最先端の技術で未来をつくるキヤノンの露光装置。 最先端の技術で未来をつくるキヤノンの露光装置。

露光(ろこう)とは、
光とレンズを使って
絵を描くしくみのことです。

  • 光って?
  • レンズって?

光を、カメラのレンズを通してフィルムに当てると、フィルムに化学変化がおきて絵になります。この工程を「露光」と呼びます。フィルム写真のしくみです。※分かりやすくするために当サイト内の図は簡略化しています

フィルムカメラ フィルム

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今度はその光を、紫外線に変えてみましょう。いくつものレンズを通して、基板(きばん)に光を当てます。基板とは、紫外線を当てると性質が変わる特別な樹脂(じゅし)をぬった板です。ここでも「露光」が起こり、光が当たった部分の樹脂が変化して板の上に影絵のように模様を作ります。

レンズ 基板
形が変わる部分

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この原理を使ってつくられるものを「半導体回路(はんどうたいかいろ)」といい、それをつくる装置を「半導体露光装置(はんどうたいろこうそうち)」といいます。半導体回路は、スマートフォンやテレビ、パソコンなどあらゆるシステムに欠かせない部品です。半導体露光装置は、身近な光とレンズを使って、いろいろな便利なものをつくるのに、役立っています。

回路デザイン レンズ 基板

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半導体露光装置

身近なものを使って「露光」のしくみを体験することができます。フィルムカメラと同じように、デジタルカメラも「露光」のしくみを利用しています。デジタルカメラではフィルムのかわりにセンサーに光を当てます。カメラのレンズを通った光がセンサーに「露光」。写真を撮ることができます。

デジタルカメラ 画像

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まっ暗な中で懐中電灯(かいちゅうでんとう)などをつけてみましょう。その光がカメラに「露光」するため、写真を撮ると光のかたちだけが写真に写ります。

デジタルカメラ 画像

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カメラのシャッターが開いている間にこの光を動かして写真を撮ると、光のかたちが動いて、文字や絵を描くことができます。

デジタルカメラ 画像

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このようにシャッターをしばらく開けたまま撮影することを「長時間露光」といいます。
星の動きや夜景の撮影などでよく使われる方法です。

では実際に、スマホやデジカメを使って、長時間露光で遊んでみましょう!

  1. 光があるから、
    ものが見える。

    太陽の光、部屋の電気の光、ロウソクの火の光。おうちのテレビや、いま見ているパソコンからも、「光」が出ています。光がなければ、まっ暗で、何も見ることができません。


  2. 光の形は目に見えませんが、どんな形をしていると思いますか。光は、「電磁波(でんじは)」という波です。そして同時に「粒子(りゅうし)」というツブの性質も持っています。


  3. 光の波の長さ(=波長)によって、光の色が決まります。人間の目に見える光のなかで、波が短くなると紫の光に、波が長くなると赤い光に近づきます。紫の光よりさらに波が短くなると人間の目には見えなくなり、「紫外線(しがいせん)」という光になります。日焼けの原因になる光です。

  1. レンズの特徴(とくちょう)
    ってなんだろう。

    メガネやカメラ、望遠鏡、虫メガネなど、身の回りには、いろいろなレンズが使われています。レンズには、光を通してものを大きく見せたり小さく見せたりする特徴があります。


  2. レンズには、大きく分けて2種類あります。「凹(おう)レンズ」と「凸(とつ)レンズ」です。凹レンズは、ものを小さく見せるはたらきがあり、反対に凸レンズはものを大きく見せるはたらきがあります。


  3. 「凸レンズ」について少しくわしく説明します。
    凸レンズのはたらきは
    1)光を集めること 
    2)像をつくること 
    3)ものを大きく見せること

    どれも、光の「屈折(くっせつ)」という現象を利用しています。凸レンズはガラスやプラスチックなどの透明な材料でできていて、真ん中が厚く、周辺にむかってうすくなっています。

    断面の一部分を拡大してみると、凸レンズに入る光は、図のように、屈折によって折れ曲がり内側に向かいます。レンズの真ん中よりも、周辺の方が光はより大きく折れ曲がります。このため、レンズに入る光が1点に集まり、像をつくったり、ものを大きく見せることにつながります。