さまざまな種類のデジタルカメラセンサーはどのように異なりますか?

カメラセンサーは、レンズを通してカメラに入る光を捉え、画像に変換する装置です。

センサーはデジタルカメラの最も重要な部分です。これは、特定のカメラで達成可能な画質のレベルを決定するものです。たとえば、センサーは、解像度、画像サイズ、低照度性能、ダイナミックレンジ、被写界深度を担当します。

センサーを決定する際に考慮すべき2つのことは、センサーのタイプとサイズです。センサーの実際のサイズは、通常、画質に最も影響を与えるものです。

センサーの種類は何ですか?

最も一般的な2つのタイプのデジタルカメラセンサーは、電荷結合デバイス(CCD)とCMOSセンサー(相補型金属酸化膜半導体)です。

CCDセンサー

CCDセンサーは、もともとデジタルカメラに使用されていた古いタイプの画像キャプチャ技術です。 CCDセンサーはパッシブピクセルテクノロジーを利用しています。つまり、ピクセルレベルの電子機器はありません。光はフォトダイオード(感光性デバイス)によって吸収され、電荷を蓄積して後で電子信号に変換します。

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これらのセンサーは通常、放送用カメラや天体写真用カメラなどのハイエンドカメラで使用されます。

CMOSセンサー

対照的に、CMOSセンサーはアクティブピクセルデバイスです。これは、光をすぐに明確な電気信号に変換するピクセルレベルの電子機器があることを意味します。 CMOSセンサーは、比較的安価でエネルギー消費量が少なく、バッテリー寿命が長いため、現在ほとんどのカメラで使用されています。

カメラセンサーサイズの比較

上記のように、考慮すべき最も重要なことはセンサーのサイズです。これは主に、センサーが大きいほど、画像の作成に使用できる光が増えるためです。最も一般的なセンサーサイズを以下に示します。

フルフレーム

フルフレームセンサー(36mm x 24mm)は、元の35mmフィルムと同じサイズであるため、このように名付けられました。一般的に、フルフレームセンサーは、DSLRや新しいミラーレスシステムなどのハイエンドのプロフェッショナルグレードのカメラで使用されます。

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APS-C

アドバンストフォトシステムタイプCの略であるAPS-Cは、ブランドによってサイズが異なります。このセンサーサイズは、主に愛好家/愛好家グレードのカメラで使用されます。通常、APS-Cセンサーは約23mm x15mmです。

マイクロフォーサーズ

マイクロフォーサーズセンサーは、17.3mm x13mmのフルフレームセンサーの約4分の1のサイズです。これらのあまり知られていないセンサーは、主にオリンパスとパナソニックによって使用されています。

小さいセンサー

コンパクトカメラやスマートフォンなどの小型デバイスで使用される小型カメラセンサー(8mm x 6mm未満)にはさまざまなバリエーションがあります。

中判および大判

中型および大型フォーマットのセンサーは、入手可能な最大のセンサーの一部であり、主に非常にハイエンドで高価なカメラで使用されます。これらは、フルフレームセンサーサイズよりも大きいサイズの範囲で提供されます。

センサーのサイズとタイプが画質に与える影響

画質には複数の側面があります。これらの多くは主観的なものですが、ほとんどは本質的に技術的なものです。これらには、アスペクト比、ピクセル数、ピクセルサイズ、ダイナミックレンジ、ノイズ、被写界深度、および低照度性能が含まれます。

アスペクト比

センサーのアスペクト比は、トリミングせずに取得できる構成の種類に影響します。フルフレームセンサーとAPS-Cセンサーのアスペクト比は3:2ですが、マイクロフォーサーズカメラのアスペクト比は4:3です。

ピクセル

デジタルカメラが発明されて以来、良い写真を撮るために何メガピクセルが必要かについての議論は激しさを増しています。考慮すべき点が2つあります。ピクセル数とセンサーのサイズに対するピクセルのサイズです。

ピクセルのサイズは大幅に異なる場合があります。センサーのサイズが同じであれば、18メガピクセルのセンサーは24メガピクセルのセンサーよりもはるかに大きなピクセルになります。

ピクセルが大きいほど、吸収できる光が多くなります。通常、より大きなセンサー(フルフレームセンサーなど)はより大きなピクセルを持ちます。これがダイナミックレンジと低照度性能にとって何を意味するかについては、以下で説明します。

ピクセル数の主な利点は、より多くのトリミングができることです。ピクセル数が多いほど、画像の解像度は高くなります。これは、より詳細に相当する可能性があります。つまり、詳細や画質を犠牲にすることなく、画像をより多くトリミングすることができます。

ダイナミックレンジとノイズ

上記のように、ピクセルが大きいほど、より多くの光を吸収できます。これは基本的に、より大きなピクセルがより多くの情報を収集できることを意味します。これは、ダイナミックレンジと低照度性能に関して重要です。

ダイナミックレンジは、基本的にセンサーがキャプチャできるトーンの範囲です。言い換えれば、センサーが光の最高端と最低端(ハイライトとシャドウ)でキャプチャできる詳細の量です。より高いダイナミックレンジは、画像の明るい領域と暗い領域の詳細を意味します。

一般に、ピクセルが大きいほどダイナミックレンジが高くなり、これは大きなボーナスです。これは、センサーの信号対雑音比が高くなることも意味します。これは、センサーがより少ないノイズでより正確に光をキャプチャできることを意味します—低照度の写真撮影にとって非常に重要なことです。

被写界深度

被写界深度は、画質に影響を与える大きな要因の1つであり、写真家が注目していることです。被写界深度とは、焦点が合っている領域がどれだけ薄いかを指します。これが、焦点が合っていない前景と背景を魅力的に写真に与えるものです。

センサーが大きいほど、間接的に被写界深度が薄くなり、焦点が合っていない背景がよりきれいになります。しかし、これは技術的にはセンサーのサイズによるものではありません。代わりに、フルフレームセンサーを使用する写真家は、被写体に近づくか、焦点距離の長いレンズを使用する必要があるためです。これは、被写界深度に直接影響する2つのことです。

では、どのセンサーがあなたに適していますか?

非常に多くの種類のセンサーがあるため、違いを知ることは難しい場合があります。

一般に、大きなセンサーには小さなセンサーに比べて多くの利点があります。それらは一般に、より多くのピクセル、より大きなピクセル、より良い解像度、より良い低照度性能、より高いダイナミックレンジを持ち、より良い被写界深度を生み出します。彼らがプロの写真家に支持されているのには理由があります。

しかし、それらは通常はるかに高価であり、はるかに大きなカメラになります—幅8mmのスマートフォンにフルフレームセンサーを搭載することは不可能です。

それで、画質は価格を正当化しますか?このガイドで、センサーのサイズが重要である方法と理由が明らかになったことを願っています。