今日のおじさん、なに食べました? (仮)

妻の料理と、おじさんの毎日の記録です。ほんのり工学テイスト。

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デジカメ「ゴースト」ができやすい原因と対策~レンズガードに要注意
【今日の夕食】
 今日はレトルト夕食です。
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OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F3.5、SS1/100、ISO500
★米飯、ハヤシライス
 チーズを乗せました。緑の容器は、ハーブ(ローズマリー、タイム)です。

★トマト

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【今日のおじさん】デジカメ「ゴースト」ができやすい原因と対策~レンズガードに要注意
 今回は、デジタルカメラで問題となる、「ゴースト」について書きます。


★逆光で「ゴースト」が出た!
 昨年(2013年)9月に、初めての一眼レフ(ミラーレスを含む)を買いました。オリンパスのミラーレス一眼「PEN mini E-PM2」です。このカメラを買って以来、撮影の楽しみが大幅に増しました。

 しかし、まだ使いこなせていません。最近、気になり始めたのが「ゴースト」です。

 下の写真は、画面の左上のほうから、部分的に強い光が照らす条件で撮影した写真です。本来は何もないはずの右下に、ぼんやりと明るい像(縦に伸びる線)ができています。これが「ゴースト」です。
N3223702a.jpg
OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F1.8、SS1/100、ISO800

 下の写真は、「ゴースト」の別の例です。強い光源に向かって撮影すると、画面の中心点に対して反対側の位置に、ゴーストが発生するようです。
N3253853.jpg
OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F1.8、SS1/100、ISO200


★デジカメは「ゴースト」ができやすい!
 なぜ、このような「ゴースト」が写ってしまうのでしょうか? 以下で、詳しく考察します。

 下図1は、光源からの光が、レンズを通して、撮像センサー(CMOS、CCDセンサー)に届く様子を示したものです。レンズの表面には、保護その他の目的で、ガラス板(レンズガード、フィルターなど)が取り付けられています。
<図1>
20140329z1.jpg

 このセンサーの実物を撮影した写真が、下図2です。センサー表面は、ツルツルの鏡面のように仕上がっています。このため、センサーは、光を反射します。
<図2>
CIMG1135a.jpg

 下図3は、光の通る経路のひとつについて、光がどのように反射するかを示したものです。光源から、レンズを通ってセンサーに至った光は、センサーで反射します。そして、再びレンズを通り、元の位置に帰っていきます。これだけならば、センサーの反射は、特に画像に害を与えません。
<図3>
20140329z2.jpg

 しかし、レンズ表面にガラス板(レンズガードなど)がある場合には、問題が発生します。下図4のように、センサーから反射した光の一部が、ガラス板の表面で、再び反射するのです。この光は、センサーに再び届きます。したがって、センサーには、本来あるはずのない反射像が記録されます。これが「ゴースト」です。
<図4>
20140329z3.jpg

 上図4では、光の経路のうち、ひとつだけを示しました。しかし実際には、光は、前掲の図1のとおり、ある範囲内のさまざまな道すじを通ります。下図5は、光の通る範囲について、ゴーストのできる位置を調べたものです。
<図5>
20140329z4.jpg
 この図の通り、元の像は一点で結ばれますが、ゴーストは広がりをもちます。また、すべての光がガラス板で反射するわけではないので、ゴーストの光量は、元の像に比べて少なくなります。このような理由から、ゴーストは元の像に比べて「ぼんやりした像」になります。

 以上のように、ゴーストの原因は、以下の通りです。
1.レンズを通った光が、センサーで反射する。
2.反射した光が、レンズガードで再び反射する。
3.センサーに戻ってきた光が、「ゴースト」となる。


 フィルム時代のカメラでは、現在の撮像センサーほど、反射の影響は大きくなかったようです。つまり、デジタルカメラは、昔のフィルムカメラに比べて、ゴーストが出やすいようです。このため、デジタルカメラに用いられるレンズやプロテクター、フィルターなどには、フィルム時代よりも高級なコーティングが施されているようです。


★ゴーストを軽減するには
 ゴーストを軽減するためには、光の反射を低減することが有効です。このためには、次のことが必要です。
1.レンズガード、フィルターなどの「ガラス板」は、極力使わない。

2.「ガラス板」を使う場合は、なるべく反射率の低いものを選ぶ。


 下図6は、「ガラス板」の一例です。レンズガード(レンズプロテクター)と呼ばれるもので、レンズ表面をキズから守る役割があります。
<図6>
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 下図7の写真は、レンズガードなし、安価なレンズガード、高級レンズガードで、ゴーストのできかたを比較したものです。
<図7>
a)レンズガードなし(レンズ:M.ZUIKO DIGITAL 45mm F1.8)
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b)安価なレンズガード:反射率1.5%(約1000円)
N3253848.jpg

c)高級レンズガード:反射率0.3%(約3500円)
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 使用レンズ「M.ZUIKO DIGITAL 45mm F1.8」は、「ZEROコーティング(Zuiko Extra-low Reflection Optical)」という多層膜コーティングが施されており、反射防止に優れています。実際、レンズガードなしの撮影では、ゴーストは見えません。
 しかし、安価なレンズガード(ハクバ「MCレンズガード」)を取り付けると、レンズガードの「ガラス板」の反射によって、顕著なゴーストが発生してしまいました。カーテンの上、エアコンの下あたりに、ぼんやりとした光が確認できると思います。
 いっぽう、高級レンズガード(マルミ「EXUS」)では、ゴーストは写りませんでした。反射率1.5%→0.3%と、1/5に低減しています。このため、「ガラス板」での反射が抑えられて、ゴーストが見えなくなったものと考えられます。

 以上のように、ゴースト対策としては、「ガラス板を使わない」ことが一番です。しかし、レンズ保護の観点からは、レンズガードを取り付けておきたいですし、状況に応じて付けたり外したりは面倒です。よって、レンズ保護とゴースト低減を両立したいならば、「高価な(4000円程度の)レンズガード」が最善の策となります。

 安価なレンズガードに比べて、+3000円の出費となってしまいますが、ゴーストの写ったときの「ガッカリ感」と比べれば、なんとかペイするかもしれません。カメラは、たいへんお金がかかるので、私のような貧乏人には、頭が痛いです。


★まとめ
 デジタルカメラでは、「ゴースト」の発生が問題になります。

 ゴーストは、レンズを通った光がセンサーで反射し、ガラス板でさらに反射してセンサーに戻るために発生します。

 ゴーストの低減のためには、①レンズガードを外す、②反射率の低い高級レンズガードを使う、ことが有効です。



※レンズガードは、使用レンズによってサイズが違います。購入の際には、ご注意ください。
 M.ZUIKO DIGITAL 45mm F1.8は、サイズ37mmです。 上のマルミ「EXUS」とハクバ「ULTIMA」が対応します。(オプラックス「LUXA」、ケンコー「ZETA」には該当サイズがありません。)


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