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理科っぽい視点で、身の回りのことを見てみませんか?
そんない理科の時間B、第488回。
そんない理科の時間B、お送りいたしますのは、
よしやすと、
かおりと、
まさとです。
よろしくお願いします。
よろしくお願いします。
今日は、本編で、
スマホのカメラの話をしようと思っています。
カメラ?
はい。11月に入ってから、
なぜか、スマホのカメラのお問い合わせのメールがですね、
3通もきまして、全然わからなかった。
あれ、あれじゃない?
こないだの会期、月食の時に、
あ、みんな撮ろうと思ったのかな?
なんかそう、スマホで、どのスマホがどういう風に撮れるかっていうような、
比較記事があった気がする。
ちゃんとカメラを構えてる人もいるけど、
スマホで撮って、これが限界とか、
そういうのもいっぱいあった気がする。
それじゃなくて?
それではないんですよね。
それだから、その前に撮って、調べておこう。
スマホのカメラで撮れるかな?ぐらいな。
それはね、そうでもないっぽいんですよ。
えー!ちょっと、ちょっと!
で、月食がありまして、
はい。
はい。
月食、見られましたか?
すごく綺麗に見れました。
ちょこっとだけ見ました。
え、かおさん、ちょこっとだけっていうのは忙しかったんですか?
いや、なんかちょうどね、
ちょうどね、レゴのパーツチェックをしてたわけですよ、必死で。
それさ、違うタイミングでもできんじゃない?
いや、でもその時間よりもっと早くやってたわけよ、ずっと。
はい。
で、ふと気づいた。
あっ!と思って、時間だ!と思って、
ベランダに出て見てみたんだけど、
だから少なくとも、月食が始まって以降気づいたのね、まず時間的に。
はい。
おっと!と思って。
そしたら、場所的にも見切れてたの、ベランダから。
あー、それはありますよね。
そう、だけど、
自分の家の窓とかから見にくい場所だっていうのはありますよね。
そう、で、ただそれが見切れてるんだから、しかも夕方だったから、
薄い雲があるのかなとか、ちょっとはっきりわからなくて、
見切れてるんだか、薄い雲があるんだか、それとも雲に全然見えないのかとか、全然わからなくて、
ちょこちょこちょこちょこ見てみたら、
もう回帰が終わるぐらいのタイミングでもう一度外に出てみたら、
ほんとに端っこの方でやっと見えたから、
あっ!見切れてたんだっていうことに気づいた。
でもまあ、回帰から回復する段階でちょっと見えた。
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こんなね、高条件な回帰下食はなかなかないので、
すいません。
実は私もよく見られなかったんです。
おーらー。
なんとこんな日に限って、こんな日に限って6時から7時の打ち合わせが入ったりして、
打ち合わせってどういうことだ、どこが語源だか知ってる?
科学。
そう。
で、7時半から8時半の打ち合わせが入っていて、
それで終わり?ねえねえ、そっから話してちょっと膨らませようよ。
で、その8時半までの打ち合わせが伸びて9時ぐらいになって、
うわー。
わー。
まるまる。
もうね、ヘッドセット、あ、在宅勤務だったんで、
ヘッドセットをつけたままベランダに出ようかと思った。
で、なんで出なかったんですか?
ヘッドセットの接続がめんどくさい。
まあまあ、いいんですけど、こんな時に限って見られなかったんだなって思って。
悔しいですね。
でも本当に珍しく、天気に恵まれましたよね。
そうです。天気もそうだし、タイミングも日本で日が沈んでしばらくして、
月食が始まって、深夜までに終わるっていう、いろんな人が見やすい時間帯もなかなかないんですよ。
うんうんうんうん。
私がたまたま気がついて、ミラノで見た回帰月食は夜10時くらいから。
ああ、なんかその話あったね。
そうそうそうだったし。そうなんです。
ちなみにですね、2022年11月8日、回帰月食の次に日本で見えそうな月食はですね、
まず来年10月29日。
おお。
これは部分月食です。日本の一部でしか見えません。
で、来年はそれしかないです。
再来年、2024年9月18日、部分月食、これ日本では見えません。
で、2025年3月14日、回帰月食。
おお、あれ?違う。えっと、ホワイトデー。
そう。で、日本の一部で部分月食が見えるっていう状態で、回帰なんか見えません。
なので、次に回帰月食が見えるのは、2025年の9月8日ということで、3年後と。
なので、なかなか貴重な月食でしたよ。
貴重ですね。しかもこの日が晴れるっていうあれもないからね。
見られた方、きっといいことありますよ。
ありがとうございます。
え?
だいたいね、毎年月食とか日食はあるんですけど、
まあどっかでね。
見られるとか見られないとかがなかなか難しいので。
ということで、
だから月食ハンター、最近ないのかな?コロナになっちゃったから。
結構だから、世界各地に飛び回るツアーのきっかけにもなりましたよね。
それ日食でしょ?
あれ?月食じゃダメなの?
月食ハンターはあんまりない。日食ハンターっていう人がいる。
え?月食はないの?
月食はあんまない。
なぜ?
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まずですね、月食は、日本どこでも見られたでしょ?回帰月食が。
今回はね。
で、それに比べて日食は回帰日食になるところがすごく狭いんですよ。
ちょっとでも地球上でずれちゃうと、部分日食になっちゃったりして、
回帰日食だから、この前ってもう10年ぐらい前に日本で金関食が見られたときとかは、
え?あれ10年前?
10年近く前じゃなかった。
朝だよね。
朝方。
朝方。
あの、道路で回帰日食、脇見運転するなっていうやつ見た気がする。
金関食、2012年じゃないかな?5月21日。
もう10年前だ。
で、やっぱ見える地域がすごく狭いんで、それもあって、
日食ハンターの人たちはいついつどこどこに行くってやるわけですよ。
希少性がありますもんね。
あと部分日食は2019年の1月6日にもありましたね。
うんうんうん。
1月6日ね。
ありました。
で、2022年今年は、5月1日と10月25日に日食があったんですが、日本から見えてない。
で、来年4月20日は、なんと金関食と回帰日食ギリギリっていう、
ほとんど大きさが同じっていうのが起きるようです。
これインド洋、アジア、オセアニアとかっていうので、
たまにクルーズ船とか出してね、見に行くとかがあるんですよね。
で、このオセアニアっていうところだと、
オーストラリアのすぐ端っこで見るツアーとかの募集がもう始まっています。
そうなんですよ。
ということで、私はなかなか見られませんでしたが、
あちこちのテレビとかのね、ニュースやら、
YouTubeの、YouTubeライブでの中継とかもあって、
あ、そう、ここだけの話。
ここだけの話。
打ち合わせのときに、YouTubeライブで月食中継ちょっとだけ見ました。
これ、PC開けてるからさ。
でも、最後まで見なかったのね。
見てないです。
えらいですね。
打ち合わせしてるんで。
資料とかも見なきゃいけないんでね。
で、今日はですね、メールの紹介を少しするんですけど、
11月に入って。
11月のメール。
まだ見てない。
11月4日、まだ集計してないです。
ブラックモンキーさんが、
私が以前の放送で、ザメイキングっていうのをYouTubeで見てますっていうご紹介をしました。
工場見学的なやつね。
どうやってものが作られるかで、
最新版がカメラ用交換レンズができるまでというのだったんですけど、
ここで疑問に思ったのですが、
現代スマホでもそこそこのピント調整などができていますよねと。
09:01
物理的に光の屈折や焦点距離などを考慮したサイズが必要なのは理解してるんですが、
スマホでそれをやるにはあまりにも薄すぎる、小さすぎると感じました。
どうやっているのでしょうか。
というのが、11月4日にいただきました。
はい、ありがとうございます。
ありがとうございます。
11月6日、もぐもぐ食べるタン、もぐタンですさんからいただいたんですけど、
先日バスの電光掲示板の表示が地元の特産物タイをモチーフにしていたり、
ほにゃららへようこそなど可愛い感じでアレンジしているのを見て、
これは可愛いと思いiPhoneのカメラでパシャリと撮りました。
するとどうでしょう。全く映らないんです。
どうして目には見えるのに写真に映らないんですか。
というのを11月6日にいただきました。
11月13日にはヤマクジラ2号さんから、
こんにちは、最近のスマホはカメラ用に複数のレンズが搭載されており、
望遠や広角などの機能になっているようですね。
最近のスマホ写真はクオリティが高くなっていますが、
写真撮影をする場合にはこれらの複数のレンズが稼働して画像を合成するのでしょうか。
あくまでも単機能で本体がレンズを使い分けているのでしょうか。
というメールをいただきました。
立て続けにこの半月に三通も月食と関係ないところで
スマホのカメラのお問い合わせをいただいておりまして、
みんなスマホのカメラに興味を持つ時期なのかしらね。
そうですね。11月はスマホカメラ月間と言いまして、
みんなでスマホカメラについて考えようというキャンペーンがあるとかないとか。
というので、これはスマホのカメラの話をせねばと思って。
なんか使命感がめらめらと、もらもらと、むらむらと。
みなさんスマホのカメラの話をしているのですが、微妙に違うじゃないですか。
というのでですね、話をしようかなと思っています。
そうだ、月食と言えば裏が取れてないんですけど。
子供科学電話相談で月食と天皇聖食が一緒に起こります。
つまり地球の陰に月が入って暗くなる。
その時に天皇星も同じ方向にあるっていうのを知ったのですが、
天皇星は地球に隠れて暗くならないんですかっていう質問が来たっていうのをやってまして。
っていうのをツイッターかなんかで読んだんですけど、それの元ネタが見つからないんですが。
さて、天皇星は地球の陰に隠れて暗くならないんでしょうか。
そもそも地球の陰届かないんじゃないの。
届かないとは。
天皇星が光ってるのは、月が、月は。
地球の陰に入って暗くなんだよね。
うん、だけど、なんだっけ、地球からの反射もあるんだよね。
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だからちょっと見えるけど。
地球の空気を通った光が通るので、ほんのり赤く見えるんですよね。
灼銅色だっけ。
赤い銅色って書いて灼銅色なんですけど、天皇星も同じ方向にあるじゃないですか、その時に。
なのに天皇星は暗くならないんですかっていう質問に、なんて答えますか、小学生に。
ということですか。
遠い。
遠いと。
遠いと地球の陰も届かない。
影が届かない。
どうなっちゃうの。だって光は届いてるんだよ。
天皇星は太陽の明かりに照らされて光ってるわけだよね。
うん。
はい。
光は届くのに影が届かないとは、どういうこと。
じゃあ、まさとさん、説明してください。
太陽、地球の空気の層の反射で結局光が当たっちゃうから、プラマイゼロになる。
太陽が大きいサイズなので、その大きいサイズから出ている光と、それよりも小さいサイズの地球に向かって光が当たっていても、その中の一部しか地球が隠してくれない影にならない中で、
その周りの光が地球の裏側の方にクロスする感じで光が届いてしまうので、それよりも月よりももっと遠いところでは影が届かないっていうのは回り込んでるというか、地球の裏側まで太陽の光がきちんと届いてしまっている。
それが天皇星に当たっているので明るい。
結構さ、子供科学電話相談もそうですけど、言葉だけで説明するのって難しいよね。
難しいですね。
影が届かないっていうのが分かりやすい説明ですけど、影が届かないのはなんでっていうのがうまく説明できないよね。
影は実際には届いてるけど、結局乱反射によって他の明かりが来るから影の来る分も暗くならない。
そうではないんですよ。
違うのか。
違うんですよ。
届かないの影がおり。
これを小学生に説明するにどうすればいいかなって思いながら、この前、月食のときに説明した、月食のときとかに月の地面に立てたらどうなるだろうって話をしたような気がするんですよね。
そうすると、地球から月を見た大きさと地球から太陽を見た大きさはだいたい同じぐらいじゃないですか。
はい。
だから、月が太陽の手前を通ると、太陽をだいたい隠すんだよね。
それが日食。そこまではいいですか。
次に、月から太陽を見たときと月から地球を見たときには、地球のほうが大きく見えるんだよね。
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だから、月の地面に立って、地球と太陽が並んでしまうときにそっちを見ると、地球がとても大きくて、その向こうに太陽が隠れちゃうんだよね。
それが月食。
そのときには地球のふちが赤く見えて、月に立っているときには赤っぽい薄暗い状態になるから、それをわれわれは赤い月として見るわけ。
はい。
そこまではいいですか。
全能性から太陽のほうを見ると、太陽と地球が見えるんだけど、そこから見ると、地球なんて太陽の100分の1ぐらいにしか見えない。
なんでかっていうと、そもそも100分の1の大きさだからね。
なので、太陽の手前を月が、月じゃない、地球が通過してもなんてことはない。
そんなこと言わないの。
暗くもなんともなんない。
なんでそんなこと言わないの。頑張ってんだから地球だって。
そう。ということで、天能性は暗くならないと。これだと小学生にもわかってもらえるかなと思って。
なるほど。そっち側の目線ですね。
そうそう。天能性視点に立つと大丈夫なんじゃないかなと思ったりしたんですけど、ちょっと子供科学電話相談でなんて答えたか調べてみようと思います。
はい。
はい。ということで脱線しましたが、カメラの話に行きます。
ガタンゴトンガタンゴトン。
ということで本編に行ってみたいと思います。
はい。お願いします。
お願いします。
さて、スマホのカメラなんですけど、まず写真の基礎の話をしようと思うんですよ。
はい。
どうして写真が写るのか。もう説明したくないって思ってるでしょ。
そんなことないっすよ。
ネガーとポジがうんちゃらかんちゃらでしょ。
そうそう。光が当たると価格反応が起きるっていうのを使って、そこに光を当てて現像すると絵が出てくるっていうのが昔ながらのカメラの原理なんですけど。
今はそれをフィルムにしないで電気的にそれを見られるようにした撮像素子というもので見ているので、それを写真にできるっていうのがカメラの仕組みなんですよね。
だから、フィルムの時とちょっと違うのは、フィルムはシャッターを切るっていうと変なんだけど、レンズから光が通ってくるといっぺんに価格反応が起きるんですけど、今のデジタルカメラは撮像素子っていうところに光が当たって、そこに実際には電化っていって電気がたまるようになってるんですけど、たくさん光が当たると。
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それを読み出して、ここには明るい、ここは暗いみたいな話と、緑色と赤と青のフィルターをかけて、緑色の光がどのくらい来た、赤い光がどのくらい来た、青い光がどれくらい来たっていうのを数えて、それを並べることによって画像を作るっていうのをやっています。
ここまではいいですか?
ここまではいいよね。
で、その赤とか緑とか青のつぶつぶというか、マス目がどれくらいあるかで何メガピクセルとかっていうのをやっていて、細かくなればなるほど高精細、細かい写真が撮れる。
で、最初にですね、メールの、バスの電光掲示板がうまく写らなかった話をしましょう。
あれと思って何度も何度も撮りましたが写りません。幻なの?ということなんですけど、フィルムや目はずっと物を見ているので、光がやってくれば光が見えるんですけど、なんと信号とかね、LEDを使った掲示板、電光掲示板は光っているようでケチケチしてあんまり光ってないんですよ。
ケチケチして。
ケチケチしてるんです。
ずーっと光が出続けてるわけじゃないってことね。
そう、明るく光っているように見えても1秒間のうちで、例えばね、明るいと光ってるって思ってるところでも、例えば1秒間のうちの半分の時間しか明かりをつけてないとか、もっと言うと、もっともっと短い時間だけつけて、残りは消してるってことをやっても、
人間は見られるからいいかって言って、短い時間だけ点灯するってのをやっています。
はい。
それは、いろんな意味があるんですけど、1つのLEDで明るさを変えるっていうのをやりたいときに、電球だとね、電圧を変えて明るさを変えるってやるじゃないですか。
はい。
理科の実験で豆電球でやったんじゃないかと思うんです。並列つなぎとか直列つなぎとかね。
あったねー。
そう。明るさを変えるときに電圧を変えるっていうのをやりましたけど、LEDの明るさを変えるときに電圧を変えて明るさを変えるっていうのはあまりやりません。
なんでかっていうと、LEDは電圧を細かく調整しても、明るさがすごく明るいところからすごく暗いところまで変化をしないっていう特徴がありまして、薄暗く光るっていうのは得意じゃないんですよ。
その代わり、電気を流すとすぐに明るくなって、切るとすぐに暗くなるのね。電球はフィラメントっていう電熱線が温度が上がって明るくなるんだよね。3000℃ぐらいになるんだっけ。もう少し低いんだっけ。
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まあまあ、温度が上がって明るくなって、なのでスイッチをパチって入れるとふわって明るくなって、スイッチを切るとふわって暗くなるのね。
それに比べてLEDは電気を流すとすぐに明るくなって、切るとすぐに暗くなるんで、1秒間のうち100%電気を流しているととても明るいけど、半分の時間だったら半分の明るさ、4分の1の時間だったら4分の1の明るさっていうふうにコントロールするのが楽ちんだわけ。
そうするととても細かく明るさが調整できるのね。っていうのと、省電力のためにもう人がわかるぐらいの明るさだったらいいわって言ってギリギリの時間しか点灯しないってことにあります。
実は信号でも同じで、LED信号は点滅してないように見えても実は点滅をしていますし、電光掲示板も点滅をしています。
なのでそれを写真に撮ったときに、さっき殺像祖師は光が来ると電気がたまってそれを数えるっていう話をしたんですけど、殺像祖師も忙しい身で。
忙しいんですか。
1秒間の100分の1の時間ぐらい電気というか光溜めればもう絵になるからいいやって言って、100分の1秒だけだとかを見て電気が溜まったとこだけ明るくするってやると、たまたまそのLEDが光ってないときにその100分の1秒が過ぎてしまうと、電気が光ってないようにしか見えないっていうのが起こります。
はい。
どうやれば撮れるかって実は難しくて。
暗いときに撮ると結構映るんですよ。
なんでかっていうと、暗いときにはカメラも少し長めに光を溜めないと、数えられるほど明るくならないから、少し長めに。
シャッタースピードが長くなるってこと?
シャッターを開けてる時間を長めに撮ろうって言って、そうすると光を溜めてる間にLEDがピカってつくんで、その分の電気が溜まって読み出せるってことになります。
めんどくさいことに、バスの電光掲示板もLEDをいっぺんにつけていっぺんに消してたりするタイプもあれば、そうじゃなくて順番に1列目、2列目、3列目、4列目ってやってるときもあるんですよ。
へー。
こっちの方が楽ちんだったりするんで、コントロールするのが。
1列目の人、何番と何番と何番の人光ってくださいって言って、はい全部消して、2列目の人何番と何番と何番の人光ってくださいっていう方が、順番に言ってけばいいから。
コントロールする線が少ないんで、っていうのと、カメラの方もいっぺんに撮るのもあれば、人間に比べればまあまあ早いんで、1列目の電気、2列目の電気って撮るタイプもあって、
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それの組み合わせで、えーと、なんていうのかな、こう、しましまに映ったりすることもあります。
へー。
そう。で、もちろんね、デジカメでうまく映らないも問題なんですけど、すごく問題になったのは、実はドライブレコーダー。
ドライブレコーダーで大事なのって、信号が赤のときに入ったか青のときに入ったかが大事じゃないですか。
なんだけど、下手をすると信号が3つとも暗いっていう状態しか映らないことがあるのね。
ほう。やばいじゃないですか。
そうなんですよ。
どうすんすか、そんなの。
そういうときに、信号は関東だったら50Hz、関西だったら60Hz、要は1秒間の間に50回分のタイミングで、
50回点滅する、で、そのときの長さを変えるので、明かりをつけたり消したりしてるっていうことが多いんですよ、傾向的に。
はい。
なので、カーナビはそれを裏を、裏を返すって言ったらいいんだけど、そういうふうに制御されてるんだったら、そことタイミングをずらせば、たまには当たるよねっていうことが起きて、
だから、1秒間に21回写真を撮るっていうのを動画にするとかすると、何回かに1回当たるわけですよ。
それが、撮るほうも1秒間に50回、つけるほうも1秒間に50回だと、気が合うとずっと真っ暗になっちゃうんだよね。
気が合うとね。
そう。で、結構気が合うパターンが多かったらしく、それをわざわざずらすっていうのが売りになっているドライブレコーダーもあります。
ほー。
そうそうそうそう。ということで、1つ目の疑問。
スマホというかデジカメで電光掲示板を撮るとシマシマに映ったり全く映らないことがあるのは、LEDが光ってる時間もたまにしか光ってないし、
写真を撮るのも長くシャッターを開けてるわけじゃなくて、ほんの短い時間だけ光を取り込むので、その域が合わないと暗くなっちゃうっていうのがその理由です。
なるほど。じゃあ、何枚か撮り続ければっていう感じ?
何枚か撮り続けると当たりが出たり、あとはシマシマがずれていって、全部足すとうまくいったりするかもしれません。
あのー、なんだっけな。今のiPhoneはそういう機能なくなったけど、何台か前のiPhoneってシャッターを押し続けると連射するって機能あったよね?
ありました。今もあります、たぶん。
え?
今はね、押してずらすんじゃないかな?
え?
へー。あれ?違う?
え、連射なくなったんじゃなかった?
シャッター押してずらすと連射じゃなかったっけ?ないですか?連射。
ちょっと。
手元にない?充電ある?
え?シャッターを押してずらすってどういうこと?シャッターを押してずらすって。
うーん、動画になった。
え?シャッター押してる?
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iPhoneで右にスライドさせると動画になりましたが、
右?
左にすると電車になる。
でも左でも同じじゃない?結局押しっぱなしにしてると動画になっちゃう。
すいません。シャッターを押しっぱなしにするんじゃなくて、シャッターボタンにタッチして左にスライドする。
え?
シャッターを押して止めないで、シャッターボタンを左にスライドする。触ってすぐ。
え、フリックするってこと?
漢字としては。フリックしたまま止める。
ほんとだ!
はい、ということで連射をすると当たりがあるかもしれません。
ほんとだ!
ティップスが多かったところで。
ほんとだ!ほんとだ!ほんとだ!ほんとだ!え?え?うそうそうそう!ほら切ろう!え?
いいですか?次に続いて。
はい。
え?え?え?
無くなったかと思った。え?
無くなってないです。
押してスライドするっていうのを覚えてたんですけどね。すぐスライドしないといけなかったんですね。
知らなかった。知らなかった。知らなかった。よしあすさん今日はいい話だった。
いやー、おばあちーろくん頑張った。
ありがとうございました。
えっと次の話なんですけど。
はーい。
カメラは何で写るかっていう話はしましたけど、カメラの大事なところでピント合わせっていうのがあります。
はい。
どうやってピント合わせてますかって知ってますか?
レンズの距離を変えるとピントが変わる。
まさとさんまだまだですね。
ピント来ないなー。
えっと音声で伝える時には正しい言葉を使わないと。
はい。
レンズの距離ってどこからの距離を変えるの?
レンズとレンズ。
レンズとレンズ?そんなたくさんレンズがある。
そう。どうだ。
一般的にはというかですね、単純な話をすると絵を撮るフィルムとか撮像素子とレンズの距離を変えるんですよ。
レンズを繰り出す。前の方にやると近いところにピントがあって撮像素子に近づけたりする。
フィルムに近づけると遠くにピントが合うようになります。
これはね、小学校の理科の時間にやるんですけど。
あの虫眼鏡をこういうふうに行ったり来たりさせるってことでしょ?
ちょっと近いですね。
おーられーなんてわかる?この。
いい、いい、えっと。
例え話?
そうそう、それそれそれ。
はいはい、で?で?
ということで、実はですね、撮像素子っていうのがちっちゃくなればなるほどピントが合う範囲が広がります。
どういうことかっていうと、ちょっと前のスマホとか携帯電話のカメラはちっちゃかったんですよね。
カメラ、レンズも撮像素子も。
なのでそのまま撮ると、50センチぐらいの距離から一番遠いところまで全部がピンボケにならないぐらいピントが合う範囲が広いっていうことが行われていました。
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パンフォーカスって言うんですけど、昔の使い切りカメラ、写るんですみたいなやつも1メートル以上離れてくださいとか書いてあって、1メートルから一番遠いところまでは全部ピントが合いますと。
ピント調整みたいなさっきの距離を変えるとかしなくても、もう広い距離までピントが合ってるよっていう状態だったと。
そうそうそう。でもそれよりも近いところにするには、やっぱりレンズを繰り出すというかレンズを前の方に持ってく。撮像素子から離すってことをやらなきゃいけなくて。
で、だんだん撮像素子が大きくなったりレンズが大きくなってくると、ピントの合う範囲が狭くなります。
そうするとスマートフォンでもピント合わせが必要になってきて、今のスマートフォンではピント合わせと、あとレンズとかを動かして手ブレ補正をする機能も入っていたりして、つまりスマホの中のレンズは動くんですよね。
へー。
少なくとも前後に動いてピント合わせをします。
で、ピント合わせをするんですけど、どうやってピント合わせをするかっていう話がまためんどくさくてですね。
どうやってっていうのは、レンズを動かしてじゃなくて?
そう、レンズを動かしたらピントが合う合わないっていうのをどうやってわかるかっていうのがありまして、いろんなやり方があるんですけど、
一番わかりやすいのは、レンズを前後に動かしてくっきりしたらピントが合ってるってことにしようっていうのがありますよね。
くっきりってどういうふうに機械が判定するの?
ぼんやりとくっきりの判定は、コントラストが高くなったかっていうので確かめます。
例えば、1本の糸があったとしますよね。ピントがずれるとグレーの幅広に見えるでしょ。
で、ピントが合うと黒い1本に見えますよね。
エッジがくっきりしますよね。
そうすると明るさの変化が、ピントがぼけてるときには、明るいところと暗いところをグラフにすると山がなだらかなのになるんですけど、
ピントがだんだん合ってくると、明るい明るい明るい、暗い、また明るいとか、その逆みたいなコントラストが高くなるっていうのは何となくわかると思います。
そんな合わせ方をするやつがあるんですけど、これの問題点は通りすぎてぼけたらわかるんだけど、
行ったり来たりして一番いいとこ探さなきゃいけないんだよね。
昔のデジカメなんかそうじゃなくて、ギュイギュイって感じで行ったり来たりしてた気がするけど。
レンズ交換ができるタイプのやつじゃなくて、レンズ交換ができないタイプのやつは行ったり来たりするやつが結構ありました。
そうじゃないやつは、距離がいきなり測れるっていうのが入ってるものもありました。
それは昔のフィルムの一眼レフっていうカメラにレンズがくっついて、レンズを取ると中に鏡が入ってるタイプがあるんですけど、
33:00
そこだとレンズから来た光を斜めに置いてある鏡でピント合わせをするんですけど、人間の目ではね。
それをところどころハーフミラーにして光を裏側に取り込んで、ピントがずれるとピントのずれがわかるっていう撮像素子のサブのやつをくっつけて、
どれくらいピントをずらしたら、今のところからずらしたらピントがジャスピンになるか、ジャストのピントになるかっていうのが。
ジャスピンっていうの?
いろんな言い方ありますけど、合唱っていう言い方もするんですよ、焦点が合うので。
でも合唱するって言うとなんか合唱しそうでしょ。
歌う歌う感じ?
歌う歌ったり、あとは。
ラムーってする感じ?
ラムーってする感じになったりするんで、ピントが合うっていう状態を計算して、そこにキュッていけるっていうのがあって、それは行ったり来たりしないんですよ。
でもそれは光を分けてもらわなきゃいけないんで、今の撮像素子だけしかないものでは光を途中で分けてもらうと、そこの絵が変になってしまうので、
今は撮像素子、昔言うとフィルムの上にピントがずれたら明るくなったり暗くなったりするっていう、
光を感じるところにフィルターがあるって話したじゃないですか、緑とか赤とか青の。
そういうのを、そのフィルターの半分を隠すとかやるんです。
上とか右とか左とか下とか。
そうするとピントが合ってないときには、上を隠したやつと下を隠したやつで光の量が変わるっていうのがあって、どれくらいピントがずれてるか計算できるっていうのができまして、
それを増面位相差っていう言い方をするんですけど、調べるときに増面位相差で検索してください。
そうすると撮像素子の面でどれくらいピントがずれてるかが計算できるっていうのがありまして。
増面位相差。
そう、増面位相差オートフォーカスね。
そうって、パウーン。
パウーンじゃないやつね。
合唱って書いてある。
合唱って書いてあるでしょ。
オートフォーカス開始位置、合唱、グインってなんか最短距離言ってるね。
そうそうそうっていうのがあって、それがスマホの素子にも入っていて、それでピント合わせが早くなったり。
あと、昔ポラロイドカメラっていうのがあって、知ってます?ポラロイドカメラ。
ポラロイド車が出てくる、チェキの昔バージョンでしょ?
で、あれは、なんと音のパルスを出して戻ってくるまでの時間をマイクで拾って、映すものまでの距離を測って、つまり外で距離を測って、何点何メートルだからレンズを動かして何点何メートルのところにピント合わせて撮るっていうのをやってました。
私ポラロイド、折り畳み式のポラロイドって知ってる?薄いペラってなってガシャンと立体にして撮るってやつ。
36:07
うん、たぶん。
それしかちょっと知らないんだよね。
SX-70じゃないですかね。
ちょっと待って。
それがたぶんそうだと思います。
ポラロイド、え、なにSX?
SX-70じゃないかな。丸い素子がレンズの横についていて、編み編みの。そこが音を出してのとマイクになってるんじゃないかな。
こんなかっこよくなかったけど、もっと黒い部屈のやつだったけど、あ、でもこれこんなようなやつ。
ところどころ蛇腹になっていてってやつだよね。
そうそうそうそう、プラスチックの蛇腹というか、蛇腹?
蛇腹というか蛇腹でしょ。
蛇腹だったっけ?
開くところがね。
パシャンっていう扇みたいな感じ。
扇型に蛇腹になったやつね。というか折り込んであるというか。
で、それは外で距離を測ってっていうのがあったりします。
へー、これもうないかな。あ、でもそもそもフィルムがもう売ってない?
えーとね、それはちょっと調べてください。その話になるとまた長いんで。
いくつかのスマホとフォンでは、インカメラ、つまり画面側についてるやつに距離センサーがついてるものがあります。
それも立体が分かる距離センサーね。
立体が分かる?えっと、奥行きって意味?
奥行きが面になって分かる。だから顔のデコボコとかが分かるんですよ。
へー。
で、それを使うと。
そんなにたくさんその焦点調べてるの?
それを使ってフェイスIDってなってるんですよね。
あ。
要は、iPhoneの顔認証は写真を撮ってるんじゃなくて顔の形を調べてるんですよ。
なので、暗いところでもフェイスIDが使えたり。
で、いうことはどういうことかっていうと、それで距離が分かればピント合わせも簡単にできますよね。
あの、メモリがついてるレンズだったら。
とかっていうのがあって、いろんなピントの合わせ方があります。
で、ピントが合わせられるってことはレンズが前後に動くっていうことで、
バネで釣ってそれを電磁石で引っ張るっていう構造になっているんで、
磁石の数とかバネのお工夫をするとレンズもいろんな風にゆらゆらできるんですよ。
前後だけじゃなくて。
それをやると手ブレをしたとき。
スマホの中には加速度センサーってのが入ってるんで、スマホがどっちに揺れたかが分かります。
そうすると、その揺れのときにはカメラに映る画像っていうのはこっち側にブレるはずだから、
それを打ち消すようにレンズを動かしてやればいいっていうので、
ピント合わせの磁石の他に、えっとなんていうの、
斜めにずらすような電磁石を入れると、
それで手ブレ補正ができるっていうのをやっているスマホもあります。
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えっとね、大きいカメラでも手ブレ補正はレンズを動かして、
補正するタイプと撮像素子自体を動かして補正するやつと、
それを組み合わせて補正するやつがあったりします。
で、ちょっとお金がなくなるとメカ式に動かすのは大変なんで、
電子式って言ってずれたやつなんだから、
ちょっとずれ方向にうまくこう、
補正してあげれば手ブレが少なくなるよねっていう電子補正の方法とか、
あとはたくさん撮らないと、
暗い時に長い時間シャッターを開けているからブレるんであって、
暗い画像を何枚か撮って足してやれば手ブレしてない画像になるだろうって言って、
短いやつをたくさん撮って足し込むで、
ずれていたらそれを足し込む時にずらしてやれっていうタイプの手ブレ補正とかもあったりします。
じゃあ実際には手ブレ補正してんじゃなくて手ブレ修正ってことね。
そうそうそうそう。
カメラというか写真できれいに撮れればいいわけですから、
今までのカメラと違ってスマホは頭がいいんでいろんな計算ができるので、
そういうところで補正をリアルタイムにかけるとか、
いろんな制御を工夫するっていうのがやりやすいっていうシステムがあるんで、
いろんなことができてカメラの性能向上とかもそういったところも組み合わせてできるようになっています。
もしかしたらピント合わせを順番にピントをずらしながらたくさん撮って、
好きなところにピント合わせた写真が撮れるっていうカメラもできるかもしれません。
分かります?言ってること。
あとで好きなところにピントを合わせられる写真。
そうそうそうそう。
じゃあとりあえず全てのピントで撮っちゃうってことね。
ピントが薄い状態で撮ってやらないとぼかすのが大変なんで。
っていうのとそのぼけを計算すると、
さっき言った距離のセンサーがなくても3Dが作れたりするっていうことができたり、
いろんな応用が考えられています。
とはいえ最後の質問になるんですけど、
最後の質問。
最近のスマホ写真はクオリティが高くなっていますが、
写真撮影する場合には複数のレンズが稼働して画像を合成するのでしょうか?
っていうのがありました。
今ねスマホの機種によってはレンズが4つ付いてるやつはありますけれども、
多くの場合1個1個で撮っています。
なんでかっていうと広角、つまり広い範囲を撮るにはそのためのレンズを作らなければいけません。
広角で撮るってことは広いエリアを撮らなきゃいけないんで、
真ん中のところの解像度は落ちてしまうのね。
拡大すると穴が出てくるんですけど、望遠の写真を撮りたいときにはやっぱりレンズを、
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ズームレンズみたいにレンズの位置を調整して、
狭い範囲だけが撮像素子に行くようにするっていうやり方と、
いやいや、やっぱりそれだと画質が落ちるから望遠のレンズが付いてるやつと広角のレンズが付いてるやつをそれぞれ用意しようとか、
っていうので複数のレンズを準備しているのがあって、
多くの場合1個1個で撮りますが、
工夫次第で組み合わせて最終的な画像を作るっていうことも可能なはずです。
例えば、ファインダーというか、撮る前にカメラを振ってどこを撮ろうかなって思ってるときには広角のやつを使って、
実際撮るときには望遠を使うとかね、そういうやつとか、
あとは暗い画像と明るい画像をそれぞれ撮って明るさを後で補正してあげるとか、
ただ厳密なことを言うとレンズの位置が違ってるわけですから、
ずれてるよね。
逆に言うとその2つを使ってステレオ写真を撮るっていうよりは立体を撮るっていう工夫もしているアプリがあったりもします。
2つの画像を合わせてってでも、よく空をより青くするとかそういうのでなかった気がするな。
修正っていうので。
色自体の修正はいろんなことができるし、
あとは最近はどんなものが写ってるかっていうのを認識できるようになってきてます。
つまり人を写したのか空を写したのかとかっていうので、
これだったらこういう色合いの方がいいよねみたいなのをAIが分かって修正するとかっていうのがあって、
一番分かりやすいのはお目目パッチリにしましょうとかね。
ちょっと細めにしましょうとかね。
肌綺麗に。
肌ツルツルにしましょうねとかね。
細めにしてくれるの?
細めにしてくれるのは空間が歪んでしまうことがあるので気をつけなきゃいけないんですよね。
そこをうまくやるのがアドビープロでしょ?
あと昔からその修正っていうのがあったらしくて、
写真屋さんがガラスの看板を削って修正したっていう実績があるぐらいなんですけど。
明治時代よりからそれやられているんですけど。
今に始まったことじゃないんですよ。
問題はね、私はこんな姿だっていうのが当たり前に写真の中のものが本物で、
鏡に映るのは嘘だって思い始めるとまた問題なんですけど。
そうなの?
そうでしょ?
そうそうだけど、そういうふうになっちゃうの?
なっちゃうのかもしれないなっていうね。
ということでですね、いろんなスマホのカメラの話をしてきました。
何はともあれ、撮像素子が小さくてもたくさんの画素が作れるようになった。
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また小さいレンズでも高精度に加工ができるようになった。
またレンズをちょこまかに動かす。
実はレンズを前後とか左右に動かす技術っていうのは、
スマホに入る前にCDプレーヤーとかDVDプレーヤーが、
レンズを上下左右前後に動かすっていうのが入っていまして、
あのディスクって平らに見えてもぐるぐる回すと揺れたりするのよ。
それに合わせてレンズを動かしたり、
あとはぐるぐる回るものに対してトラッキングっていって、
1本の線を順番に再生していくんで、
そこに合わせてレンズを動かすとかっていうのが既に使われていて、
その技術を使っていたりするっていうのもあって、
そんな交流というか、違うところに使われていたものが
新しいものに使われるっていうようなことも行われていてですね。
スマホを落とすと本体が壊れなくても、
カメラだけ不調になったりすることがあるので気を付けてくださいね。
要はレンズはバネで浮いていて、
それを動かしてピンタ合わせをしているってことは、
ガーンってぶつけるとバネが伸びてしまったりとかっていうことがありますので。
あとなんだっけ。
ピントが合わなくなったことあるわ。
変な壊れ方をすると手ぶれ補正がうまくいかないと、
手ぶれ補正がうまくいかないから、
しっかりぶれないように撮ってもぶれちゃうっていう。
手ぶれ生成になってしまうことがあるので気を付けてください。
手ぶれ機能になっちゃうっていうね。
手ぶれ機能。
これから先ね、スマホのカメラがどうなっていくかっていうのは、
いろんな会社がやっていて、レンズが増えていく方向とか、
あとはさっき言った距離がわかるセンサーが入る。
あとは明るいところから暗いところまで綺麗に映る新しい素子を
持ってくるっていうのがありますけれども、
大きいカメラよりも画質が良くなるっていう可能性はそんなにはないんですよ。
やっぱり大きい精密なレンズと大きい撮像素子を使ったっていうところでは、
とても光の量にしろ、階調、暗いところから明るいところまで、
あとはピントの合わせ方やぼかし方っていうのをコントロールがたくさんできるので、
やっぱりレンズ交換ができるような高いカメラに比べると、
画質が追いつくっていうのはないのかもしれないですけど、
普段自分たちが楽しむレベル、またとても頭のいいコンピューターが載っているわけですから、
その辺を修正してより良い感じの写真に見せるっていうのはとても得意なので、
スマホで満足いく写真が撮れる、スマホのカメラで失敗しないというのは
どんどん便利になったり良い画像になったりすると思います。
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それと同時に、カメラの画質を譲れないっていう方が増えていく中で、
カメラのパーツがちょっと大きくなるっていう方向性もあるかもしれません。
昔みたいに携帯とデジカメじゃなくても1個になっちゃった分、
それについていた機能が欲しいものね。
逆に言うと、スマホで撮れるような写真しか撮れないコンパクトデジカメはどんどんなくなってきてしまって、
今コンパクトデジカメっていうとスマホで撮れない写真が撮れるっていうのがやっぱり有利になっている。
まず、防水で水の中でもジャワジャワいけるカメラね。
あとは超望遠が使えて月とかが大きく撮れたりするっていうタイプ。
あとはやっぱり撮像素子が大きいっていうのを利用して、
大きくないと撮れない高精細な綺麗な写真が撮れるっていうのがコンパクトデジカメでは付加価値として出ているし、
もう1個は問いカメラ、つまり遊びだったり可愛いっていうので攻めているデジカメもあったりはします。
という感じで、普通のデジカメっていうのはどんどんなくなってきてしまったなと思っていて。
そうね。
やっぱりスマートフォンの中でもしかしたらカメラのパーツとカメラを制御しているソフトウェアを合わせれば、
何万円か分の価値はあるのかもしれないなと思いますけどね、実際に。
だって昔はデジカメだって6万円普通にしたよね。
安いデジカメって言ったら変ですけど、小さくなったデジカメの撮像素子とレンズだけ持ってきて、
残りのやつはCPUにやらせればいいわけですから、そもそも付いてるね。
というので、いろんなものがスマホになっちゃったなと思っています。
ということで今日はカメラの基本の話を含めて、スマホのカメラのメールをいただいた疑問にお答えしていきました。
実は科学よりも技術に近いところは私は得意だったりはするんですけど、専門的にはね。
なので今日は原稿ゼロでここまで話してるんですけど。
マジで?さすがそんなことないっしょ。
なので、とはいえ理科っぽいことが解説できるといいなと思っているので、
いろんなご質問、技術のことだけではなくて、科学っぽい質問もお待ちしております。よろしくお願いします。
あと最後に、間に合うかどうか分からない宣伝を一つすると、
11月19、20日に東京ビッグサイトでやっているデザインフェスタ。
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たぶん入場料前売りで1000円ぐらいするんですけど、科学Tシャツを売っています。
今回の新作は?
今回の新作なんだろうな、まだ聞いてないんですけど。
もしデザインフェスタにご興味がある方は寄り道してみてください。
GのエリアでTシャツを売っています。科学TシャツDREAMING IS FREEというのを見つけてみてください。
ということで、今日はこの辺にしたいと思います。
そんない理科の時間では、皆さまからの質問やご意見、コメント、また、
こんな写真を撮りましたよ、みたいなことなどを募集しております。ぜひメールを送ってください。
メールの宛先は、
また、私たち、そんないプロジェクトというグループで、
この番組のほか、そんなこと内緒、そんない雑貨店などの番組も配信しております。
そんない.com、sonnai.comのウェブサイトから各種番組が聞けますし、
また、皆さんが今聞いているポッドキャストのアプリだったり、
オーディオブックのアプリでも聞けますので、ぜひそちらも聞いてみてください。
また、そんないプロジェクトのメンバーは、ラジオトークやスタンドFMなどでの
情報発信もしていますので、そちらも見つけてみてください。よろしくお願いします。
よろしくお願いします。
あとですね、ここまで言って、本当に聞いてくれる人が何割いるかわからないんですけど、
500回に向けて、何かしら企画ができないか考えておりますので、そちらのアイディアもお願いします。
はい、待ってます。
ということで、そんない理科の時間第488回、
お送りいたしましたのは、よしやすと。
かおりと。
まさとでした。
それでは皆さん、次回の配信でまたお会いしましょう。
さようなら。
また今度。
ごきげんよう。
