カメラのしくみと目のしくみ

Question

目の見え方について勉強中です。
カメラのしくみが分からないので２つだけ疑問が解決しません。
虹彩についてですが、カメラの絞りの役目を持つとテキストにあります。
カメラの絞りが分からないのでイメージができません。
網膜はフィルムと同じ働きをするとテキストにあります。
フィルムと言われてもイメージできません。
絞りとフィルムについて教えてください。
ネットでカメラについて調べましたけど、難しく書いてあってちっとも理解できませんでした。
サルでも分かるようにおしえてもらえたらうれしいです。

floriography · Accepted Answer

カメラの絞り
絞り値（F値）は、レンズを通る光の量を調節します。
量を多くしたり、少なくしたり。
絞りを変えると、ピントの合って見える範囲も変わります。
絞りを小さくすると、それだけ光が入ってこないので
ピントの合って見える範囲も狭くなります。
逆に大きく開くとピントの合う範囲も広くなります。
広くなる・・・とは
奥行きに関係していて、手前のものから奥のものまで
全部ピントが合います。

たとえば
公園に人が立っていて、後ろの木や滑り台はぼけている
のに人だけがハッキリ写っている・・・そんな写真を見たことが
りませんか？
あれは、絞りと関係していて、人も木も滑り台も全部ハッキリ
写そう、と思えば絞りを開く。
人だけハッキリ写し、周りをぼかすのであれば
絞りを小さくして、人を狙います。

フィルムは、記録に残します。
網膜と同じで、たとえば花の写真を撮れば
それが花ですよ！と記録に残します。
そうすることで、誰が見ても花だ！！とわかります。

kohichiro · Answer

目の仕組みとカメラの構造とは非常によく似ているといわれます。
目の前面にある虹彩はカメラの絞りに対応し、入射する光の量を加減します。
虹彩は、ほぼ自動的に外界の明るさに対応してその開き加減を調整しています。
あまり外が明るすぎたらまぶたを下げて目を細くあけてみることになります。
カメラの絞りは自動で行ったり、手で加減できます。
網膜は膨大な視細胞と神経でできており、外界から来る映像を画素に分解して脳へ送ります。
その情報が後にどんな処理がされて画像として人間に認識されるのかは、まだ分かっていないようです。
フィルムはその表面に光に反応して変化する微細な物質が塗られており、そこに記録された映像を現像することで直接それが画像になります。

Dio_Genes · Answer

まず、カメラについて。お読みになった説明は、デジタルカメラではなく昔のカメラのようです。昔のカメラはフィルムと呼ばれる、光が当たると化学変化を起こすシートを使っていました。化学変化は当たった光の色、光の強さをそのままに、まるで写し取るように起こります。

カメラにはレンズが付いています。レンズの前にはシャッターという遮蔽板が付いていて、光を遮っています。ボタンを押すと、シャッターという遮蔽板が開きます。すると光がレンズに入ります。レンズに入った光がレンズにより屈折していろいろな方向に行き、フィルムに当たります。

フィルムに当たる光なんですが、見えている風景や物体をそのままそっくりになるように当たります。まるで鏡を見ているような感じです。そして、フィルムが入った光通りに化学変化を起こし、フィルムには風景や物体の形や色を、そっくりそのまま写し取ります。

このことは虫眼鏡などの凸レンズで実験できます。凸レンズで太陽光を一点に集めて紙を焦がす理科の実験があったりします。焦がしやすいよう黒くした紙を使うことが多いのですが、真っ白な紙を使うと面白いことに気が付くことがあります。空の景色が紙の上に映るのです。太陽光が集まった一点の周りは青空の青い色となり、雲があれば、雲も見えます。

太陽光を一点に集めていないと、そうならないです。カメラでも実は同じことをしていて、そのことを「ピントを合わせる」という言い方をしています。凸レンズで紙の上に一点に太陽光を集めたときだけはっきり空の景色が映るのと同じく、フィルムのあるところに「ピントを合わせる」とはっきり景色や物がフィルムの上に映ります。

紙を焦がす実験は大きな凸レンズほどやりやすくなります。太陽光をたくさん集めることができるからです。白い紙で実験すると、太陽光が一点に集まった周りの青空や雲も明るく映ります。逆に言えば、小さいレンズを使えば暗くすることができるわけですね。

では、大きなレンズを使って暗くしていくことはできないでしょうか。できるんですね。レンズの一部を光を通さない黒い紙などで覆ってやればよいのです。レンズを覆う部分を増やせば増やすほど、紙に写る空の景色は暗くなります。それがカメラでは絞りと呼ばれています。

目も同じ仕組みなんです。目には凸レンズがあって、瞳孔という光を通さないものがレンズを広く覆ったり、狭く覆ったりして光の量を調節しています。そして、網膜という部分にちょうど「ピントが合う」ようにするんですが、目のレンズは前に出したり後ろに引っ込めたりできません。そこで、凸レンズを分厚くしたり薄くしたりして「ピントを合わせ」ます。そうやって網膜には景色や物が映り、それが神経を通して脳に伝わり、見えるわけです。

カメラのフィルムは1回光が入ると、それに応じて変化し、そのままになります。しかし、目の網膜は入った光に応じてどんどん変わります。だから、動画のように見ることができるわけです。それについては、デジカメのほうが似ているかもしれません。デジカメではフィルムではなくCCDという半導体を使い、1回限りではなくずっと景色や物を映し続けます。CCDは写ったものを電気信号に変えてカメラ内部のコンピューターに送り、コンピューターはそれを液晶画面に表示します。

そのお蔭で、液晶画面を見ながら撮りたいものを眺めて、適切なところで写すことができるわけです。目の網膜は、そういうCCDと似ています。網膜で光が電気信号に変えられ、神経から脳に伝わり、脳の中に「映る」わけです。

tknakamuri · Answer

虹彩はカメラの絞りに当たりますが、その役目は目に取り込む光の量の
調節です。

普通のカメラでも、絞りの量(取り込む光の量)を間違えると
真っ白だったり、暗くてコントラストの低い写真が
取れたりします。

一般にセンサーにはダイナミックレンジというものがあって、
ある範囲の中に入力の大きさが収まらないとうまく機能しません。

明るすぎればまぶしくて細部が見えないし、暗すぎれば見えないのです。

目に入ってくる光の量を適切に調整してよい画像を得るのが
虹彩の役目です。

fxq11011 · Answer

網膜とフィルム、というより、それのある場所が重要、レンズの焦点距離の位置に外の景色？の像が写ります、その位置にあるのが網膜でありフィルムです。
フィルムはその光の明暗を化学変化の状況に変えて保存（後刻現像・・・、）網膜は光の明暗を視神経に伝達します。
絞りレンズの後ろにあり大きさが自由に変わる丸い窓のようなもの、小さくなれば入る光の量が少なくなり、フィルムに写る像が全体に暗くなります、たとえば晴れた日の屋外では絞りを絞り、曇りの日は絞りを開く、フィルムに届く光はどちらもほぼ同じになる。
虹彩も同じ働きをします。
また、遠くの物と近くの物では焦点距離が少しずれます、近くの物に焦点を合わすと遠くの物は少しぼやけます、絞りを絞るとこの差が小さくなります。
近くに焦点を合わせ後ろのほうの景色をぼやけさせたいときは絞りを広げて写します、反対に全体をできるだけ鮮明にしたいときは可能な範囲（暗くなりすぎない）で絞りを絞ります。
虹彩も同じ働きがありますが、虹彩の場合は周囲の明るさに反応していつも網膜に同じくらいの光の量が届くように調整が優先します。

Tann3 · Answer

カメラで映像をとらえるには、ある一定量の「光」をフィルムなり映像センサーに照射する必要があります。
　この「光の量」は、「絞り」（光の通過する面積）と「シャッター速度」（光を通過させる時間）の両方でコントロールできます。多すぎると「真っ白」な映像に、少なすぎると「暗い」「真っ黒」な映像になりますので、両方を連動させて適切な光の量にコントロールすることが必要です。
　「絞り」をしぼる（面積を小さくする）場合には「シャッター速度」を遅く（シャッターを開く時間を長く）し、「絞り」を開く（面積を大きくする）場合には「シャッター速度」を速く（シャッターを開く時間を短く）します。
　カメラでは、「絞り」をしぼると焦点の合う範囲が広くなりますが、「シャッター速度」が遅くなるので手の揺れや被写体の動きでブレやすくなります。
　ブレを少なくするために「シャッター速度」を速く（シャッターを開く時間を短く）すると、「絞り」を開く必要があり、特定の距離にしか焦点が合わないので「焦点ボケ」（ピンボケ＝ピントのボケ）が起こりやすくなります。（このボケかげんが写真の味わいとして重要視する写真家も多いです）
　この「絞り」と「シャッター速度」をどう設定するかが写真の「コツ」なのですが、最近ではどちらも「オート」で設定され、焦点合わせも「オート」、しかも「手ぶれ機能付き」なので、あまり気にすることはなくなりましたね。失敗がない代わりに、特別な味わいのある写真も撮れなくなりました。

人間の目の場合、「シャッター速度」に相当する機能はありません。「絞り」を虹彩で調節するだけです。
　このため、「暗い所では虹彩が開く（＝絞りを開く）ので、焦点が合いにくくなる（ボケて見える）」とか、「明るいところでは虹彩が狭くなる（＝絞りをしぼる）ので、焦点が合いやすくなる（はっきり見える）」ということが起こります。近視の人も晴れた昼間には遠くの山まではっきり見ることができたり、夕暮れ時には目の良い人も交通標識や信号の矢印が見えにくくなったりします。

「絞り」をしぼると、どうして焦点の合う範囲が広くなるのかというのは、ちょっと説明が難しいので、経験的にそうなる、と考えてください。

weboner · Answer

絞りは入ってくる光の量の調整です

↓ここの画像がわかりやすいかな？
http://www.nikon-image.com/enjoy/phototech/manual/04/05.htm

フィルムは光の情報（濃淡、色彩）を焼付け（記録）する部分
カメラのフィルムの場合は、シャッターが開いた一瞬の情報を焼付ける（記録する）だけなので、網膜の仕組み（連続性）とは若干異なる

ORUKA1951 · Answer

セロハンと虫眼鏡（凸レンズ）をつかって作ってみましょう。
最初はピンホールカメラでよい。
カメラ屋に行って使い捨てカメラの古いもの--フィルムを抜いたものを貰ってきてばらしてみましょう。

なお、網膜とフィルムはまったく異なります。フィルムは全部が高解像度で色も撮影できますが網膜は黄斑周囲のごく一部しか解像度も高くなく色の判別もできません。また目にはシャッターはありません。

kamobedanjoh · Answer

猿には教えられません。
カメラの絞りを見たければ、焦点距離を30cmほどにして、絞りを調節しながら自分の顔を写してみましょう。
絞りの動きを瞬間的に見ることができます。カメラの絞りはシャッターの開き具合ですから、シャッター時間を長くすれば、暗い光でも撮影できるようになります。
目の虹彩は、シャッターと似た働きを為ています。夜、動物の目が光って見えるのは、虹彩が一杯に開き、外部の光を瞳が反射しているためです。光を遮るためには、瞼がありますが、カメラのシャッターは虹彩と瞼の役割とを兼ねています。
網膜には視覚細胞が多数配列され、視神経に繋がっていて、脳内の視覚野で情報処理されて物の形が認識されます。カメラでは感光物質に光反応作用が働いて、画像として記録されます。
猿で無い人なら、以上でおぼろげながらご理解頂けるかと思います。

カメラのしくみと目のしくみ

カメラの絞り

目の仕組みとカメラの構造とは非常によく似ているといわれます。

まず、カメラについて。

虹彩はカメラの絞りに当たりますが、その役目は目に取り込む光の量の

網膜とフィルム、というより、それのある場所が重要、レンズの焦点距離の位置に外の景色？の像が写ります、その位置にあるのが網膜でありフィルムです。

カメラで映像をとらえるには、ある一定量の「光」をフィルムなり映像センサーに照射する必要があります。

絞りは入ってくる光の量の調整です

セロハンと虫眼鏡（凸レンズ）をつかって作ってみましょう。

猿には教えられません。

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