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カメラの歴史は、写真術が導入される前から始まっていました。カメラは、カメラ・オブスキュラから、ダゲレオタイプ、カロタイプ、乾板、フィルムといった何世代にもわたる写真技術を経て、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話 が登場した現代まで進化してきました。
カメラオブスキュラ（17世紀以前）
写真カメラの前身であるカメラオブスキュラは、ラテン語で「暗い部屋」という意味にちなんで名付けられた自然光学現象です。これは、スクリーンまたは壁の反対側のシーンの反転画像 (左右反転、上下反転) を小さな開口部を通して開口部の反対側の表面に投影します。この原理に関する最も古い文書化された説明は、漢民族の哲学者墨子(紀元前 470 年頃 - 紀元前 391 年) によるもので、墨子は、カメラ オブスキュラの画像が反転するのは、光が光源から直線的に移動する結果であると正しく主張しました。
1550 年頃まで遡るレンズは、暗い部屋の壁の開口部や閉じた窓のシャッターに取り付けられ、画像を投影して描画に役立てられていました。17 世紀後半には、テントや箱に入った携帯用カメラ オブスキュラ装置が描画ツールとして使用されるようになりました。
初期のカメラで撮影した画像は、写真撮影のプロセスがまだ発明されていなかったため、手作業でトレースすることによってのみ保存することができました。最初のカメラは 1 人以上の人が入る大きさでしたが、時が経つにつれて小型化が進みました。ニエプスの時代までには、写真撮影に適したポータブル ボックス カメラ オブスキュラが広く普及していました。ヨハン ザーンは1685 年に、実用的な写真撮影に適した小型でポータブルな最初のカメラを構想しましたが、そのような用途が実現するまでに 150 年近くかかりました。
アルハゼンとしても知られるアラブの物理学者イブン・アル＝ハイサム（ 965年頃～1040年）は、小さな開口部のある暗い部屋で光の実験を行い、カメラ・オブスキュラの理解に大きく貢献した。 [2]彼はしばしばピンホールカメラの発明者として知られている。[3] [4]彼はまた、カメラ・オブスキュラの最初の正しい分析を提供し、[5]この現象の最初の幾何学的かつ定量的な説明を提示し、[6]暗い部屋でスクリーンを使用し、表面の穴から画像を投影した最初の人物であった。[7]彼は焦点とピンホールの関係を理解した最初の人物であり、[8]初期の残像実験 の先駆者であった。
イブン・アル＝ハイサムの光学に関する研究はラテン語訳で広まり、ウィテロ、ジョン・ペッカム、ロジャー・ベーコン、レオナルド・ダ・ヴィンチ、ルネ・デカルト、ヨハネス・ケプラーなどの著名人にインスピレーションを与える重要な役割を果たした。[2]カメラ・オブスキュラは少なくとも1550年頃から描画補助として使われていた。17世紀後半までには、テントや箱に収納された携帯型の装置が描画目的で一般的に使われるようになった。[9]
初期の写真カメラ（18～19世紀）
写真カメラが開発される以前、銀塩などの一部の物質は日光にさらされると黒ずむことが何百年も前から知られていました。[10] : 4 1727年に発表された一連の実験で、ドイツの科学者ヨハン・ハインリヒ・シュルツェは、塩の黒ずみは光のみによるものであり、熱や空気への露出による影響はないことを示しました。[11] : 7 スウェーデンの化学者カール・ヴィルヘルム・シェーレは1777年に、塩化銀は光への露出によって特に黒ずみやすく、一度黒ずむとアンモニア水に溶けなくなることを示しました。[11]この化学を利用して画像を作成した最初の人物はトーマス・ウェッジウッドでした。[10]画像を作成するために、ウェッジウッドは葉や昆虫の羽などのアイテムを硝酸銀でコーティングした陶器の鍋の上に置き、そのセットアップを光にさらしました。しかし、ウェッジウッドは固定機構を採用していなかったため、これらの画像は永久的なものではなく、カメラオブスキュラで作成された固定画像を作成するという彼の目標は最終的に失敗に終わった。[11] : 8
カメラ画像を永久的に撮影した最初の写真は、1826年にジョセフ・ニセフォール・ニエプスが、パリのシャルル・シュヴァリエとヴァンサン・シュヴァリエが製作したスライド式の木製の箱型カメラを使用して撮影した。 [11] : 9–11 ニエプスは1816年以来、カメラ・オブスキュラの画像を固定する方法について実験していた。ニエプスが撮影に成功した写真は、自宅の窓からの眺めを捉えたものである。これは、ビチューメンを塗布したピューターに8時間露光させて撮影された。[11] : 9 ニエプスはこの方法を「ヘリオグラフィー」と呼んだ。[10] : 5 ニエプスは発明家ルイ・ジャック・マンデ・ダゲールと文通し、2人はヘリオグラフィーのプロセスを改良するために協力関係を結んだ。ニエプスはヘリオグラフのコントラストを向上させるために、他の化学物質を使った実験も行っていた。ダゲールは改良されたカメラ・オブスキュラの設計に貢献したが、ニエプスが1833年に死去すると協力関係は終了した。[11] : 10 ダゲールは、ヨウ化銀を塗布した乾板に露光し、この乾板を再び水銀蒸気にさらすことで、高コントラストで極めて鮮明な画像を作り出すことに成功した。[10] : 6 1837年までに、彼は食塩水で画像を定着させることができた。彼はこの方法をダゲレオタイプと呼び、数年間商品化を試みたが失敗した。最終的に、科学者で政治家のフランソワ・アラゴの協力を得て、フランス政府がダゲールの技術を購入し、一般公開した。その見返りとして、ダゲールとニエプスの息子イシドールには年金が支給された。[11] : 11
1830年代、英国の科学者ウィリアム・ヘンリー・フォックス・タルボットは、銀塩を使用してカメラ画像をキャプチャするプロセスを独自に発明しました。[12] : 15 ダゲールが自分より先に写真術を発表したことに落胆しましたが、1839年1月31日に王立研究所に「フォトジェニック・ドローイング芸術に関する若干の説明」と題するパンフレットを提出しました。これが写真術に関する初公開の解説となりました。2年のうちに、タルボットは紙の上に写真を作成する2段階のプロセスを開発し、これをカロタイプと呼びました。カロタイプ・プロセスは、複製プロセスですべての値を反転させるネガ印刷を採用した初めてのプロセスであり、黒は白に、白は黒に表示されました。[10] : 21 ネガ印刷では、原則として、元のネガから無制限の数のポジプリントを作成できます。[12] : 16 カロタイプ・プロセスにより、印刷業者はネガをレタッチすることで結果の画像を変更できるようになりました。[12] : 67 カロタイプはダゲレオタイプほど人気がなかったし、普及もしなかったが、[10] : 22 その主な理由は、後者の方がより鮮明なディテールを生成したからである。[13] : 370しかし、ダゲレオタイプは直接ポジプリントしか生成しないため、複製を作ることはできない。この2段階のネガ/ポジプロセスが、現代の写真術の基礎をなした。[11] : 15
商業生産用に開発された最初の写真用カメラは、1839年にアルフォンス・ジルーが作ったダゲレオタイプカメラでした。ジルーはダゲールおよびイシドール・ニエプスと契約を結び、フランスでカメラを生産しました。 [10] : 8–9 機器と付属品はそれぞれ400フランでした。[14] : 38 カメラは二重箱設計で、外箱には風景用レンズが取り付けられ、内箱にはすりガラスのフォーカシングスクリーンとイメージプレート用のホルダーが付いていました。内箱をスライドさせることで、さまざまな距離にある対象物を望みどおりに鮮明に焦点を合わせることができます。スクリーン上で満足のいくイメージが焦点を合わせられた後、スクリーンは感光プレートに置き換えられました。ローレットホイールがレンズの前にある銅製のフラップを制御し、これがシャッターとして機能しました。初期のダゲレオタイプカメラでは長い露出時間が必要で、1839年当時は5分から30分に及ぶこともありました。[10] [14] : 39
ジルーのダゲレオタイプカメラの登場後、他のメーカーもすぐに改良版を製造した。ニエプスにレンズを供給していたシャルル・シュヴァリエは、1841年に半分の大きさのプレートを使って画像を撮影するダブルボックスカメラを開発した。シュヴァリエのカメラはヒンジ付きのベッドを持ち、ベッドの半分を入れ子になった箱の背面に折りたたむことができた。携帯性が向上したことに加え、このカメラはレンズが高速で、露出時間が3分にまで短縮され、レンズの前面にプリズムがあったため、画像を横方向に補正できた。[15] : 6 1841年には、マルク・アントワーヌ・ゴーダンによって作られた別のフランスのデザインが登場した。ヌーベル・アパレイユ・ゴーダンのカメラには、レンズの前面に3つの異なるサイズの穴が開いた金属製のディスクが取り付けられていた。異なる穴に回転させることによって事実上可変f値が得られ、カメラに入る光の量を変えることができた。[16] : 28 ゴーダンカメラは、フォーカスにネストボックスを使用する代わりに、ネストされた真鍮チューブを使用しました。[15] : 7 ドイツでは、ピーターフリードリヒフォクトレンダーが、直径約3インチの円形の写真を生成する円錐形の全金属製カメラを設計しました。フォクトレンダーカメラの際立った特徴は、ジョセフペッツヴァルによって設計されたレンズを使用していることでした。[12] : 34 f /3.5 ペッツバールレンズは、当時の他のどのレンズよりも約30倍速く、肖像画撮影のために特別に作られた最初のレンズでした。その設計は、1889年にカールツァイスがアナスティグマートレンズを発表するまで、肖像画撮影に最も広く使用されていました。 [11] : 19
アメリカで導入されてから 10 年以内に、3 つの一般的な形式のカメラが普及しました。アメリカ式または面取りボックス カメラ、ロバーツ型カメラまたは「ボストン ボックス」、およびルイス型カメラです。アメリカ式ボックス カメラは、前面と背面に面取りされたエッジがあり、背面には形成された画像をすりガラスで見ることができる開口部がありました。カメラの上部には、写真乾板を置くためのヒンジ付きのドアがありました。内部には、遠くの被写体用のスロットが 1 つ、クローズアップ用のスロットが背面にもう 1 つありました。レンズはスライドまたはラック アンド ピニオン機構で焦点を合わせました。ロバーツ型カメラは、カメラの前面にノブ付きのウォーム ギアがあり、これが焦点を合わせるために背面ボックスを動かす点を除けば、アメリカ式ボックスと似ています。ロバーツ型カメラの多くは、レンズ マウントに直接焦点を合わせることができました。アメリカで 3 番目に普及したダゲレオタイプ カメラは、1851 年に導入されたルイス型で、焦点を合わせるためにベローズを使用しました。ルイス型カメラの本体は前箱に取り付けられていたが、後部はベッドに差し込まれており、簡単にスライドできた。焦点を合わせたら、止めネジを締めて後部を固定した。[16] : 26–27 ベローズを本体の中央に配置することで、元の画像の2番目のカメラ内コピーを簡単に作成できた。[15] : 17
ダゲレオタイプカメラは銀メッキされた銅板上に画像を形成し、画像は水銀蒸気でのみ現像可能であった。[17]最も初期のダゲレオタイプカメラは、画像をプレート上に露光するのに数分から30分を要した。1840年までに、化学調製および現像プロセスの改善、ならびにレンズ設計の進歩により、露光時間はわずか数秒にまで短縮された。[18] : 38人 のアメリカのダゲレオタイプ写真家が大量生産の工業用プレートを導入し、プレートのサイズは国際的に標準化された：全プレート（6.5 x 8.5インチ）、4分の3プレート（5.5 x 7 1/8インチ）、ハーフプレート（4.5 x 5.5インチ）、クォータープレート（3.25 x 4.25インチ）、6分の1プレート（2.75 x 3.25インチ）、および9分の1プレート（2 x 2.5インチ）。[12] : 33–34 プレートは、円形や楕円形のケースやジュエリーに合うようにカットされることが多かった。9 x 13インチ（「ダブルホール」プレート）や13.5 x 16.5インチ（サウスワース＆ホーズのプレート）などの大きなプレートも生産された。[16] : 25
1850 年代にダゲレオタイプに徐々に取って代わったコロジオン湿板法では、写真家は使用直前に薄いガラスまたは鉄のプレートをコーティングして感光させ、まだ濡れている間にカメラで露光する必要がありました。初期の湿板カメラは非常にシンプルで、ダゲレオタイプカメラとほとんど違いはありませんでしたが、より洗練されたデザインが最終的に登場しました。1864 年の Dubroni では、プレートの感光と現像を別の暗室ではなくカメラ自体の中で行うことができるようになりました。他のカメラには複数のレンズが取り付けられており、1 つの大きなプレートで複数の小さなポートレートを撮影でき、カルト ド ヴィジットを作成するのに便利でした。湿板の時代には、焦点を合わせるためにベローズが広く使用されるようになり、かさばって調整しにくい入れ子式のボックス デザインは時代遅れになりました。
長年、露出時間は十分に長かったため、写真家はレンズ キャップを外し、照明条件で必要な秒数 (または分数) を数えて、キャップを戻すだけで済みました。より感度の高い写真材料が利用可能になると、カメラには機械式シャッター機構が組み込まれ、非常に短く正確なタイミングで露出できるようになりました。
写真フィルムの使用は、ジョージ・イーストマンによって開拓されました。彼は 1885 年に紙フィルムの製造を開始し、 1889 年にセルロイドに切り替えました。彼が「コダック」と名付けた最初のカメラは、1888 年に初めて販売されました。これは、固定焦点レンズと単一のシャッター速度を備えた非常にシンプルな箱型カメラで、比較的低価格だったため、一般消費者に人気がありました。コダックには 100 回の撮影に十分なフィルムがあらかじめ装填されており、フィルムがなくなったら工場に送り返して現像と再装填を行う必要がありました。19 世紀末までに、イーストマンは箱型カメラと折りたたみ式カメラの両方を含むいくつかのモデルにラインナップを拡大しました。
映画は動きを捉えること（映画撮影）も可能にし、19 世紀末までに映画産業を確立しました。
初期の固定画像
カメラ画像を部分的に撮影することに成功した最初の例は、1816年頃、ニセフォール・ニエプス[19] [20] によるもので、ニエプスが自作 した非常に小さなカメラと、光にさらされた部分が暗くなる塩化銀を塗った紙が使用されていた。ニエプスは影響を受けなかった残りの塩化銀を除去する方法を知らなかったため、写真は永久に残るものではなく、最終的には見るために必要な光への全体的な露出によって完全に暗くなってしまった。1820年代半ば、ニエプスはパリの眼鏡技師シャルル・シュバリエとヴァンサン・シュバリエが製作した木製の箱型カメラを使用して、ユダヤのビチューメンを薄く塗った表面での撮影実験を行った。[21]画像の最も明るい部分ではビチューメンがゆっくりと硬化した。硬化しなかったビチューメンはその後溶解して消失した。それらの写真のうちの1枚が現存している。
ダゲレオタイプとカロタイプ
1833年にニエプスが死去した後、パートナーのルイ・ダゲールが実験を続け、1837年までに最初の実用的な写真製法を考案し、これをダゲレオタイプと名付けて1839年に公開した。[22]ダゲールは銀メッキした銅板をヨウ素蒸気で処理して、感光性のヨウ化銀でコーティングした。カメラで露光した後、画像は水銀蒸気で現像され、通常の塩（塩化ナトリウム）の濃い溶液で固定された。ヘンリー・フォックス・タルボットは1840年にカロタイプという別の製法を完成させた。商業化された両方の製法では、2つの入れ子になった箱からなる非常に単純なカメラが使用されていた。後部の箱には取り外し可能なすりガラスのスクリーンがあり、スライドさせて焦点を調整できた。焦点を合わせた後、すりガラスは感光プレートまたは紙を含む遮光ホルダーに置き換えられ、レンズにキャップがされた。次に、カメラマンはホルダーの前面カバーを開け、レンズのキャップを外し、キャップを戻してホルダーを閉じるまでの照明条件に必要な時間を数えます。この機械的な単純さにもかかわらず、高品質のアクロマートレンズが標準でした。[23]
乾板
コロジオン乾板は、デジーレ・ファン・モンクホーフェンの功績により、1857年から利用できるようになりましたが、品質と速度の点で湿板法に匹敵できるようになったのは、リチャード・リーチ・マドックスが1871年にゼラチン乾板を発明してからです。1878年にゼラチン乳剤を加熱熟成すると感度が大幅に向上するという発見により、いわゆる「瞬間」スナップショット露出がようやく実用化されました。初めて、三脚などの支えが絶対に必要なものではなくなりました。日光と高速プレートまたはフィルムがあれば、小型カメラを手持ちで撮影できます。アマチュア写真家の数が増え、非公式の「自然な」ポートレートが人気になりました。一眼レフや二眼レフから、大きくてかさばるフィールドカメラ、シンプルなボックスカメラ、さらには懐中時計や帽子などの物体に偽装した「探偵用カメラ」まで、カメラのデザインは多様化しました。
短い露出時間で自然な写真を撮ることが可能になったため、機械式シャッターという新たな技術革新も必要となった。最初のシャッターは別個の付属品だったが、19世紀末には内蔵シャッターが一般的となった。[23]
写真フィルムの発明
写真フィルムの使用は、ジョージ・イーストマンによって開拓されました。彼は 1885 年に紙フィルムの製造を開始し、 1888 年から 1889 年にかけてセルロイドに切り替えました。彼が「コダック」と名付けた最初のカメラは、1888 年に初めて販売されました。これは、固定焦点レンズと単一のシャッター速度を備えた非常にシンプルな箱型カメラで、比較的低価格だったため、一般消費者に人気がありました。コダックには 100 回の撮影に十分なフィルムがあらかじめ装填されており、ロールを使い切ったら工場に送り返して現像と再装填を行う必要がありました。19 世紀末までに、イーストマンは箱型カメラと折りたたみ式カメラの両方を含むいくつかのモデルにラインナップを拡大しました。
1900年、イーストマンは、スナップショットの概念を導入したシンプルで非常に安価な箱型カメラであるブラウニーで、大衆向け写真撮影をさらに一歩進めました。ブラウニーは非常に人気があり、さまざまなモデルが1960年代まで販売され続けました。
フィルムのおかげで、映画用カメラは高価なおもちゃから実用的な商用ツールへと発展しました。
イーストマンによって低コストの写真技術が進歩したにもかかわらず、プレートカメラはより高品質のプリントを提供し、20 世紀に入っても人気を保っていました。1 回の装填でより多くの露出が可能なロールフィルムカメラに対抗するため、この時代の安価なプレートカメラの多くは、一度に複数のプレートを収納できるマガジンを装備していました。フィルムパックやロールフィルムを使用できるプレートカメラ用の特別なバックも販売されており、ロールフィルムカメラでプレートを使用できるバックもありました。
シュミットカメラなどのいくつかの特殊なタイプを除いて、ほとんどのプロ用天体写真機は、20 世紀末に電子写真に置き換えられるまで、乾板を使用し続けました。
35ミリメートル
1905年から1913年の間に、多くのメーカーが静止画撮影に35mmフィルムを使い始めました。一般に販売され、かなりの売り上げを記録した最初の35mmカメラは、1913年のツーリストマルチプルと1914年のシンプレックスでした。[要出典]
ライツ社の研究開発責任者であったオスカー・バルナックは、高品質の引き伸ばしが可能なコンパクトカメラの開発を試みながら、35mm映画フィルムをスチールカメラに使用することを検討しようと決めた。彼は1913年頃に35mmカメラのプロトタイプ（Ur-Leica）を製作したが、第一次世界大戦により開発は数年間延期された。ライカが最初の35mmカメラを商品化したのは第一次世界大戦後のことだった。ライツ社は1923年から1924年にかけてこの設計の試験販売を行い、十分な好意的なフィードバックを得たため、 1925年にライカI（Lei tz ca meraの略）として生産が開始された。ライカは瞬く間に人気を博し、最も有名なのはコンタックス（ 1932年発売）で、高級コンパクトカメラの選択肢として35mmの地位を固めた。
コダックは1934年にRetina Iで市場に参入し、現代のすべての35mmカメラで使用されている135カートリッジを導入しました。Retinaは比較的安価でしたが、35mmカメラはまだほとんどの人にとって手の届かないものであり、ロールフィルムは依然として大量生産のカメラの選択肢でした。これは1936年に安価なArgus Aが導入されたことで変わり、1939年に非常に人気のあるArgus C3が登場したことでさらに大きく変わりました。最も安価なカメラはまだロールフィルムを使用していましたが、1966年にC3が製造中止になった頃には、35mmフィルムが市場を独占するようになりました。
1936 年、 1933 年の Kwanon プロトタイプの改良版であるCanon 35 mm レンジファインダーの登場により、日本のカメラ産業は発展し始めました。朝鮮戦争の退役軍人や日本に駐留していた兵士が日本製カメラを米国やその他の国々に持ち帰った後、日本製カメラは西洋で人気が出始めました。
TLR と SLR
最初の実用的な一眼レフカメラは、 1928 年のFranke & Heidecke Rolleiflex中 判 TLRでした。一眼レフカメラと二眼レフカメラは数十年前から販売されていましたが、大きすぎてあまり普及しませんでした。しかし、Rolleiflex は十分にコンパクトで広く普及し、中判 TLR 設計は高級カメラと低価格カメラの両方で人気を博しました。
1933年、 127ロールフィルムを使用するコンパクトなSLRであるIhagee Exaktaの導入により、SLR設計における同様の革命が始まりました。その3年後、 135フィルム（別名35mmフィルム）を使用する最初の西側諸国のSLRであるKine Exaktaが登場しました（世界初の真の35mm SLRはソ連の「スポーツ」カメラで、Kine Exaktaより数か月前に販売されていましたが、「スポーツ」は独自のフィルムカートリッジを使用していました）。35mm SLRの設計はすぐに人気を博し、第二次世界大戦後には新モデルと革新的な機能が爆発的に増加しました。35mm TLRもいくつかあり、その中で最も有名なのは1935年のContaflexですが、ほとんどの場合、これらはあまり成功しませんでした。
戦後最初の大きな一眼レフの革新は、アイレベルファインダーでした。これは、1947年にハンガリーのデュフレックスで初めて登場し、1948年にペンタプリズムを使用した最初のカメラであるコンタックスSで改良されました。これ以前は、すべての一眼レフにウエストレベルのフォーカシングスクリーンが装備されていました。デュフレックスは、インスタントリターンミラーを備えた最初の一眼レフでもあり、これにより、各露出後にファインダーがブラックアウトするのを防いでいます。同じ時期には、ハッセルブラッド1600Fも登場し、数十年にわたって中判一眼レフの標準となりました。
1952年、旭光学工業（後にペンタックスカメラで有名になる）は、135フィルムを使用する日本初の一眼レフカメラ、アサヒフレックスを発売した。1950年代には、キヤノン、ヤシカ、ニコンなど、他の日本のカメラメーカーも数社、一眼レフ市場に参入した。ニコンのニコンFは、交換可能な部品とアクセサリーのフルラインアップを備え、一般に日本初のシステムカメラと見なされている。ニコンFと、それ以前のレンジファインダーカメラのSシリーズのおかげで、ニコンはプロ仕様の機器メーカー、そして世界で最も有名なブランドの1つとしての評判を確立した。
インスタントカメラ
従来のカメラがますます洗練され、高性能になる中、1949 年にまったく新しいタイプのカメラが市場に登場しました。これが、世界初の実用的なインスタント写真カメラであるポラロイドモデル 95 でした。1965 年に発明者にちなんでランド カメラと呼ばれたこのカメラは、大成功を収め、今でも史上最も売れたカメラの 1 つです。
オートメーション
自動露出機能を備えた最初のカメラは、1938年に発売されたセレン 露出計を備えた全自動スーパーコダックシックス20パックでしたが、当時としては225ドル（2023年の価値で4,870ドルに相当）[24]という非常に高価な価格であったため、あまり成功しませんでした。しかし、1960年代になると、安価な電子部品が普及し、露出計と自動露出システムを備えたカメラがますます普及しました。
次の技術的進歩は 1960 年に起こりました。ドイツのMec 16 SB サブミニチュアが、より正確な測光のためにレンズの後ろに露出計を配置した最初のカメラになったのです。しかし、レンズを通して測光する機能は、最終的には他の種類のカメラよりも SLR で一般的に見られるようになりました。TTL システムを搭載した最初の SLR は、 1962 年のTopcon RE Super でした。
デジタルカメラ
デジタルカメラは、フィルムを使用せず、代わりにデジタルメモリカードまたは内部ストレージに写真を撮影して保存するという点で、アナログカメラと大きく異なります。運用コストが低いため、化学カメラはニッチな市場に追いやられています。現在、デジタルカメラには、写真を転送、印刷、共有するためのワイヤレス通信機能（Wi-FiやBluetoothなど）が搭載されており、携帯電話によく搭載されています。
デジタル画像技術
最初の半導体画像センサーは、1969年にベル研究所のウィラード・S・ボイルとジョージ・E・スミスによって発明されたCCDでした。 [25] MOS技術を研究しているときに、彼らは電荷が磁気バブルのアナロジーであり、小さなMOSコンデンサーに蓄えることができることに気づきました。一連のMOSコンデンサーを一列に製造するのはかなり簡単だったので、彼らは適切な電圧をそれらに接続し、電荷を1つから次のコンデンサーに段階的に移すことができました。[26] CCDは、後にテレビ放送用の最初のデジタルビデオカメラで使用された半導体回路です。[27]
NMOSアクティブピクセルセンサー（ APS ）は、1980年代半ばに日本のオリンパス社によって発明されました。これは、MOS半導体デバイス製造の進歩によって可能になり、MOSFETのスケーリングはより小さなミクロンレベル、さらにサブミクロンレベルに達しました。[28] [29] NMOS APSは、1985年にオリンパスの中村勉のチームによって製造されました。[ 30] CMOSアクティブピクセルセンサー（CMOSセンサー）は、その後、 1993年にNASAジェット推進研究所のエリック・フォッサムのチームによって開発されました。 [31] [28]
初期のデジタルカメラのプロトタイプ
スキャナで画像をデジタル化するという概念や、ビデオ信号をデジタル化するという概念は、個別のセンサー素子のアレイからの信号をデジタル化して静止画像を作成するという概念よりも古いものです。初期のスパイ衛星では、フィルム缶を軌道から外して空中から回収するという極めて複雑で高価な方法が使用されていました。技術の進歩により、衛星内での現像とフィルムの電子スキャンにより地上に直接送信するといった手順を省略できるようになりました。フィルムの量が依然として大きな制限でしたが、フィルムの代わりに使用できる電子画像キャプチャアレイの開発が推進され、この問題は克服され、大幅に簡素化されました。最初の電子画像衛星は、1976年後半にNROによって打ち上げられたKH-11でした。この衛星には、解像度800 x 800ピクセル（0.64メガピクセル）の電荷結合素子（CCD）アレイが搭載されていました。[32]ニューヨークのフィリップス研究所では、エドワード・ストゥップ、ピーター・キャス、ゾルト・シラジが1968年9月6日に「全固体放射線撮像装置」の特許を申請し、フォトダイオードのアレイとコンデンサーを接続して2つの端末装置を縦横に接続したマトリックス上に光学画像を受信して保存するフラットスクリーンターゲットを製作した。彼らの米国特許は1970年11月10日に付与された。[33]テキサス・インスツルメンツのエンジニア、ウィリス・アドコックはデジタルではないフィルムレスカメラを設計し、1972年に特許を申請したが、実際に作られたかどうかは不明である。[34]
1975年に趣味の製作プロジェクトとして発表されたクロメンコ・サイクロプス[35]は、マイクロコンピュータとインターフェースされた最初のデジタルカメラでした。その画像センサーは、改良された金属酸化物半導体（MOS）ダイナミックRAM（DRAM）メモリチップでした。[36]
記録に残る最初の自己完結型デジタルカメラの製作の試みは、1975年にイーストマン・コダックのエンジニア、スティーブン・サッソンによって行われた。 [37] [38]このカメラは、当時としては新しい、フェアチャイルドセミコンダクターが1973年に開発したソリッドステートCCDイメージセンサーチップを採用していた。 [39]このカメラの重さは8ポンド（3.6kg）で、白黒画像をコンパクトカセットテープに記録し、解像度は0.01メガピクセル（10,000ピクセル）で、1975年12月に最初の画像を撮影するのに23秒かかった。このプロトタイプカメラは技術的な実験であり、量産を意図したものではない。
アナログ電子カメラ
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携帯型電子カメラは、持ち運び、携帯型フィルムカメラとして使うことを目的とした機器という意味で、1981年にソニーのマビカ（磁気ビデオカメラ）のデモで登場した。これは、同じくマビカという名前を冠したソニーの後発のカメラとは別物である。これはアナログカメラで、ビデオテープマシンのようにピクセル信号を連続的に記録し、離散レベルに変換しない。テレビのような信号を2×2インチの「ビデオフロッピー」に記録する。[40] 本質的には、フィールドモードではディスクあたり50フレーム、フレームモードではディスクあたり25フレームを記録するビデオ映画カメラであった。画質は当時のテレビと同等と考えられていた。
アナログ電子カメラは、1986年にキヤノンRC-701が登場するまで市場に出回らなかったようです。キヤノンは1984年の夏季オリンピックでこのモデルのプロトタイプを実演し、日本の新聞である読売新聞に画像を掲載しました。米国でこれらのカメラを実際の報道に使用した最初の出版物は、ワールドシリーズの野球の報道で使用されたUSAトゥデイでした。アナログカメラの普及を阻む要因はいくつかあります。コスト（ 20,000ドル以上、2023年には56,000ドルに相当[24]）、フィルムに比べて画質が悪い、手頃な価格の高品質プリンターがないことです。当初、画像のキャプチャと印刷にはフレームグラバーなどの機器にアクセスする必要がありましたが、これは平均的な消費者の手の届かないものでした。「ビデオフロッピー」ディスクには、後に画面で表示するためのいくつかのリーダーデバイスが用意されましたが、コンピュータードライブとして標準化されることはありませんでした。
初期の導入者は報道機関で、コストは電話回線で画像を送信できるという利便性と機能によって相殺されていました。画質の悪さは、新聞のグラフィックスの解像度の低さによって補われました。衛星リンクなしで画像を送信できるこの機能は、1989 年の天安門広場の抗議活動や1991 年の 第一次湾岸戦争の際に役立ちました。
米国の政府機関も静止ビデオのコンセプトに強い関心を示しており、特に米海軍はリアルタイムの空対海監視システムとしての利用を検討していました。
消費者向けに販売された最初のアナログ電子カメラは、1987年のカシオVS-101だったと思われます。同年に製造された注目すべきアナログカメラは、報道カメラとして設計され、一般ユーザー向けには販売されず、数百台しか売れなかったニコンQV-1000Cです。このカメラは画像をグレースケールで記録し、新聞印刷の品質はフィルムカメラと同等でした。外観は現代のデジタル一眼レフカメラによく似ていました。画像はビデオフロッピーディスクに保存されました。
1998年後半、35ミリカメラでデジタル写真を改造せずに撮影できるようにするフィルムカメラ用デジタルセンサーカートリッジの提案であるシリコンフィルムが発表された。シリコンフィルムは35ミリフィルムのロールとして機能し、レンズの後ろに1.3メガピクセルのセンサーがあり、カメラのフィルムホルダーにバッテリーとストレージユニットが取り付けられていた。この製品は結局発売されず、デジタルカメラの技術と価格の向上により次第に時代遅れになっていった。シリコンフィルムの親会社は2001年に破産を申請した。[41]
初期の真のデジタルカメラ
1970 年代後半には、真の商用デジタル カメラを製造するために必要な技術が存在していました。画像をコンピューター ファイルとして記録する最初の真のポータブル デジタル カメラは、おそらく1988 年のFuji DS-1P でしょう。このカメラは、バッテリーを使用してデータをメモリに保存する 2 MB SRAM (静的RAM )メモリ カードに画像を記録しました。このカメラは一般に販売されることはありませんでした。
商業的に販売された最初のデジタルカメラは、1987年のMegaVision Tesseraであると思われますが[42]、その販売に関する詳細な文書は知られていません。実際に商業的に販売された最初のポータブルデジタルカメラは、1989年12月に日本で販売された富士フイルムのDS-Xでした[43]。米国で最初に市販されたポータブルデジタルカメラは、1990年11月に最初に出荷されたDycam Model 1でした。[44]このカメラは、白黒で解像度が低く、価格が約1,000ドル（2023年の2,300ドルに相当[24]）であったため、当初は商業的に失敗しました。[45]その後、1992年にLogitech Fotomanとして再販され、そこそこの成功を収めました。CCDイメージセンサーを使用し、写真をデジタルで保存し、コンピューターに直接接続してダウンロードしました。[46] [47] [48]
デジタル一眼レフカメラ（DSLR）
ニコンは1980年代半ばからデジタル写真に興味を持っていた。1986年7月、フォトキナで発表した際に、ニコンはパナソニック製の初の一眼レフ型デジタルカメラ（スチルビデオカメラ）の実用プロトタイプを発表した。[49]ニコンのSVCは、 30万画素の2/3インチ電荷結合素子センサーを中心に構築された。カメラ内部の磁気フロッピーディスクという記憶媒体には、解像度に応じて25枚または50枚の白黒画像を記録できる。[50]
1991年、コダックはコダックDCS（コダックデジタルカメラシステム）を市場に投入しました。これは、ニコンなどのフィルムボディを部分的にベースとしたプロ仕様のコダックDCS一眼レフカメラの長いシリーズの始まりでした。コダックDCSは、市販された最初のデジタル一眼レフ（DSLR）でした。1.3メガピクセルのセンサーを使用し、かさばる外部デジタルストレージシステムを備え、価格は13,000ドル（2023年時点で29,000ドルに相当[24]）でした。コダックDCS-200の登場により、コダックDCSはコダックDCS-100と呼ばれました。
デジタル形式への移行は、1988年に最初のJPEGとMPEG規格が制定されたことで促進され、画像や動画ファイルを圧縮して保存できるようになりました。背面に液晶ディスプレイを搭載した最初の民生用カメラは、1995年に末高弘之率いるチームによって開発されたカシオQV-10でした。コンパクトフラッシュを使用した最初のカメラは、1996年のコダックDC-25でした。[51]ビデオクリップを録画する機能を備えた最初のカメラは、1995年のリコーRDC-1だった可能性があります。
1995年にミノルタはRD-175を発表しました。これはミノルタ500si SLRをベースにスプリッターと3つの独立したCCDを搭載していました。この組み合わせで175万画素を実現しました。SLRベースを使用する利点は、既存のミノルタAFマウントレンズを使用できることです。1999年にはニコンD1が発表されました。これは274万画素のカメラで、大手メーカーが完全にゼロから開発した最初のデジタルSLRであり、発表時の価格は6,000ドル以下（2023年には12,000ドルに相当[24]）で、プロの写真家やハイエンドの消費者が購入できました。このカメラはニコンFマウントレンズも使用していたため、フィルム写真家は既に所有していたのと同じレンズの多くを使用できました。
デジタルカメラの販売は、技術の進歩に牽引されて引き続き好調です。デジタル市場は、コンパクトデジタルスチルカメラ、ブリッジカメラ、ミラーレスコンパクト、デジタル一眼レフなど、さまざまなカテゴリーに分かれています。
2003年以降、デジタルカメラの売上はフィルムカメラの売上を上回り[52]、コダックは2004年1月に先進国でコダックブランドのフィルムカメラの販売を中止すると発表しました[53]。そして、変化する業界に適応するのに苦労した後、2012年に破産を申請しました[54] 。
カメラ付き携帯電話
最初の市販カメラ付き携帯電話は、1999年5月に日本で発売された京セラビジュアルフォン VP-210でした。 [55]当時は「モバイルテレビ電話」と呼ばれ、[56] 11万画素の 前面カメラを搭載していました。[55] JPEG デジタル画像を最大20枚保存し、電子メールで送信したり、日本のPHS ( Personal Handy-phone System )携帯電話ネットワーク経由で毎秒最大2枚の画像を送信したりできました。[55] 2000年6月に韓国で発売されたサムスンSCH-V200も、カメラを内蔵した最初の携帯電話の1つでした。TFT液晶ディスプレイ (LCD) を搭載し、35万画素の解像度で最大20枚のデジタル写真を保存できました。ただし、電話機能で画像を送信することはできず、写真にアクセスするにはコンピュータに接続する必要がありました。 [57]最初の量産型カメラ付き携帯電話は、2000年11月に日本で販売されたシャープのJ-PhoneモデルであるJ-SH04でした。 [58] [57]この携帯電話は、携帯電話の通信を介して写真を即座に送信することができました。[59]
大きな技術進歩の 1 つはCMOS センサーの開発であり、これによりセンサーのコストが下がり、カメラ付き携帯電話が広く普及するようになりました。現在、スマートフォンには高解像度のデジタル カメラが当たり前のように搭載されています。
参照
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なぜなら、アル・ハイサムの凸面鏡と凹面鏡の実験や、ろうそくの炎の反転像を投影する「ピンホールカメラ」の発明は、彼の実験における多くの成功例の一つだったからである。同様に、19 世紀のフェヒナーが残像の実験で行ったことの多くを、彼が先取りしていたとほぼ主張できるだろう。
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焦点とピンホールの関係に関する神埜の洞察の天才性は、Singerで、ヨーロッパでこれを最初に理解したのはほぼ500年後のレオナルド・ダ・ヴィンチ (+ 1452 to + 1519) であったと読むと、よりよく理解できます。この関係を示す図はアトランティコ法典に記載されており、レオナルドは目のレンズがピンホール効果を逆転させるため、網膜上では像が反転して見えないと考えていましたが、実際には反転しています。実際、焦点とピンポイントの類似性は、神埜が生まれた頃に亡くなったイブン・アル・ハイサムにも理解されていたに違いありません。
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外部リンク
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