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最近、思い切ってマイクロフォーサーズ規格のレンズ交換式デジカメを購入したのですが、何度か使っているうちに次第に撮影の都度、機械式のシャッターがバシャって動く理由が気になってしまい質問させていただきました。

市販されているデジタル(一眼)カメラが、静止画を撮像する際に機械式のシャッターを必要としているのはどのような理由からなのでしょうか。

デジタルカメラで、ライブビューが実現できているということは、仕組みとしてはデジタルビデオカメラに近いのではと推測しています。その場合、単純にシャッターを押した前後の撮像素子からの信号から、静止画を生成すれば良いのではないかと思うのですが、ほぼすべてのデジタルカメラに機械式のシャッタが搭載されている以上、何か合理的な理由があるだろうと思います。

素人っぽい疑問で大変恐縮ですが、カメラにお詳しい方、撮像素子の仕組みや光学分野にお詳しい方、ヒントやアイディアでも結構ですので教えていただけないでしょうか。よろしくお願いします。

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A 回答 (4件)

ビデオカメラをお使いなら、多分経験済みだと思いますが、CCDセンサーは、信号の読み出しラインに沿って信号をバケツリレー式に転送しますので、電子シャッターだと、強い光を受けると飽和電流が読み出しラインに溢れ出しスミアが発生します。


C-MOSは、個々のセル単位でスイッチング回路があるので、スミアは発生しませんが、高速シャッターでは、CCD同様色ムラが発生する事があります。

ですから、コンパクトカメラでも殆どはレンズシャッターを併用しています。だだ、殆ど無音ですから擬音を付けています。
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この回答へのお礼

kuma-gorouさん、回答ありがとうございます。

大変良く理解できました。

たしかに、kuma-gorouさんのおっしゃる通り信号を読み出している最中に、同じ画像に合成する他の素子の露光が進行してしまうと、あとあと調整が面倒ですね。

機械式シャッターで撮像素子を強制的に暗状態にしてしまってから読み出せば、このあたりの考慮をしなくてすむので合理的だと思います。

単純にライブビューの場合、シャッターが

  明(開)→暗(閉)→(読み出し)→明(開)

という風に動作をしているのだと思い込んでいたのですが、実際は

  明(開)→暗(閉)→(撮像素子をリフレッシュ)→明(開)→(露光)→暗→(読み出し)

と動作していた訳ですね。

すっきりしました。

お礼日時:2009/10/27 08:45

機能的には、電子シャッターでも問題ないんだと思いますが、スミアやブルーミングなどの問題でどうしても機械式シャッターが必要なようです。

今後の技術の進歩によっては、マイクロフォーサーズのようにミラーレスで、しかも機械式シャッターレスのカメラが出てくるかもしれませんね。

ちなみに、ニコンのD40は、電子シャッターと機械式シャッターを併用しているので、1/500秒でもストロボが同調する利点はありますが、スミアやブルーミングなどは避けられなかったようで(「d40 ブルーミング OR スミア」で検索すると、結構ヒットします)、次期モデルのD40xやそれ以降は機械式シャッターだけになっています。
http://www.nikon-image.com/jpn/products/camera/s …

http://www.nikon-image.com/jpn/products/camera/s …
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この回答へのお礼

sokojasoさん、ありがとうございます。

スミアとブルーミングというキーワードで一気に世界が広がりました。撮像素子にCCDを使う場合は特に、機械式シャッターがあると有利で画像処理する前のデータが安定するという点は非常に良く理解できました。

これで安心してシャッターを切れます(シャッターを切るたびに、このカメラ、掌の中で大げさに無駄なことしてるんじゃないか、という疑念をかすかに抱いていたもので)

>ちなみに、ニコンのD40は、電子シャッターと機械式シャッターを併用しているので、

これは面白いお話ですね。機械式シャッターを開いて、電子シャッターを落とすという感じなのでしょうか。

撮像素子(特にCCD)からの信号読み出し速度が高速化して、機械式シャッターの速度を上回る様にならない限り、機械式シャッターがある方がカメラに撮っては有利ということなんですねー。

たいへん勉強になりました。

お礼日時:2009/10/27 09:12

>この部分、逆説的なんですが、ライブビューが実現できているということ


>は、撮像素子の発熱によるノイズは無視できる、あるいは現実的な稼働時間
>では問題にならないレベルにできたということにならないでしょうか?
今はそうかもしれませんが、一寸前まではそうではありません。
例えばNikon D100だと長時間露光ではセンサーが発する熱が原因で赤カブリするという現象が発生します。
コンデジではセンサーサイズが小さいので簡単な冷却機構で発熱問題は解決できますがAPS-Cサイズでは簡単には解決しません。センサーの方式が異なるのも原因の一つです。

機械式シャッターを必要とする理由の一つに「光学ファインダー」があります。光学ファインダーのメリットはライブビューのような遅延が発生しないこと。
あとは画質を優先した結果の選択と、他のデジカメとの差別化を明確にすると言う戦略的意味合いもあると思います。
更に言うとライン転送式のCCDイメージセンサーでは流し撮りのようなテクニックを使用した際に被写体の大きさが変わってしまったりまっすぐなモノが曲がってしまうと言う現象が発生します。これは機械式シャッターでも起こりうる現象ですが機械式の場合はシャッター幕を横走りから縦走りにすることでほぼ解消されています。
画質優先で様々な用途に使用される一眼レフではその欠点はある意味致命的です。

家族写真など極々一般的な使用用途であればその様な欠点は無視できますが、モータースポーツやウィンタースポーツのようにスピードのある競技では遅延が発生するファインダーより光学式ファインダーが絶対有利だし、電力消費という点でも絶対有利。
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この回答へのお礼

bardfishさん、回答ありがとうございます。

>コンデジではセンサーサイズが小さいので簡単な冷却機構で発熱問題は
>解決できますがAPS-Cサイズでは簡単には解決しません。センサーの
>方式が異なるのも原因の一つです。

bardfishさんのおっしゃる通り、撮像素子のサイズや仕組みによって装置側での対応が異なる、というのはよく理解できます。確かに質問を挙げる前の段階でその点に思い至るべきでした。

無理に冷却のことを考えるならば、必要なときにだけ稼働させる様にした方が断然シンプルな解ですね。

>機械式シャッターを必要とする理由の一つに「光学ファインダー」が
>あります。光学ファインダーのメリットはライブビューのような遅延
>が発生しないこと。

光学ファインダーの部分は質問を投稿する前にちょっと考えてみたんですが、ミラーを開閉させることと、撮像素子自体に機械式シャッターをつけなければならない点の因果関係が不明だったので質問時には特に触れませんでした。

ありがとうございました。それにしてもカメラの世界は奥が深いですね!

お礼日時:2009/10/27 08:58

一眼レフに機械式シャッターが搭載されている理由は


もともとが機械式シャッターからきていますのでその流れもありますが
長時間シャッターを開いて、センサーを稼動させると熱を持ち
画像にノイズを発生させるからです。

また、現在のCanonの一眼レフで、ライブビューモードを搭載した
一部の機種では電子シャッター式でシャッターが切れるモードが
ありますが、通常使用するモードではありません。

また、常に入ってくる膨大な画像情報を画面を切り取るだけで
綺麗な画像が得られるようにするには、シャッターを切るたびに
設定したシャッタースピードで入ってきた映像情報を元に
電気的に演算処理して、画像上に再現しなければなりません。

その演算をカメラのボディの中でやってしまうのでどうしても
無理があります。

知っていますか?
ビデオカメラに搭載されているカメラ機能は、まさにこの弊害が
でていて、カメラ機能でシャッターを切って実際の画像になるまでに
数秒かかる機種が多く、ちょっと前までデジカメ兼用でビデオを
買った人の多くは、デジカメ機能としては不満を持っていました。

シャッター音がそんなに気になるなら、
いや、シャッター音をそんなに気にしなければならない撮影を
されるなら、一眼レフからは手を引かれることです。

この回答への補足

Us-Timooさん、回答ありがとうございます。

長文になりますが、補足で質問させてください。

>長時間シャッターを開いて、センサーを稼動させると熱を持ち
>画像にノイズを発生させるからです。

この部分、逆説的なんですが、ライブビューが実現できているということは、撮像素子の発熱によるノイズは無視できる、あるいは現実的な稼働時間では問題にならないレベルにできたということにならないでしょうか?

>綺麗な画像が得られるようにするには、シャッターを切るたびに
>設定したシャッタースピードで入ってきた映像情報を元に
>電気的に演算処理して、画像上に再現しなければなりません

これもどのように画像処理用のASICをデザインするかという問題で、おそらく実行することになる処理そのものはそれほどかわらないのではと思います。

シャッターを押すというイベントからCMOSのデータ前後数フレームを画像処理プロセッサのメモリ上に転送、画像処理実行、ストレージに保存という流れをキックすれば良い訳で、Us-Timooさんがおっしゃるように必ずしも機械式のシャッターがなくても実現できる様に思います。(推測です、詳しい方がいらっしゃいましたらばしばしご指摘ください)

ライブビュー時はカメラ本体の小さな画面に映る程度に処理をすれば良いので、常に撮影と同等の処理をリアルタイム実行している訳ではないでしょうし。

ただそうなのであれば、機械式シャッターがこれだけ多くの機種で使われているのはなぜなのでしょう。

何か画像処理上のメリットがあるのでしょうか。。。


>シャッター音がそんなに気になるなら、
>いや、シャッター音をそんなに気にしなければならない撮影を
>されるなら、一眼レフからは手を引かれることです。

こちらは本文にもあります通り、質問者の意図はデジタルカメラに「機械式のシャッターが必要な理由」が気になったというもので、特に撮影時にシャッター音がすることの評価については言及しておりません。(ちなみに個人的にはあのパシャッというメカっぽい感覚は嫌いではありません)

補足日時:2009/10/27 03:33
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使えなくなるため、撮影の一瞬だけシャッターを開いて、閉じる必要があったため
シャッターを切る必然性は分かります。

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これはなぜなのでしょうか?
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現在の所電子式シャッター(従来の機械式にシャッター幕を動かすシャッターではなく電気的なON・OFFで露光時間を制御するやり方)だけでは不具合があるので、高級機では機械式シャッターのみ、または機械式と電子式の切り替えという方式になっています。

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ミラー音については既出ですが(フィルム機でも一眼レフに較べるとミラーの無いレンジファインダー機ははるかに静かでした)、確かにフォーマットが大きいほどシャッター音は大きいですね。

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不具合はCCDの場合「スミア」というフレアのような現象、CMOSの場合動く物が歪む現象(ローリングシャッター歪み)、となって現れます。
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よろしくお教えください

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ASA (ISO) 100 Film の感光粒子径は 6~8μm と言われ、これから 35mm Film を Scan するのは 3600DPI が理論限界みたいな解説を読んだ記憶がありますが、Film の感光粒子は規則正しく並んでいるわけではなく、2 つの粒子の間にもう 1 つの粒子が顔を覗かせているような層を成しており、粒子同士がくっついて大きな粒子状になっている箇所もあります。

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Digi'Came' でも LPF (Low Pass Filter) のせいで 1000 万画素以上を謳っていても 600 万画素以下の高額一眼レフ機の方が遙かに解像度が高かったりしますし・・・。

素敵な Camera Life を(^_^)/

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Qメカニカルシャッターと電子シャッターの特徴

 メカニカルシャッターと電子シャッターは、
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ご参考

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※動体歪み

Q死ぬまで一緒に活躍できるカメラのおすすめは?

デジタルカメラになってからは、1-2年毎に新機種を買い換えるようになりました。
写真もHDDにしまってあるだけで何となく達成感?のない写真生活です。
フィルム時代は、毎回プリントして、アルバムに貼り付け楽しんでいました。
本棚にはアルバムが並んでいます。
デジタルになって、確かに便利にはなりましたが、プリントまでのハードルが高くなってしまいました。

また、最近は気に入って、10年以上一緒に過ごせるカメラがなくなりました。
何となく物足りない感じです。(うまく表現できません)
残りの人生、10年、うまくいって20年、修理しながら一緒に過ごせるカメラが欲しいと思います。
デジタルだとやはり難しいのでしょう。
フィルムカメラだと修理しながら使えそうですが、フィルムがなくなればおしまいです。
まあ、あと10年位は大丈夫だろうと考えていますが?

ずばりお薦めはどんなカメラでしょうか。
やはり、ライカなんでしょうか?(中古しかありませんが)
コンタックスT2はもう20年使っていますが、そろそろ修理が心配です。
あと20年は?
お薦めのカメラを教えて下さい。

デジタルカメラになってからは、1-2年毎に新機種を買い換えるようになりました。
写真もHDDにしまってあるだけで何となく達成感?のない写真生活です。
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Aベストアンサー

ローライ35じゃないかな・・・。
http://rollei35.world.coocan.jp/
http://www.osk.3web.ne.jp/~hirodas/suki/camera/Rollei35-01.html

とにかくコンパクトで持ち歩いても邪魔にならず、置いといて場所をとらない、というのが第一です。デジカメばかりのカメラバックの隅に忍ばせて、ゆっくり被写体と向き合う・・・というのに向いているカメラで、カメラを持った時のずっしり感も良いですし、レンズは腐ってもテッサー(ゾナー付きの希少物もありますが)、目測によるピント合わせですが、実に味のある写真を作ってくれます。

ライカなどより値ごなれしていて安く、その割にマニアックな方が好むカメラなために、状態の良いものが比較的入手しやすいという点もあります。更に言えば、電子部分が無く修理もしやすい設計になっており、その意味でも長く使っても安心なカメラです。
http://bizmakoto.jp/makoto/articles/1011/30/news007.html

Q何故一眼レフやミラーレス一眼はCMOSなのか?

デジカメに使われてるイメージセンサーは大きく2種類、CMOSとCCDがあります。今の主流はCMOSで、スマホから一眼レフやプロ用のカメラまで幅広く使われています。

一方、CCDにも需要があって、よくコンパクトデジカメに使われています。コンパクトデジカメでもCMOSが主流ですが、CCDも2割くらいのシェアがあって、CMOSよりCCDの方が画質が良いと評判の声もあります。少し前の携帯電話のカメラなどにもCCDが使われてました。電池がすぐ切れたそうですが。

CMOSとCCDを比べると、どちらが高画質か、これは一長一短で難しいところでしょう。ただ、CCDには特有の良さがあって、それを好む人はCCDを選ぶでしょう。これは、カメラマン一人ひとりの選択に帰着する話です。そして、CMOSよりCCDの方が高画質といった声はよく聞きます。逆もあると思いますが。

さて、一眼レフやミラーレス一眼だと、ほぼ全てCMOSで、CCDが絶無に近いです。何故でしょうか?

CCDの最大の欠点は、消費電力の多さです。貧弱な電池だと、すぐ切れてしまうそうです。でも、一眼レフもミラーレス一眼もボディーが大きいから、大容量の電池を積めるのでは?カメラマンとしては、CCD特有の画質を一眼レフで再現したいのでは?

あと、一眼レフ用イメージセンサーの画素数の低さが気になります。コンパクトデジカメだと2000万画素とかよく見ますし、価格が1万円くらいです。でも、10万円くらいする一眼レフの画素数は1000万とか、単純に半分です。画質は画素数の他にレンズやイメージセンサーのサイズも重要で、一眼レフは大きいサイズのイメージセンサーを使っていて有利なのでしょうが、イメージセンサーが大きくなると画素数が減るものなのでしょうか?一眼レフの方が高級で高画質という感じがしますが、画素数だけならコンパクトデジカメの方が優れていて、これが気持ち悪いです。

デジカメに使われてるイメージセンサーは大きく2種類、CMOSとCCDがあります。今の主流はCMOSで、スマホから一眼レフやプロ用のカメラまで幅広く使われています。

一方、CCDにも需要があって、よくコンパクトデジカメに使われています。コンパクトデジカメでもCMOSが主流ですが、CCDも2割くらいのシェアがあって、CMOSよりCCDの方が画質が良いと評判の声もあります。少し前の携帯電話のカメラなどにもCCDが使われてました。電池がすぐ切れたそうですが。

CMOSとCCDを比べると、どちらが高画質か、これは一...続きを読む

Aベストアンサー

その画素数の意味を、逆方向から考えてみましょう :-)

フルHDがどのくらいの画素数かと言うと、実は207万画素しかありません。
これが、大衆が「TVがきれいになった」と錯覚した、脅威の高画素の正体です(笑)

撮像素子の画素数と、記録された写真の画素数をそのまま比較はできませんが
一般の人が必要としている画素数は、存外たいした画素数では無いのです。

IXY140はたしかに約2000万画素のCCDで、2000万画素弱の写真を撮れますが
4Kモニターでもなければ、その画素を活かす手段が無いのが現実です。
あるいは、A1に対応したプリンターを持っていれば別ですが…

一般大衆の多くが1366x768、わずか104万画素の液晶画面で
パソコンを使っているくらいですから、その20倍もの画素数を求める人は、ごく一部です。

子供の記録をうまく撮るためにミラーレスを選ぶ人も大勢いますが
2000万画素で撮って、A1でプリントするなんて人はほぼいないと思います。


すでにCMOSでも2000万画素級製品は出ているようですが
これがコンパクトデジカメに採用される理由は、最高画質のためというより
むしろ、デジタルズーム()機能のためではないかと思います。

強迫観念で最大画質で撮り続け、SDカードでも
自宅のHDDでも、容量不足に追い込まれるくらいなら
あるいはバックアップしきれずに、とりこぼすくらいなら
2000万画素CCDのカメラで、中画素設定で撮るほうが賢い気がします。
デジタルズームで撮った写真だけ、画質が落ちて見えるなんてことも避けられちゃいます(笑)


巨大なレンズを持つカメラほど、ヒエラルキーの上にあるのは
単純に、レンズの大きさが、フィルムや撮像素子よりも、より大きな意味を持つからです。

もちろん、20年前に輸入されていたような中国製中判カメラよりいい画質が
コンパクトデジカメでも得られるくらい、レンズ設計は飛躍的進化をとげました。

でも、昔のレンズの味といった曖昧なものには、永遠に勝てるわけでも無く
同時期の一眼レフやミラーレスに、撮像素子の画素数だけ勝っても、画質で勝てるわけでは無いのです。

いつか、レンズ性能が飽和する日がくれば…レンズの大きさが
画質の差として、認識できなくなる日も来るんでしょう…

たとえば、黒く見えないほど、何もないかのように、非常に黒い素材が最近発表されていて
これはレンズの小型化に、大きな効果が得られるかもしれません。
http://www.youtube.com/watch?v=vqA5072h6PU
http://tozanabo.com/archives/vantablack_cnt.html

そういった、新技術は、いつかレンズ性能を飽和させるでしょうが、かなり先のことじゃないかと思います。


もちろん、特殊な条件を除けば、素人が満足する画質は
コンパクトデジカメで、とっくに実現しているような気はしますけどね。

最終的に、シャッターチャンスに恵まれることが
究極の写真術だと感じてから、スペック厨はやめちゃいました(笑)

この10年で一番大事な写真は、普通にコンパクトデジカメで撮った写真なんです。
スペック厨を患っていたころは、全速シンクロの最強一眼レフペンFを使ったりもしましたけどね(笑)

その画素数の意味を、逆方向から考えてみましょう :-)

フルHDがどのくらいの画素数かと言うと、実は207万画素しかありません。
これが、大衆が「TVがきれいになった」と錯覚した、脅威の高画素の正体です(笑)

撮像素子の画素数と、記録された写真の画素数をそのまま比較はできませんが
一般の人が必要としている画素数は、存外たいした画素数では無いのです。

IXY140はたしかに約2000万画素のCCDで、2000万画素弱の写真を撮れますが
4Kモニターでもなければ、その画素を活かす手段が無いのが現実です。
あるい...続きを読む

Qシャッター音の有る機種と無い機種の違いに付いて

以前デジタルカメラは

「OLYMPUS C-3000 ZOOM」
「LUMIX Panasonic FZ2」

と使っており

2年前から「EOS Kiss X5」に買い替えました

過去の2機種はシャッター音が電子音だったので消せましたが、「EOS Kiss X5」はアナログオンで消せません。価格帯は3機種とも5万円前後なので、安いカメラが電子音という訳では無さそうです。

センサーが「CCD」と「CMOS」の差なのか、これが「一眼レフ」と「デジタルカメラ」の差なのか。シャッター音のする機種としない機種の違いは何なのでしょうか?


「EOS Kiss X5」はシャッター音が気持ちよく好きなのですが、野鳥を撮ると音に驚いて逃げてしまいますね。

Aベストアンサー

多くの回答がありますので、まとめますと、


●一眼レフのシャッター音

フォーカルプレーンシャッター(メカニカルシャッター)とミラーの動作音が複合された音です。
物理的に動作する機構があるので、シャッター音は消せません。
が、最近はミラーレス機と同様、ミラーを上げっぱなしにして、イメージセンサの画像をそのまま液晶に表示できるので、そのライブビューで撮影する場合は、機種にもよりますが、ミラーが動かないので、ミラー音はしなくなります。
さらに、メカニカルシャッターを使わない、電子シャッターモードを備えている機種もあり、その場合は、ミラー音もシャッター音もしない、無音撮影も可能です。


●ミラーレス一眼・コンパクトデジカメのシャッター音

ミラーが存在しないので、ミラー音は発生しません。
シャッターは、機種により、メカニカルシャッターを備えているため、その場合はシャッター音は発生します。コンパクトカメラのメカニカルシャッターは、小さいユニットなので、ほとんど動作音がしません。

なお、ミラーレス一眼もコンパクトカメラも、メカニカルシャッターを搭載しない、電子シャッターのみの機種もあり、そういった機種では、擬似的にシャッター音を出すことも出来ます(携帯カメラと同じ)。



●フォーカルプレーンシャッターとミラーの動き

Nikon D600のミラーとシャッターの動きのスロー動画を載せておきます。
https://www.youtube.com/watch?v=jC1a91XxUl8


>シャッターって円形に重なって閉じていくイメージがありましたが、違うんですね。

それは、レンズシャッター方式のカメラのイメージですね。昔の中判一眼レフや、写真館にあるような大判カメラなどで採用されていますが、現在の一般用の一眼レフでは採用されていません。
それは、構造上シャッタースピードを速く出来ないなどの欠点があるからです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%A3%E3%83%83%E3%82%BF%E3%83%BC_(%E3%82%AB%E3%83%A1%E3%83%A9)


>レフを無くしてファインダーに液晶のコピーを写るようにした最近流行りの「ミラーレス一眼」は、また別のセンサーを使っているのですか??

いいえ、撮影用のセンサとライブビュー時のセンサは同じです。

多くの回答がありますので、まとめますと、


●一眼レフのシャッター音

フォーカルプレーンシャッター(メカニカルシャッター)とミラーの動作音が複合された音です。
物理的に動作する機構があるので、シャッター音は消せません。
が、最近はミラーレス機と同様、ミラーを上げっぱなしにして、イメージセンサの画像をそのまま液晶に表示できるので、そのライブビューで撮影する場合は、機種にもよりますが、ミラーが動かないので、ミラー音はしなくなります。
さらに、メカニカルシャッターを使わない、電子シャ...続きを読む


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