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2013年10月21日 (月)

・電子シャッターとは

ストロボ同調速度とはの項目で
デジタルカメラのシャッターの方式には主に
レンズシャッターと
フォーカルプレーンシャッター
の2つがあると触れました。

上記の2つのメカシャッターとは別に
電子シャッターという方式も有ります。

電子シャッターはメカ的に遮光するシャッターではなく
センサに蓄積した光を光電変換して読みだす方法です。
メカ的に動作する部分がなく
音が全くしません。
よってシャッターショックなどもありません。
(シャッターの動きによって振動してブレる)

携帯のカメラは電子シャッターなので全く音がしません。
これでは盗撮し放題なので、わざと音をスピーカーから鳴らしてます。
消すアプリが問題になっています。

また、シャッター速度を高速にすることも出来ます。
ニコン1のJシリーズなどは完全に電子シャッターなので
1/16000秒などの高速シャッターも可能です。


ここまでだと電子シャッターがとても優れていると感じますが
致命的とも言える問題が有ります。

センサーがCCDだとスミアが発生します。

Resize049197 縦の紫の線がスミア。
歪んでいるのは歪曲収差補正を行っているため。

スミアは画質に影響するだけでなく
AEやAWBを狂わせる原因にもなります。
明るい雪山で動画を撮ると
スミアだらけでよくわからなくなります。

最近はCCD機種は減ってきて殆どCMOSになっています。
CMOSであればスミアは発生しません。
しかしローリング歪と言われる現象が起こります。
この画像はiPhone5で撮影しました。

Resize049198
手すりがぐにゃぐにゃになっています。
姉歯建設でないので実物はまっすぐです。
これを撮影するとき、カメラを振りながら撮影しました。
1/250秒くらいのシャッター速度です。
メカシャッターではブレは発生しても、
グニャグニャにはなりません。

今回はカメラの方を動かしましたが、
被写体が動いていても同様のことが起こります。
(走っている車や人など)

なぜこんなことが起こるのでしょうか。

CMOSは上の列から順にデータを読みだしていきます。

1

これをライン読み出しといいますが
一番上の列を読み出す時と一番下の列を読み出す時で
タイムラグが生じます。
その間に動いたものは歪んでしまうのです。

2
読み出し

3_2
撮影された画像

動きものに対して致命的です。
グニャグニャになるので
こんにゃくとも言われます。

そして問題の蛍光灯。

Resize049199

フリッカーによる影響です。
グロースタータータイプの蛍光灯は
一秒間に100回点滅(東京)しているので
ライン読出中に明るさが変わってしまいます。

4

蛍光灯の写真はiPhoneで撮影したのですが
明るい部分が5箇所あります。
つまり5/100秒。
ライン読み出しに1/20秒かかっています。
シャッター速度は1/1000秒くらいなので
電子シャッターによる時間差がどれだけ大きいかがわかるかと思います。

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