムが感光してしまうため使用できない。 616 フィルムは116と同じだがスプール軸はこちらの方が細い。既に生産中止。頭の「6」は6枚撮りを意味する。このフォーマットのカメラを使用する愛好家向けに120フィルムに履かせるスペーサー(アダプター、ゲタ)が発売されており、日本国内では販売されていないが個人輸入で入手は可能である。 620 フィルムは120と同じだがスプール軸はこちらの方が細い。既に生産中止。このフォーマットのカメラを使っている人は120を620のスプールに巻きなおすか、愛好家自身の手で巻き直されたフィルムが販売されているのでそれを購入して使用している。また120のフランジの周囲を溝に沿って爪切りなどで切り落として使用するより簡便な方法も取られている。頭の「6」は6枚撮りを意味するが、120フォーマットのフィルムを巻き直したものは8枚撮ることができる。現在でもアメリカには現像を請け負ってくれるラボが存在する。 828 主に28×40mm判で使用される。使用したカメラの名称から「バンタム判」とも言われる。既にフィルム自体は生産中止になっているが、このフォーマットのカメラを使用している人は、愛好家自身の手で巻き直されたフィルムが販売されているのでそれを入手するか、スプールと裏紙を入手して自ら巻き直すかして使用している。本来は無穿孔(パーフォレーションが無い)35mmフィルムを巻き直すが、120フォーマットのフィルムを裁断して巻き直す事も行われている。また有穿孔の35mmフィルムでも可能だが、画像領域に穿孔が入り込むので有効画像サイズはそれだけ小さくなる。 ボルタフィルム 当初は1935年にドイツ製のボルタヴィットというカメラ専用に開発されたもの。画面寸法は24×24mmまたは24×36mm。裏紙付きとし、赤窓式のフィルム送りが可能なためフィルム送給機構が簡易にでき、またカメラが比較的小型になるために玩具カメラに多用された。フィルムは裏紙付きで幅35mmの、パーフォレーションのない135フィルムの様である。ただし流通していたフィルムには135フィルムを流用したパーフォレーション付きの製品もあった。現在は生産されておらず、市販品の入手は不可能。愛好家はかつてのフィルムの裏紙に135フィルムを貼り付けて巻き直すなどして代用している。 ディスクフィルム 1982年にディスクカメラ用としてコダックが発売。直径6.5cmの円盤状フィルムの周辺に放射状に15コマが撮影できる部分が付いており、フロッピーディスクのような薄型のケースに収められていた。画面寸法は8.2×10.6mmと「110」よりもさらに小さく画質が悪いためかあまり普及せず短命に終わり、1998年にフィルムの生産が終了した。ケースの問題や特殊な形状のフィルムのため、他のフィルムを加工しての代用は非常に困難である。カメラ本体の製造はコダック・ミノルタ(現コニカミノルタホールディングス)・富士フイルム・コニカ(現コニカミノルタホールディングス)など数社にとどまっている。 IX240 APSカメラ用のフィルム。1996年に登場。小型のカートリッジに収められている。フィルム幅は24mm、画面寸法は16.7×30.2mm。MRC(ミッド・ロール・チェンジ)機能に対応したカメラならば撮影途中でのフィルム交換が可能。またカメラ側で撮影時に様々な情報をフイルムに磁気記録することができるようになっており、現像/プリント/CD-R記録時にこの情報を利用できる。ニコン、キヤノン、ミノルタから一眼レフカメラが発売される等意欲的な規格であったが、同時期に登場したデジタルカメラに押されて売れ行きが伸びず、フイルムの生産も2011年で終了した。現在でもアメリカには現像を請け負ってくれるラボが存在する。 ミゼット 美篶商会のミゼット(Midget )が元祖であることからこう呼ばれる。戦前から1950年代にかけて販売された。幅17.5mm、裏紙付きでリーダーペーパーは幅18mm。画面寸法は「14×14mm判」。生産中止となって久しく市販品を入手することが不可能となっていたが、東京の田中商会がフィルム部品を入手したのに伴い製造を2016年4月に再開した。また一部のユーザーは120フィルムを加工し、自作して使用している。 ミノックス 戦前にラトビアで開発されたスパイカメラの代表格とも言える超小型カメラ「ミノックス」用のフィルム。本家ミノックスの他にヤシカがアトロンシリーズ、日向工業がミニマックスシリーズ、浅沼商会がアクメルシリーズ、フジがMC-007、メガハウスがシャランシリーズを出している。フイルム幅は9.5 mm、画面寸法は8×11 mm、かつては36または50枚撮りがあった。 日本国内では浅沼商会(キング)がカラーネガ(ISO100、ISO400)の15枚撮りと30枚撮りを、ミノックスがモノクロネガフィルム(ミノパン)をそれぞれ出荷しており、最近まで大手カメラ店等で購入が可能だった。キングのフィルムは出荷が中止となったあと、株式会社シャランが販売を再開し、一時は白黒ネガフィルムやリバーサルフィルムも出荷したが、2013年にすべての製品が品切れとなった。ミノパンも入手難の状況にあり、一部で詰め替えフィルムが流通しているのみである。 自作する場合、市販の135フィルムをカッターで4分割する(フィルム上下のパーフォレーション部分をカットして取り、中央の撮影面をさらに2分割し、長さを調整して空のカートリッジに挿入する。もちろん作業は全暗黒の中でしなければならない)。 構造上フィルムカートリッジ内に光が入りやすく、フィルムの出し入れはなるべく暗い所で行わなければならないとともに、所定の撮影枚数が終了した際には必ず2枚空写しをして巻上げてから(それ以上空写しをしてフィルムをカートリッジに全部巻き込むと光線漏れのを起こす可能性がある)付属のフィルムケースに入れて現像に出さねばならない。一般の写真店に設置されているミニラボ機では現像や焼付けができないため専門の現像所へ送られ、通常のフィルムより時間がかかる。フィルムサイズの関係上から画質は低くなりがちで、用途の限られる特殊なフィルムとも言える。 ペタル(Petal) 聖ペテロ光学のペタル、さくらペタルが使用する。直径24 mmの円形シートフィルムに6 mm径の写真を6枚撮る。 ラピッドシステム(Rapid System) アグフアが1930年代から販売して来たを感度自動セット機能を付加するなどの改良をし、126フィルムに対抗して1964年発表された。35 mmフィルムをカートリッジに装填してあり装填が簡単で巻き戻し不要。画面寸法は18×24 mm、24×24 mmまたは24×36 mm。速やかに廃れて日本国内では愛光商会の製品を最後に1983年生産終了。フィルムそのものは普通の35 mmフィルムと同じであるため、カートリッジさえ残っていれば詰め替えは比較的容易である。 アトム判 4.5×6 cmのシートフィルム。写真乾板から移行した規格。名称はアトムに由来する。 大名刺判 6.5×9 cmのシートフィルム。写真乾板から移行した規格。 手札判 8×10.5 cmのシートフィルム。写真乾板から移行した規格。 大手札判 9×12 cmのシートフィルム。写真乾板から移行した規格。 その他 多くの規格があったが既に生産は終了している。 参考文献 カラー写真技術事典(写真工業出版社、1993年)ISBN 978-4-87956-030-8 脚注 注釈 出典 関連項目 写真 フィルム カメラ 外部リンク カメラの歴史③フィルムのはじまり(日本カメラ博物館) 日本写真保存センター 天体写真

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https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%88%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%83%89%E3%82%AB%E3%83%A1%E3%83%A9

ライトフィールドカメラ

ライトフィールドカメラは、ライトフィールドを記録するカメラ。 概要 従来のデジタルカメラとは異なり、昆虫の複眼のような素子構成になっている。実際には撮像素子の前面に多数の微小なレンズの集合体であるマイクロレンズアレイが配置され、複数の画素であたかも1台のカメラであるかのように機能することで光線の明暗だけでなく、光線の入射方向に関する情報を記録する。それにより、画像処理することにより撮影後に焦点を変えた画像や立体画像を得ることが可能になる。合焦が不要な画期的なカメラで測域センサとしても使用できるため、一時期は普及するかに見えたが、実際には限定的な状態に留まり、Lytro社は新規の開発を終了した。 製品 Lytroが代表的な製品だったが、同社は既に新規の開発を終了している。 脚注 参考文献 Ng, Ren. Digital light field photography. California: stanford university, 2006. 論文 Kanade, T., Saito, H., Vedula, S. (1998). "The 3D Room: Digitizing Time-Varying 3D Events by Synchronized Multiple Video Streams", Tech report CMU-RI-TR-98-34, December 1998. Levoy, M. (2002). Stanford Spherical Gantry. Yang, J.C., Everett, M., Buehler, C., McMillan, L. (2002). "A Real-Time Distributed Light Field Camera", Proc. Eurographics Rendering Workshop 2002. Ng, R., Levoy, M., Brédif, M., Duval, G., Horowitz, M., Hanrahan, P. (2005). "Light Field Photography with a Hand-Held Plenoptic Camera", Stanford Tech Report CTSR 2005-02, April, 2005. Wilburn, B., Joshi, N., Vaish, V., Talvala, E., Antunez, E., Barth, A., Adams, A., Levoy, M., Horowitz, M. (2005). "High Performance Imaging Using Large Camera Arrays", ACM Transactions on Graphics (Proc. SIGGRAPH), Vol. 24, No. 3, pp. 765-776. Vaish, Vaibhav, et al. "Using plane+ parallax for calibrating dense camera arrays." Computer Vision and Pattern Recognition, 2004. CVPR 2004. Proceedings of the 2004 IEEE Computer Society Conference on. Vol. 1. IEEE, 2004. Ng, Ren, et al. "Light field photography with a hand-held plenoptic camera." Computer Science Technical Report CSTR 2.11 (2005): 1-11. Levoy, M., Ng, R., Adams, A., Footer, M., Horowitz, M. (2006). "Light Field Microscopy", ACM Transactions on Graphics (Proc. SIGGRAPH), Vol. 25, No. 3. 蚊野浩. "非接触3次元計測技術とライトフィールドカメラーカメラにおける測距・AFとの関係ー."画像電子学会誌43.4 (2014): 612-616. 遠藤優,涌波光喜,下馬場朋禄ほか、「ライトフィールドカメラを用いた計算機合成ホログラムの光学再生(立体映像における人間工学的研究,及び立体映像技術一般)」『映像情報メディア学会技術報告』39.10巻2015年,、映像情報メディア学会 小池崇文、「ライトフィールドカメラ&ディスプレイ」『映像情報メディア学会誌』2017年71巻1号p.36-40, 遠藤優、「ライトフィールドカメラおよび圧縮センシングを用いたホログラフィに関する研究」千葉大学, 2017.学位論文 西浦裕美, et al. "レンズレスライトフィールドカメラにおけるリアルタイム現像処理の開発(電子部品・材料)."電子情報通信学会技術研究報告信学技報117.224 (2017): 33-38. 関連項目 ステレオグラム 立体テレビ カメラ デジタルカメラ デジタル写真 撮影技術 3次元映像

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回折レンズ

回折レンズ(かいせつレンズ、diffractive lens)は、微視的に光の回折現象を利用して、巨視的には光線の屈曲を実現しているレンズである。 概要 回折現象を利用することと、光線の屈曲という一般的な(屈折を利用した)レンズと同様の作用をもたらすものであることからその名がある。また写真レンズなどのレンズシステムにおいて、この作用をもたらす光学的エレメントをdiffractive optical element、略してDOEなどと呼ぶこともある。樹脂やガラスなどの光学材料の表面に、深さが光の波長程度の微細なレリーフ形状(起伏形状)を、光軸を中心とする同心円状に周期的に形成した、レリーフ型回折レンズが一般に多く用いられている。他に、光の透過率を、光軸を中心として同心円状に、ある規則に従い変化させた、振幅型回折レンズもある(後述の「ゾーンプレート」)。 一般的な屈折レンズとは、入射光の波長変化に対する焦点距離の変化等の光学特性が異なる。そういった違いを利用して、屈折レンズ光学系の一部に回折レンズを組み合わせることで、光学系の色収差等を補正することなどにも利用されている。さらには多焦点レンズ(:en:Multifocal diffractive lens)といったような応用もある。 なお、フレネルレンズとはその形状が類似しているが、一般にフレネルレンズの加工は回折現象を起こすような微細加工ではなく、原理的に全く異なるものである。 超短波長の光学系や、X線の屈曲は屈折を用いて行うことが困難であるため、これらの屈曲にも回折を利用したものがある。 利用 コンパクトディスク(CD)やDVD、Blu-ray Disc、HD DVDなどの光ディスクの光ピックアップ光学系において、異なる規格のメディア間での互換記録・再生を、一つの対物レンズで達成するための技術の1つとして用いられている。複数枚を組み合わせたものがカメラのレンズにも用いられるようになっており、特に超望遠レンズでは重量と全長の低減に寄与するが、量産が難しいため価格も高めとなっている。 ゾーンプレート ゾーンプレート(:en:zone plate)は、レリーフ形状ではなく、微細なモノクロの濃淡ないし不透明・透明とした同心円状のパターンにより、同様の効果を得るものである。原理を遡ると(フレネルレンズの考案でも知られる)オーギュスタン・ジャン・フレネルによる研究に由来することから、Fresnel zone platesと呼ばれることもある。ピンホールカメラと同様な、レンズを使わないカメラへの応用もあるが、ピンホールのようには自作が容易ではないこと、普通に実験できるものでは像がピンホールカメラのそれよりもさらにぼやけることから、愛好家による作例といったものを目にする機会等はあまり多くない傾向にある。 参考文献 関連項目 回折格子 レンズ 回折

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ビデオカメラ

ビデオカメラ(video camera)とは、ビデオ(映像信号)で映像(動画)を撮影するためのカメラ。 (ビデオカメラ(カメラヘッド)と録画部(ビデオデッキ)が一体化したものについてはカムコーダも参照。) 概要 原理 レンズを通した映像を、古くは撮像管、現在ではCCD撮像板などの個体撮像素子に結像させ、それを電気信号であるビデオ信号として出力する。信号は、画面を細かく区切っていきそれを端から時系列に並べたものとなる。画面の区切り方は、ビデオ信号の規格に従う。 最初に開発されたビデオカメラは撮像管と機械式シャッター(回転円盤によって機械的に画面の一部を撮影していくもの)を組み合わせたものであった。次世代のビデオカメラは、撮像管に画面の一部を切り出す機能を搭載し機械式シャッターを追放したものとなった。更にその次世代は、撮像管を廃して半導体による撮像板を採用している。 画質 画質面では、放送用、業務用カメラが高性能で、民生用カメラはそれに劣る。しかしこの差は、徐々に埋まってきている。監視用カメラでは、そもそもあまり画質は要求されない。 分類 ビデオカメラは、さまざまな要素から分類することができる。必須では無いが多くの製品には音声を収録するマイクや音声入力と音声信号を撮影したビデオ信号の音声領域に付加する機能が搭載されている。 用途 ビデオカメラには用途に応じてさまざまなものが存在する。用途で大別すると以下のような分類ができる。 放送用ビデオカメラ。() 業務用ビデオカメラ。 民生用ビデオカメラ。 固定型ビデオカメラ。 放送用ビデオカメラ 放送用ビデオカメラは、絶対の信頼性と高画質・機動性を追求したビデオカメラの最高位に位置する存在であり、妥協を許さない製品である。 スタビライザーや三脚など関連する物品がシステム化されており、基本的には一式を導入する。 ソニーなどの電機メーカーの他、池上通信機などの専門メーカーもある。 業務用ビデオカメラ 業務用ビデオカメラは、ビデオパッケージ(カラオケ用画像撮影・結婚式や説明用ビデオの撮影・等)など、コスト管理にシビアな映像を高画質で撮影することを主な目的としたカメラ。放送用に次ぐ高い画質とハードな使用に耐えうる堅牢性が求められ、使用するに当たってはある程度以上の知識と操作の習熟が必要である。 電機メーカーや専門メーカーが放送用の下位モデルとしてラインナップしていることがある。近年では小型のカムコーダでも放送に耐えうる性能を有しており、制作会社にも導入が進んでいる。 2009年以降は、キヤノンEOS 5D Mark IIなどの動画撮影機能が標準採用のデジタル一眼レフカメラ(静止画撮影目的の一眼レフカメラ)の登場に伴い、業務用ビデオカメラの代わりにデジタル一眼レフカメラが使用されつつある。デジタル一眼レフカメラ用のスタビライザー、ヘッドフォンやマイク、外部モニタ/液晶ファインダーなど動画撮影用の機材も登場している。 業務用ビデオカメラ用として使用する記録媒体は、転送速度の速さと大容量により、CFカードが使用されている。 民生用ビデオカメラ 民生用ビデオカメラは、映像撮影・映像製作を業としない一般市民が、プライベートな目的で動画を気軽に撮影することを主な目的としたカメラ。画質や堅牢性については、業務用ほどは高い要求がされない反面、素人でもそこそこの動画が撮影できるような、分かりやすい操作性などが求められる。業務的な利用がなされるものと比べて、たとえば照明明度などはよりシビアな状況で使われることがあるため、最低撮影照度などでは業務用を上回る性能を持つ部分がある。また本体が小型なものが多いために手ぶれが発生しやすいことを見越し、各社とも『手ぶれ補正』などの技術を投入している。 近年では民生用であってもビデオパッケージには十分な映像が得られ、画質を優先しなければ放送可能なレベルになっているため、メーカーでもハイエンドモデルにXLR端子を追加するなどプロユースを想定した設計を行っている。 固定型ビデオカメラ 固定型ビデオカメラは主に監視カメラなどに用いられるもので、高い画質は求められないが、風雨に耐える堅牢性や長時間の安定運用性能が求められる。 構造 ビデオカメラには、用途に応じてさまざまな構造のものがある。構造で大別すると以下のような分類ができる。 撮影部分が独立したもの。 撮影部分と録画部分が一体化して分割できないもの。 組み立て型のもので、組み立てて一体化して使うもの。 撮影部分が独立したものは、「カメラヘッド」などとも呼ばれる。カメラヘッドからはビデオ信号を出力するライン(線)が出ており、その線をカメラ制御部(CCU)を経て必要な機材につなげて使用する。業務用ビデオカメラの一部(スタジオカメラ)や監視用ビデオカメラのほとんどがこのタイプである。ENGカメラの分野では、一体化したものが一般化する前はタイプが主流であり、カメラヘッドと録画部(ビデオデッキ)を、それぞれカメラマンとビデオエンジニアが2人がかりでかついで走り回っていた。 撮影部分と録画部分が一体化したものは、「一体型」「カムコーダ」などとも呼ばれ、単体で使用する。レンズや撮像管・CCDから構成される撮影部と、信号を録画するビデオテープレコーダ・ハードディスクレコーダ・DVDレコーダなどの録画部が一体となっている。業務用ビデオカメラの一部(ENGカメラ)と民生用カメラの大半がこのタイプである。業務用機においては、登場当初、単体のカメラヘッドよりは一体型の方が大きく重いためカメラマンの負担重量が増えるとして不評だったが、カメラマンが単独で行動できる利便性が買われて主流となった。民生用では、もともとカメラと録画部(ビデオデッキ)を一人で抱えることが多かったため、一体型は歓迎され、速やかに主流となった。 組み立て型は、「カメラヘッド」と「録画部」は別のコンポーネントとなっているが、それを組み合わせて一体型として使うことが前提とされている。業務用ビデオカメラの一部がこれに該当する。以前は業務用ENGカメラの大半がこのタイプであり、カメラヘッドと録画部を必要に応じて選択できることから、必要とするシステムを容易に組み立てられるというメリットがあった。また、カメラヘッド専業メーカーのカメラヘッドを採用する場合にはこのスタイルになるのが一般的だった。しかし録画部の形式が寡占化したことなどから組み立て式であることのメリットが薄れ、一体型にトレンドが移行した。 大きさ カメラの大きさなどによっても分類が可能である。 スタジオカメラ。 肩乗せカメラ。 手持ちカメラ。 据え置きカメラ。 スタジオカメラは、数十キロから、(レンズまで含めると)数百キロに達する程度の重量級カメラであり、三脚に固定するか自由にカメラを上下させる為のガススプリングを内蔵したカメラペデスタルに載せて使う。テレビ局のスタジオやスポーツ中継などに使われるタイプのものであり、もっぱら業務用である。肩乗せカメラも手持ちカメラもなかった頃(1976年以前)は、外からの中継であっても、スタジオカメラが使われていた。運搬の際はカメラヘッドとレンズは分解した状態でそれぞれの専用ケースに詰めている。スタジオカメラヘッドの代わりにファインダー+肩乗せカメラ+スタジオカメラレンズ取り付け用のアダプターを用いてスタジオカメラ用レンズと組み合わせて使用する例もある。 肩乗せカメラは、重量十数キロ程度までの比較的大型のポータブルカメラで、肩に乗せて使用する。三脚や移動台に載せて使うこともある。ある程度の重量があるためカメラブレしにくく安定した映像を撮影することができるが、軽くはないので一般人が気軽に撮影するといった用途には向かない。もっぱら業務用・ハイエンドアマチュア用である。このタイプのビデオカメラが登場したのは、撮影部(カメラヘッド)のみのものが1976年(業務用)。撮影部と録画部が一体化したカムコーダは1980年であり、こちらは最初は民生機の試作機であった(業務用機で一体型のものが登場したのは1982年)。 手持ちカメラは、重量数キロ程度までの比較的小型のポータブルカメラで、片手あるいは両手で持って使用する。ほとんどは撮影部と録画部が一体化したカムコーダ様式のものである。三脚や移動台に載せて使うことも、もちろん可能である。非常に小さなものもあるため気軽に使うことができるが、軽いことと手に持って使うというスタイルのせいでカメラブレがしやすく、見易い映像を撮影するにはかなりの鍛錬が必要である。以前はもっぱら民生用として作られており画質は明らかに見劣りのするものだったが、デジタルビデオカメラが登場したことによって業務用機なみの画質を持つものが出現し、業務用域にも食い込んできている。 据え置きカメラは、監視用カメラなどに使われるもので、小さな金具などで壁や天井などに固定して使う。リモートコントロールで角度を調整できる架台などと組み合わせて使われることもある。屋外で使用する場合は耐候性にすぐれたカメラハウジングに収めて使用する。また、非常に小さなものもある(最小では親指第一関節程度のサイズ)。 スタジオカメラ、肩乗せカメラ、手持ちカメラでは水しぶきがかかるような状況で使用する場合、機材保護のためにレンズ部分を除いて透明または黄色などの保護シートで全体を覆うことが一般的である(主に前者2種類はバラエティー番組や屋外におけるスポーツ中継に見られる)。 機構 機構によっても分類が可能である。 3管式/3板式カメラ。 単管式/単板式カメラ。 その他/2板式カメラ・4板式カメラ。 3管式/3板式カメラは、ダイクロイックミラー(特定の色のみを反射する特殊な鏡)によって、光の三原色である赤・青・緑色ごとに入射光をRGB3分割し、それぞれの色に対応した撮像管・撮像板を用いるという機構のもの。撮像板としてはCCDやCMOSの半導体撮像素子が使われる。3CCD/3CMOSなどとも呼ばれる。 単管式/単板式カメラは、撮像管や撮像板の前にバイヤー配列等の色フィルタを設け、一本の撮像管ないしは一枚の撮像板でカラー映像を撮影する機構のもの。 重量・サイズ・コストでは単管式/単板式が有利であるが、画質面では3管式/3板式が有利である。業務用・放送用ビデオカメラは、よほど特殊なもの以外は3管式/3板式である。民生機では、以前は3管式/3板式を採用したものは一部の高級機種に限られていたが、1990年代から民生機においても3板式が数多く登場し始め、その後はハイエンド民生機ではそれなりの勢力を持つに至っている。 なお、民生用として初の3CCD方式カメラ(ソニーCCD-VX1)が1992年9月に販売される以前に、輝度信号と色信号に分解した2CCD方式カメラ(ソニーEDC-50/EDW-75、松下NV-M1000)と、RGB信号をG/RB原色色分解した2CCD方式カメラ(ミノルタEX-1/日立VM-H1000)がリリースされ、現在も一部機種で採用されている。 また、放送用として4CCD方式カメラというのが一時期存在していた(池上HK-477、HK477P)。RGB信号のうちGチャンネルのCCDを2枚用意して、空間画素ずらしを行い、高画質、高解像度を狙ったデュアルグリーン方式と呼ばれるカメラ設計になっていたが、コストの割に画質効果が得られず、また、Gchシェードノイズ増加のため、間もなく消え去った。 歴史 世界のビデオカメラの歴史 脚注 関連項目 映像機器 カムコーダ デジタルカメラ ビデオグラファー() 監視カメラ Webカメラ 撮影技師(カメラマン) 3次元映像 Super HAD CCD ソニーのビデオカメラ製品一覧 ウェアラブルカメラ(アクションカメラ、action camera、action-cam) ビデオ 光学機器 入力機器