|
|
|
 |
|
第196回：光学ズーム とは
|
|
|
 |
大和 哲
1968年生まれ東京都出身。88年8月、Oh!X(日本ソフトバンク)にて「我ら電脳遊戯民」を執筆。以来、パソコン誌にて初歩のプログラミング、HTML、CGI、インターネットプロトコルなどの解説記事、インターネット関連のQ&A、ゲーム分析記事などを書く。兼業テクニカルライター。ホームページはこちら。
(イラスト : 高橋哲史) |
|
|
|
|
光学2倍ズーム機能を搭載した「V602SH」
|
人間に視野があるのと同様に、カメラにも画像として撮影できる空間の範囲があり、これを「画角」と言います。撮影時に画角を変えることを「ズーム」といいます。ズームは、たとえば、撮影したいものが遠くにある場合、その部分だけをピックアップして撮影する望遠撮影などに必須の機能です。
光学ズームは、デジタルカメラのズーム機能を実現する方式のひとつです。光を受けて画像を信号に変えるイメージセンサーと、光学系、つまりレンズの距離を調整することで、画角を変えます。
最近のデジタルカメラには、デジタルズームに加えて、この光学ズームが使える機種が多くあります。また、携帯電話のデジタルカメラ機能でも、ボーダフォンのV602SHのように、光学ズームを搭載するものが出てきました。
■ 光学ズームとデジタルズームの違い
携帯電話やデジタルカメラのズーム方式には、この光学ズーム方式と、デジタルズーム方式があり、また両方が組み合わされて使われることもあります。光学ズーム2倍、デジタル20倍であわせて40倍までズームが可能、というようにです。
デジタルズームは、レンズなどを物理的に動かすのではなく、デジタルデータを加工することによって画角を変更します。イメージセンサーから取り込まれた画像の一部のみをカメラ内部でトリミングし、メモリに記録する画素数にあわせて演算で拡大縮小します。
デジタルズームと光学ズームでは、取り扱いの容易さや、撮影された画像の画質などいくつかの点で大きな使い勝手の違いがあります。
デジタルズームは、比較的多くの機種で実現されています。というのも、物理的に追加しなくてはならない機材が不要で、処理をデジタルカメラ（携帯電話）が持っているイメージセンサーやマイクロコンピュータだけで実現できるからです。光学ズームではレンズやそれを動かすための機構が必要になるため、より複雑な機構が必要になります。その分、大きさ、重さが増えてしましますし、コストもかかります。
しかし、デジタルズームには、望遠撮影した場合、画像が劣化しやすいという問題があります。デジタルズームによる望遠の原理は、イメージセンサーによって撮影された画像の一部分を切り取って、それを撮影画像サイズに拡大する、というものです。つまり、画像の情報量である有効な画素数が、本来必要な数より少なくなってしまうので、結果として撮影された画像が荒くなってしまいます（ソフトウエア的に工夫して粗を目立たなくする技術もありますが、それでも光学ズームに比べると画質の面ではかなり不利になることは間違いありません）。
これに対し、光学ズームは、望遠撮影したときの画質はデジタルズームに比べてかなり有利です。「収差」と呼ばれる、レンズの中央から入ってくる光と、レンズの端から入ってくる光の焦点がずれることによって、画像の中央はピントが合っているのに隅の方のピントが多少ずれるというような微妙な画質の劣化が起こるものの、レンズの焦点距離を換えることでズームを行なうので、画角を変えてもイメージセンサーの受光面積、つまり、画像を見てデジタルデータに変える際の画素をフルに使うことができます。画像の情報量が確保されるので、撮影した像の画質には目立った劣化などは発生しにくいことになるからです。
|
|
光学ズームは光学的に画角を変えるため、画質の面では有利だ。ただし、レンズ枚数やモーターなどの機材の重量といった、小型化軽量化に障害となる要素が多い
|
■ 技術的な壁を乗り換えるための技術が投入されている
携帯電話や最近流行の小型でスリムなデジタルカメラに、光学ズーム機能を搭載するには、さまざまな技術的な困難があります。
先ほど話しに出てきた「収差」を小さくするためには、レンズを複数組み合わせる必要が出てくる、あるいは自動でズームを行なうためにはアクチュエータを組み込まなければならないなど、ある程度機械を組み込むための大きさが必要になりますが、携帯電話の筐体は小さく、これらを収めるには、さまざまな困難が伴います。
あるいは、強度という問題もあります。携帯電話やスリムデジカメの場合、かばんや服のポケットなどに無造作に入れられ持ち運びされることも多いため、強度がなくてはなりませんし、万一破損した場合でも、体を傷つけるようなことは避けなければならず、小型のガラスレンズなどは使いにくいことになります。
これらの乗り越えるために、デジタルカメラや携帯電話用のズーム機能には、非球面レンズ、小型アクチュエータなど、さまざまな新しい技術や素材が投入されています。
たとえば、FDKとマクニカという会社が開発した、光学2倍ズームとマクロの機能を持つ携帯電話カメラ向けのレンズユニット「FMZ10」では、樹脂で作られた3枚の非球面レンズが組み合わされています。レンズを動かすには、大きなカメラなどではステッピングモーターが使われるのが普通ですが、この製品では、超小型の電磁アクチュエータを搭載し、小型化を図っています。
また、最近の今年7月に行われた展示会「インターオプト'04」では、セイコーエプソンが2.5倍の光学ズームとオートフォーカス機能を備えた携帯電話用レンズモジュールを出展しました。この製品は、ズームレンズを動かすのに「超音波モータ」を採用しています。超音波モータは，圧電素子に電気をかけ、おきる振動から力を取り出すという超小型モーターで、マイクロマシンの新しい技術としても注目されているものです。
このほかにもレンズ素材として（携帯電話用としては実用化されていませんが）、透光性セラミックスレンズなども注目されています。
今年の8月に、カシオ計算機が村田製作所と透光性セラミックス“ルミセラ”を利用した透光性セラミックス製レンズを開発したと発表しています。樹脂レンズはガラスより丈夫で割れることもなく、小型カメラに利用されていましたが、屈折率が低く、ガラスレンズより厚く作らざるをえないというような事情がありました。
透光性セラミックスは、光学ガラスを上回る屈折率と高い強度を持つことから、同社ではズームレンズを薄型化できる素材として注目されています。現在、このレンズがカシオの薄型デジカメEXILIMシリーズなどに使われています。
■ ＵＲＬ
ニュースリリース（FDK）
http://www.fdk.co.jp/whatsnew-j/fmz10-j.html
インターオプト'04
http://www.oitda.or.jp/main/io/io04home-j.html
ニュースリリース（カシオ）
http://www.casio.co.jp/release/2004/ceramic_lens.html
■ 関連記事
・ 初の光学ズーム搭載機「V602SH」
・ V602SH（ジェイドブルー）
（大和 哲）
2004/09/22 11:33
|
|
|
|
|
|
