デジタルカメラ

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デジタルカメラ（Digital camera）とは、写真として撮影した静止画をデジタルデータとして記録するカメラ装置である。

本来「デジタルカメラ」は、デジタルスチルカメラ（Digital still camera）及びデジタルビデオカメラ（Digital video camera）の総称である。ただし一般的にはデジタルスチルカメラを指す事が多いようである。現在ではスチル撮影機能を搭載したデジタルビデオカメラや、反対に動画撮影機能を搭載したデジタルスチルカメラが一般的となってきており、双方の性能の向上も手伝って、その差異が徐々に無くなりつつある。

略称は「デジカメ」。「デジカメ」は三洋電機株式会社の登録商標である。三洋は「デジカメ」単体での使用は不問だが、「＊＊のデジカメ」（＊＊はメーカー名）のような記述は認めない、と表明している。

[編集] 構造

デジタルカメラの構成要素は、フィルムを用いるカメラと同等の部分とそれ以外の部分に大別できる。カメラには外箱に相当するボディ、光を集め焦点を結ぶために必要なレンズ、光量を決定する絞り、決められたごくわずかな時間に限ってフィルムに光を当てるシャッター、撮影対象を確認するためのファインダーが必要である。デジタルカメラにおいてもレンズは必要であり、通常のカメラと同等のレンズを用いる。機械的な可動部品としてのシャッターをもつものも多いが、コンパクトなものなどでは電子シャッターを採用するものも少なくない。ファインダーは高級機種を除き副次的なものとなりレンズと反対側に設けられた液晶ディスプレイで代替する。

画像を記録する際、デジタル処理のために、撮影後に一定の書き込み時間を必要としている。このことは、フィルムカメラに比べてデジタルカメラの弱点とされていたが、画像処理チップの高性能化に伴い改善されてきている。しかし、高画素化が進み、データの容量が膨らんだ結果、記録媒体の書き込み速度にも影響されるようになってきている。この為、各社とも記録媒体について高速のものを推奨している。

画像の撮影枚数は、その写真の撮影モードやサイズによって異なる。概ねエコノミーモードで画像サイズが小さいものほど多く画像が撮れ、逆に撮影モードを標準や高画質、画像サイズも大きくなるに連れてその撮影枚数が少なくなっていく。近年発売されているデジカメにおいては、メモリーカードを装着しなくても画像を記録できる内蔵メモリーが装着されているが、メモリーカードを使用している時に比べて撮影出来る枚数は限られる。

最近の製品では、記憶メディアの容量にもよるが、数分程度までの動画を記録できるタイプのものが多い。さらに、動画を主体に撮影という観点にたって、MPEG-4等の動画圧縮技術を取り入れた長時間録画が可能な製品も発売されている。但しクイックリターンミラーを使った一眼レフは構造上動画を記録することは不可能である。

[編集] 光学設計

基本的な光学設計は銀塩カメラと大きな差はない。しかし受像体を小型に製造することが出来るため、撮影レンズをよりコンパクトに設計可能な場合が多い。また、受像体が小型である事により、レンズの造る像が小さくなるため、焦点距離が短いレンズでも倍率が高くなる。このため、特に受像体の小さいコンパクトデジタルカメラにおいて望遠レンズの製作が容易になり、35mmフィルム換算で数百ミリを超えるようなレンズをコンパクトな機種に搭載する事が可能となった。その反面、広角レンズは作りにくく、多くの機種において広角側が35mm程度（35mmフィルム換算)となっている。また、APS-Cサイズの受像体を用いたデジタル一眼レフにおいては、35mmフィルム向けのレンズは全て望遠よりになる。

デジタルカメラのレンズでは、イメージセンサとレンズとの間で発生する光の反射が問題となる。そのため、レンズ設計ではこの点を考慮して設計する必要がある。

[編集] 受像体

フィルムは用いず、CCDやCMOSなどの光学センサを用いて生成されたデジタル画像データを、内部メモリや記録メディアに記録する。受光部であるセンサの大きさは通常の35mmフィルムよりも小さいことが多い。コンパクトタイプでは1/3インチから2/3インチが、一眼レフタイプではAPS-Cタイプが多く用いられる。一部の業務用機種には中判や大判といったフィルムと同サイズの受像体を搭載する物もある。一般に受像体が大きい程、色再現性や感度に優れ、低ノイズであるが、その一方で高価になる。光学センサの種類は長年CCDが支配的であったが、近年は低消費電力や低価格といった特徴を持つCMOSの採用が、携帯電話内蔵型や一眼レフタイプを中心に増えつつある。

[編集] 保存媒体

記録メディアは、主にフラッシュメモリやハードディスクを用いたメモリーカードが使われる。かつてはコンパクトフラッシュとスマートメディアが中心であったが、カメラ本体の小型化に併せてメディアも小型化し、現在ではSDカードがよく利用される。また、業務用の機種では大容量が必要な事からPCカードタイプのハードディスクが利用されたが、その後のマイクロドライブの登場やフラッシュメモリの大容量化に伴いこちらが用いられるようになった。

画像データの記録形式は、一般的にExif仕様に則ったJPEGが使用される。高性能機では、TIFFやRAW画像でも記録できる物がある。

[編集] 内部処理

受像体から出力されたアナログデータは、デジタルカメラに搭載された画像処理プロセッサ（画像エンジン）によってA/D変換などの様々な処理を受け、読み込み可能なデジタルデータ（JPEGやTIFF)へ変換され、最終的にメモリーカードに保存される。この処理の具合によって色調・コントラスト・ノイズの量などが大きく変わるため、各社ともに開発にしのぎを削っている。このため、内部処理のチップをブランド化しているメーカーも存在する。松下電器産業のヴィーナスエンジン、ソニーのReal Imaging ProcessorやBionz、キヤノンのDIGICやDIGIC II、DIGIC IIIがこれに当たる。

一方、一連の処理を受けたデジタルデータは手動による調整などの後処理をしにくいため、受像体からのデータを最低限の処理のみでデジタルデータにし（RAW画像)、パソコン上の専用ソフトウェアを使って後処理することもある。

[編集] 電源

1990年代フィルムカメラに対してデジタルカメラの持つ最大の弱点は、消費電力が大きく、充電池や乾電池の電力消耗が激しいことであった。しかし低消費電力で動作する電子回路の開発と、電池の高性能化によって、2006年時点ではほぼ問題にならなくなった。また、光学式ファインダーを備える機種においては、液晶ディスプレイの表示を切ることにより、消費電力を抑えることができる。特に、一眼レフタイプでは（撮影時に液晶ディスプレイを用いないことから）フィルムタイプと殆ど変わらない電池寿命のものもある。また、外部ストロボを付けることができる機種ではストロボ発光を外部ストロボにて行うことによりカメラ本体の電力消費を押さえることができる。

[編集] 他のデバイスとの連携

デジタルカメラで撮影・記録される画像は、基本的にExifに基づいたJPEGフォーマットに統一されており、どのカメラで撮影した画像でも読み込むことが出来るように設計されている。一部では撮影時の生データとなるRAWや可逆圧縮のフォーマットであるTIFFも採用されているが、これらは完全に互換性があるわけではない。

メモリーカードへの保存もメモリーカードの基本ディレクトリ上に作成される「DCIM」フォルダに保存することとなっているため、メモリーカードが読み込めればメーカーが異なるデジタルカメラ間でも取り扱えるほか、メモリーカード上からパソコンを介さずに印刷を行うことも可能である。

パソコンへの画像データの転送については、記録したメモリーカードによる方法の他、多くの機種ではUSB接続による方法もサポートしている。この場合、デジタルカメラ付属のソフト（最初にインストールが必要）やWindows XP等一部のOSの機能を用いてデジタルカメラから画像データを読み出す形を取るもの(PTP等）と、単なる外付けの大容量記憶装置（マスストレージ）として、自由に画像ファイルの出し入れが可能なものがある。

[編集] メーカー

「カメラ」という名称が付いてはいるが、電子機器的な要素もあるため、キヤノン、オリンパス、ニコン、リコー、ペンタックス、富士フイルムなどのカメラ（光学機器）メーカーの他、松下電器産業、三洋電機、ソニー、カシオ計算機、セイコーエプソンなど電気機器メーカーからも発売されている。

競争の激化にともない、2005年に京セラが日本国内のデジタルカメラ事業から撤退。2006年には、コニカミノルタがデジタルカメラを含むカメラ事業全般から撤退し、一眼レフカメラ部門をソニーに譲渡した。また、イーストマン・コダックも消費者向けデジタルカメラの生産から撤退し、デジタルカメラ製造部門をフレクストロニクス・インターナショナル社に売却している（開発・設計・販売は継続）。このように、従来からの光学機器メーカーの凋落が目立っている。理由ははっきりしていないが、販売力の差（電気機器メーカーの場合、宣伝広告の多さに加え、AV機器やパソコンなど他の商品で多くの取引がある大手郊外家電量販店チェーンも販路に使えるが、光学機器メーカーの場合はキヤノン、富士フィルムなどのような他分野の商品のあるメーカー以外、カメラ系量販店チェーンや写真店、写真館程度しか主な販路がない）が考えられる。

デジタルカメラの出荷台数は、2004年の一年で、約5980万台とされている(カメラ映像機器工業会調べ)。内、キヤノン約23%、ソニー約23%、オリンパス 15%、ニコン約11%と推計されている（日経新聞社による推計)。が、その内容については下記のごとく若干の注意が必要である。

電気機器メーカーの場合、光学系の設計が比較的弱いため、レンズメーカーよりレンズ部品の供給を受けて組み込む場合もある（実例ではキヤノンのレンズを組み込んだカシオ製品などの例がある）。さらに、光学機器メーカーに比べて劣る技術ブランド力を補うため「ライカ」や「ツァイス」といったドイツの有名カメラブランドを冠したレンズを採用することもある（松下、ソニーなど）。しかしながら、メーカーに拠ってはOEMとしてレンズの供給を受けるのではなく、同ブランド名を冠するレンズを自社内やレンズメーカーでライセンス生産している場合もあり、往年のカメラファンを唸らせる事が出来るかどうかは微妙である。

また、光学機器メーカーの場合、電気機器メーカーにレンズを供給して、OEM委託をしていることが多い。OEM委託先として三洋電機や、台湾のメーカーなどがあり、実際の製造メーカーで見たシェアはOEM製品も含めると販売シェアとは大きく異なる。

従来、デジタル一眼レフカメラは技術的な課題と、交換レンズを始めとするオプション類も販売する必要があるため、これまでの技術や歴史の蓄積のある光学機器メーカー（ニコン・キヤノン・ペンタックスなど）以外では製品を出せない状況にあった。しかし、2007年4月現在では、写真部門から撤退したコニカミノルタの一眼レフ部門を引き継ぐ形となったソニーや、オリンパスと協業しフォーサーズ・システムへ参入した松下電器産業（Panasonic）、ペンタックスとの提携を発表し、OEM製品を販売しているサムスンなど、電機メーカーの参入も本格化している。

また上記のメーカー以外にもエプソンや、ライカで有名なライカカメラ社などがレンジファインダー式デジタルカメラの製造を行っている。（R-D1、M8など）ただし、ライカカメラ社のM8以外のデジタルカメラは松下電器産業にOEM委託しているものである。

[編集] 販売動向

売価1万円程度以下のものは、機能が制限されていることから「トイデジカメ」と呼ばれ、玩具ルートで売られていることが多い。トイデジカメとしてはタカラのSTICK SHOTやニチメンのChe-ez!等が著名である。こうしたトイデジカメの大半はWEBカメラとしても利用でき、画質より多様性、汎用性を売り物にした製品が多い。このためWEBカメラ代わりにトイデジカメを購入するパソコンユーザーも増えた。近年になり、防水を売り物にしたり、液晶モニターを搭載したり、中には500万画素を超えるCCDモジュールを搭載したトイデジカメも発売された。しかしながら、そうした高性能を謳う製品でも同画素クラスのデジタルカメラと比較すれば性能は明らかに見劣りするものであるし、安価でもあるが、従来のトイデジカメほどコスト的なアドバンテージは得られなかった。この様な状況から気軽に買えるはずの「トイデジカメ」という概念そのものが薄れてしまった。そうした中、2000年頃から、デジタルカメラ機能を搭載した携帯電話端末の普及が目覚しくなった。高画素なトイデジカメや、安価なデジタルカメラはそれら「カメラ付き携帯電話」に次第に置き換わる事となり、トイデジカメは再び低画素で、売価1万円以下の製品に人気が集まる事となった。

通常のデジタルカメラの日本国内における中心価格帯は3万～5万円程度（2006年現在）である。売れ筋のキーワードは2003年頃までは画素数など、2004年には動画撮影性能や多彩なシーンモードなど、2005年には大型液晶・高感度・手ブレ補正などであった。また「高倍率ズーム機」、「レンズ一体型デジタルカメラ」などと呼ばれる5万円以上でやや大型の中級機の人気も根強い。10万円以上の物は、レンズ交換が可能な一眼レフタイプのものが主力になっている。

欧米でも中心価格帯は300～500ドルである。消費者がデジカメを選ぶ際に重視するのは画素数であるという答えが多い。また市場占有率はコダック社を除くとほぼ日本企業のブランドが占めており、2003～2004年にはおよそ80%であった。

[編集] 印刷について

当初は記録した画像をパソコンに転送して、パソコンに接続したプリンタを用いて印刷するのが一般的であったが、2000年頃からDPE店などでデジタルデータから印画紙に焼き付けるサービスが行われている。これは、デジタル処理のミニラボ機の機能を利用したもので、フィルムスキャナによる入力の変わりにデジタルカメラなどで得られたデジタルデータを焼き付けているものである。この場合、オリジナルデータの画質を超えることはできないものの、原理的には最終的なプリントの品質自体はフィルムから焼き付けた場合と同等であるとされる。ただし、デジタルプリントの需要がそれほど大きくない店舗などでは、デジタルミニラボ機の導入コストの問題があるため、昇華型プリンタやインクジェットプリンタなどを使って印刷する場合もあり、銀塩印画紙へのプリントに比べ耐久性などの点で見劣りする場合も多い。そのほか、コンビニや駅などで、セルフサービスで写真印刷を行なう機械も設置されている。そのような機械では、単に印画紙への出力だけではなく、シール印刷機能のような付加価値を持たせている物もある。しかしながらセルフサービス機でのプリントは一般的に銀塩印画紙へのプリントではなく昇華型やインクジェット方式のプリンタを使用する形式であるため、DPE店での印刷に比べて耐光性や耐ガス性に劣り、長期間の保管には向かないとされる。また、インターネット経由で画像ファイルをアップロードし、印刷したプリントを店頭や郵送で受け取るサービスもある。

さらに、個人がプリンタで印刷する方法においても、プリンタ本体の性能向上に加え、印画紙と同等の画質を謳う写真出力専用のプリンタ用紙や、耐光性や耐ガス性に優れたインクの開発が行われている。また、2003年頃から、PictBridge（カメラ機器工業会）、USB DIRECT-PRINT（セイコーエプソン）、DIRECT PRINT（キヤノン）、BUBBLE JET DIRECT （キヤノン）というデジカメとプリンターを直接接続する通信規格が登場し、これに基づいて製造されたデジカメでは、パソコンを用いずに、デジカメとプリンタだけで印刷することが可能である。またカメラ付き携帯電話においては、富士フイルムのpivi等、インスタント写真方式を用いたプリンタ製品の人気も高い。

一般的にはL版、DSC版であれば100万画素、A4サイズまでの用紙サイズであれば200万画素程度の画素数で必要十分であるが、それより大きな（A3版等の）紙に印刷する場合には、より高解像度のデータを用意した方が綺麗に印刷できるとされる。

[編集] 歴史

カシオ QV-10

静止画をデジタルで記録するいわゆる「デジタルカメラ」の前に、アナログ記録を行う「電子スチルビデオカメラ」という製品群が存在した。これは、2インチのビデオフロッピーディスクを記録媒体としてこれにアナログ記録する電子カメラで、1986年～1988年頃に販売されていた。現在の「デジタルカメラ」を単に「電子スチルカメラ」と呼ばないのは、このアナログ記録の製品との混乱を避けるためである。

画像をデジタル方式で記録する初めてのカメラは1988年に富士フイルムから発売された「FUJIX DS-1P」である。画像を記録する媒体にフラッシュメモリーを初めて使用したのは1993年に同じく富士フイルムから発売された「FUJIX DS-200F」である。デジタルカメラの一般向け普及の口火を切ったのは、1995年にカシオから発売された初のデジタルカメラ「QV-10」である。液晶搭載で6万円台の価格を実現して大ヒットし、デジタルカメラが市民権を得た。これはカシオが以前フロッピーディスク形式で保存する電子スチルビデオカメラを発売したものの、ライバルとして同価格で8ミリビデオが登場したため売れ残り、これに苦慮し再開発を行った結果とも言える。QV-10の成功を皮切りに多くのメーカーが一般消費者向けデジタルカメラの製造・開発に乗り出した。QV-10発売の二ヶ月後にリコーからDC-1が発売された。このDC-1には動画記録機能があり、その記録方式として初めてJPEGの連続画像（後にMotion JPEGと呼ばれる方式）を用いた方式であった。その後、1999年末頃から始まった高画素数化競争や、キヤノンのIXY DIGITALなどの大ヒットによるコンパクト化競争など、市場拡大を伴った熾烈な競争により性能は大幅に上昇し、価格もフィルムカメラ並みとなった。当初は、画質の問題や使い勝手から、デジタルカメラに疑問を持っていた消費者も、画質と使い勝手が改善されるにつれて抵抗がなくなり、フィルムカメラからデジタルカメラへの置き換えは確実なものになりつつある。

また、報道関係やプロカメラマンの間でもデジタルカメラは急速に普及した。業務用のデジタルカメラは古くから存在していたが、それらは高画質でも大型で可搬性のないものであったり、一眼レフタイプでも専用のレンズ群が必要で価格も数百万円になるなど、一部の大手報道機関などが少数保持しているだけの特別なカメラであった。しかし、1998年から1999年にかけてキヤノンやニコンなどが、従来型のレンズをそのまま利用でき、かつカメラとしての完成度も高いデジタル一眼レフを相次いで投入、デジタル一眼レフの完成度は急激に向上し、価格も100万円を切るようになった（2007年現在では、エントリークラスの機種なら標準ズームレンズ付きで10万円以下で手に入るものもある）。2000年のシドニーオリンピックなどを契機として報道各社を中心にデジタルカメラの導入は急激に進んだ。フィルムの現像やデジタル化の手間がなく、フィルム代もかからないためコスト的にも優れたデジタル一眼レフは、現在ではフィルムカメラを駆逐して、報道カメラの中心的な存在となっている。

2000年頃から光学機器メーカー、電気機器メーカーが一般向けデジタルカメラ事業に続々と参入し、価格や性能の激しい競争が起こった。安価なトイカメラを中心に台湾や中国、韓国等のメーカーが加わり、さらにはカメラ付携帯電話も加わって、店頭では激しい販売合戦が展開されている。現在では多くのメーカーが赤字を出すなどして撤退しており、業界の再編が進んでいる。

1995年 3月 - カシオ QV-10を発売。25万画素。

1995年 5月 - リコー DC-1を発売。41万画素、後にMotion JPEGと呼ばれる連続JPEG画像記録をサポートする。

1996年 - キヤノン、PowerShotシリーズ発売開始。

1997年 - ニコン、COOLPIXシリーズ発売開始。

1998年 - オリンパスCAMEDIA C-1400 が、カメラグランプリの記者クラブ特別賞に選ばれる。デジタルカメラが受賞するのは初めて。

1999年 - ニコン、デジタル一眼レフカメラD1を発売。価格は68万円と低価格で、その後の普及につながった。

2000年 - 世界初のデジタルカメラ内蔵携帯電話「J-SH04」がJ-PHONE（現ソフトバンクモバイル）より発売される。以後の携帯電話はカメラ内蔵が主流となる。キャノンがIXY DIGITALを発売。

2001年 11月 - 松下電器産業が「LUMIX」ブランド1号機「DMC-F7」を発売し、以後デジカメ分野へ本格参入。

2002年 - キヤノンのEOS-1D がデジタルカメラとして初めてカメラグランプリを受賞。以降、カメラグランプリの受賞はデジタル一眼レフが続く。

2005年 - 松下電器産業がオリンパスと、ソニーがコニカミノルタと、ペンタックスが韓国サムスン電子グループのサムスンテックウィンと、一眼レフデジカメの開発で提携することを発表。また、京セラのデジタルカメラを含めたカメラ事業（京セラ、コンタックスブランドとも）からの撤退が報じられた。今後光学機器、電気機器メーカー双方の業務提携による競争の激化も予想されよう。

2006年 - 競争は一層激化し、ニコンはデジタルカメラに生産資源を集中し、フィルムカメラのラインナップを大幅に削減、コニカミノルタはデジタルカメラを含むカメラ・フィルム・写真関連事業全般から撤退、一眼レフカメラ部門をソニーに譲渡した。コダックも消費者向けデジタルカメラの自社生産から撤退するなど、業界の再編も進んでいる。

[編集] 撮影データの破損などについて

デジタルカメラで撮影した記録メディア内のデータをパソコンへ読み込ませた際、記録された画像データが正常ではなかったり、実際には記録されていなかったりするトラブルが起こる場合がある。

このような事態を防ぐためには『データ記録中にカードを抜く』や『データ記録中に電源を落とす』といった誤操作や、『データ記録中のデジタルカメラ本体への衝撃を避ける』『メモリカードスロット用クリーナーカード等を用いて定期的に手入れをする』などのいくつかの注意が必要になる。

データ消去が容易に行える機種ではこれらの誤操作が多発しやすくなるため、特に注意しなければならない。

誤って画像データを削除してしまった場合、データ復旧用アプリケーションを用いるか、専門業者に記録メディアを送ってデータ復旧を依頼する事などで一部（運が良ければ全て）のデータを取り戻せる可能性があるが、その記録メディアに対して別のデータの書き込みが行われた場合にはその可能性が極端に低下してしまうため、復旧作業を行うまではその記録メディアを本体から取り出して保管するなどしてデータを書き込まないほうが良い。