カメラ初心者必見 デジカメが写真の明るさ(露出)を決定する仕組み

2018年9月25日

アイキャッチどもども!あきです(^^♪

突然ですが、あなたがスマホやデジカメで何気なく写している写真の明るさはどうやって決定されていると思いますか?

そう言われてみると、よく分からないですよね?

最近のカメラやスマホ(内蔵カメラ)は優秀ですから、そんなこと知らなくてもただシャッターを切るだけで理想的な明るさの写真を写してくれることがほとんどです。

じゃあそんなこと知らなくていいじゃん。

あなたはそう思うかもしれませんね。

でも、ちょっと待ってください!

今まで写した写真の中に本当に失敗写真はありませんか?

なんだか暗く写っちゃったなあとか、メインの被写体が明るくなりすぎたとか、そんな失敗写真の一枚や二枚必ずあるはずです。

それだけではありません。

カメラを持つ手が動いて起こる手振れや被写体が動いて起こる被写体ブレなどの失敗も、実は露出の仕組みを知っていれば効果的に防ぐ方法が分かるようになるんです。

かけがえのない一瞬を素敵な写真に写し取るためにも、ちょっとだけ勉強してみてください。

せっかくの思い出のシーンを写した写真がすべて大失敗!

そんな悲惨な目に合わないために。

レンズとカメラが協力して光を露光する仕組み

普段の撮影ではあまり意識しないと思いますが、レンズとカメラには役割分担がありお互いに協力することによって適正な明るさの写真を写すことが出来るのです。

その一つ一つの役割を分解して理解することにより、知識が頭の中でごっちゃにならずに理解できるようになるので、まずは機構の役割を一つ一つ分かりやすく解説します。

レンズの絞り機構がカメラに入る光の強さを決定します

レンズ一体型のデジカメやスマホのカメラを使っていると分からないと思いますが、レンズの中には絞り機構が入っていて、その機構を動かすことによりレンズの集めた光をどれだけカメラの中に入れるかを決められるのです。

まずは、以下の写真を見てください。

絞りリング

これは、私の所有しているフイルムカメラ時代に作られた古いレンズなのですが、この時代のレンズには絞りリングという絞り羽根を動かす機構が付いていて、それを動かすことにより手動で絞りを設定していました。

絞りF11絞りF2

この写真を見ればよく分かると思いますが、レンズの中に多角形の穴を作り出すために複数の羽根が入っていて(このレンズでは7枚)それを動かすことにより穴の大きさを変えて、カメラ内に入れる光の量をコントロールします。

現在では趣味性の高い一部のレンズを除き、絞りリングは省略されカメラの設定で絞り羽根をコントロールしますが、その場合でもレンズの中の絞り羽根が動いて穴の大きさを変えているので、そのことをイメージして撮影しましょう。

  • 絞りはFナンバーで表される
  • F2など数値が小さいと絞り穴が大きくなり、光がたくさん入る。
  • F11など数値が大きいと絞り穴が小さくなり、光が入る光が少なくなる。

数値が小さい方が穴が大きく光がたくさん入ると覚えておきましょう。

カメラのシャッター機構が光を撮像素子に当てる時間を決める

レンズの絞り機構を通ってカメラ内に入ってきた光は、撮像素子(イメージセンサー)に当たって露光されて画像になるのですが、その前にシャッターがあり、撮影者がカメラのシャッターボタンを押した瞬間(シャッターを切ると表現します)一瞬だけシャッター幕が開いてイメージセンサーに光を当て、めでたく写真が写されます。

α9のシャッターユニット

この写真はSONYが誇る高速連射カメラα9のシャッターユニットなのですが、ここに写っている4枚のシャッター羽根が高速で動いてその後ろにあるイメージセンサーに設定された時間だけ光を当てるのです。

一眼レフはシャッターを切った瞬間、シャッターユニットだけでなくミラーも動くのでわかりずらいのですが、文字通りミラーのないミラーレスカメラの場合、シャッターを切るとその瞬間「ちゃっ」と音がして指や手のひらに微かな振動が伝わるのが良くわかります。これがシャッターが動いた瞬間の音と振動なのです。

これで、シャッターを切った瞬間レンズの絞り穴を通ってきた光がカメラのシャッターユニットに到達し、そのシャッターが一瞬だけ開いてイメージセンサーに光を当てるところをイメージできるようになったと思います。

カメラのISO感度でイメージセンサーの感度を決める

写真の露出を決める最後のパーツがISO感度の設定です。

これは、前の二つと違い何かの機構が動くわけではなく純粋なカメラの設定です。

カメラで設定するなら、これはデジカメ特有の機能なのかな?と思うかも知れませんがそうではなく、フイルム時代にもISO感度の設定はしていました。

どのように?

そんな疑問が湧くかもしれませんね。

それは、フイルム自体で設定したのです。

この説明じゃよく分かりませんね(笑)

現在でもフイルムは売られていますが、このフイルムはISO100。このフイルムはISO400。
とフイルムごとに感度が決められています。

フイルムパトレーネ

このようにパトレーネ(ロールフイルムを入れるケース)に大きく数字が書かれていますが、これがそのフイルムのISO感度なのです。

ですから、カメラにフイルムを装填したら、まずダイヤルなどでISO感度の設定をします。今回はISO100のフイルムを入れましたとカメラに分かるように知らせてあげるのですね。(自動で設定されるカメラもあります)

それでそのISO感度とは何?

いい加減それを書かなきゃダメですよね(^^;)

簡単に言うと、ISO感度というのはフイルムやセンサーにどれくらいの光を当てると丁度良い露出になるかを表す数値です。

ISO感度はISO100、ISO1600などの数値で表されますが、この数値が大きくなるほど少ない光でも適正な露出になります。

ですから一般的には、日中の昼間などの明るい場所ではISO100などの低い数値にし、室内や夕方などの暗い場面では高く設定します。

先ほど解説したように、フイルムカメラは使うフイルムによって感度が決まっているので、そのフイルムを使い切るまで感度は変更できませんでした。

しかし、デジタルカメラでは一枚ごとに感度を変更することが可能になり、しかもフイルム時代では考えられないような高感度で撮影することが出来るようになって、撮影の幅が大きく広がりました。

このISO感度にはカメラごと(正確にはイメージセンサーごと)に基準の感度があり、その感度(ISO100か200が多い)で撮影すると一番高画質で撮影出来ます。そして、数値を高くすればするほど少しずつ高感度ノイズが増えて画質が荒れて行きます。

ですから、なるべくなら基準感度で撮影したいのですが、そうするとたくさんの光をセンサーに当てないと適正な露出にならないので、シャッタースピードが遅くなってしまいます。

するとどうなるのか?

シャッタースピードが遅いという事は、カメラを静止する時間が長くなることになり、どうしても手振れしやすくなります。

極端な例ですが、夜景をISO100で撮影しようとすると、シャッタースピードが数秒間必要になってしまいます。

三脚を使えばそんな撮影もできますが、手持ち撮影で数秒間カメラを動かさずに静止させるのは至難の業なのは分かると思います。

ですから、画質が多少荒れる事とのトレードオフですが状況によりISO感度を上げてぶれないようにするのです。

最近のデジカメは高感度(ISOの数値を高くする)でもノイズが少なくなっているので、ブレるくらいならISO感度を上げた方が失敗が少なくなると思います。

簡単にまとめると以下のようになります。

  • ISO感度設定でイメージセンサーの光に対する感度を決める
  • 基準感度にするとノイズが少なくきれいな画像になるが、シャッタースピードが遅くなりブレやすくなる。
  • 高感度(ISO1600など)にすると高感度ノイズが増えて画像がやや汚くなるが、シャッタースピードが早くなりブレにくくなる。

3つの仕組みを使って自分の露出を決定しよう

レンズの絞り、シャッタースピード、ISO感度。

この3つの設定で写真の露出を制御できることは分かりましたね?

でも、適正な露出とはいったいどのような露出の写真なのでしょうか?

そのことを考える前に、写真を撮るときに被写体に当たる光の状態をちょっとだけ考えてみましょう。

一番よくある状態が撮影者の後ろに太陽などの光源があり、被写体の正面から光が当たる順光だと思います。

この順光は被写体の色と形が細部まで精密に写るので、少しでも写真が暗かったり明るかったりするととても違和感が出てしまいます。ですから、適正な露出は誰が見てもほとんど同じになります。

次にこの写真を見てください。

Tシャツのふち

この写真は、我が家の洗濯機に引っ掛けられていたTシャツの縁が背後の窓から差し込む光で光っていたのがとてもきれいに感じたので、その逆光に輝く光を強調するように撮影しました。

この写真は、いわゆる適正な露出からはかけ離れていて大幅なアンダー露出になります。でも、この露出が私にとっての適正露出だったのです。

記事が長くなってしまったので、この後に書こうと思っていたAE(自動露出)については、次の記事に譲ります。

今回と次の記事を読めば、露出の基本はマスターできると思うので、宜しければ次回もお付き合いください。
ではでは(^_-)-☆

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