カメラのセンサーとは？

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イメージセンサーサイズが写真の品質に与える影響について

デジタルカメラを選ぶとき、センサーサイズは写真の画質に直接影響する重要な要素です。しかし、センサーは大きければ大きいほど良いのでしょうか？

センサーサイズには長所と短所があり、どのサイズが自分のニーズに最適なのかを知るためには、それらに精通していることが重要です。


カメラのセンサーとは？

デジタルカメラのイメージセンサーは、シャッターが開いたときに入射する光を集め、その光を電気信号に変換する装置です。

その信号をカメラが解析し、ファインダー内の実像と同じ色に変換します。

カメラのイメージセンサーは、被写界深度、ダイナミックレンジ、解像度、低照度性能などの要素に影響を与え、写真の全体的な画質を決定する役割を担っています。



2種類のカメラセンサー

カメラのセンサーには、大きく分けて2種類あります。CCD（電荷結合素子）センサーとCMOS（相補型金属酸化膜半導体）センサーです。


1. CCDセンサー

CCDセンサーは、低ノイズでダイナミックレンジの広い高画質な画像を得ることができます。中判カメラではCCDセンサーが一般的。CMOSセンサーに比べ、消費電力が大きい。

2. CMOSセンサー

CCDセンサーに比べ消費電力が少なく、高速連写を得意とする。光に対する感度が低く、粒状性が高いが、データレートが速く、製造コストが安い。

センサーサイズが写真に与える6つの影響

カメラに搭載されているセンサーの大きさは、写真撮影に大きな影響を与え、以下の要素に影響を与えます。


1. 画像解像度

解像度は、カメラのセンサーが保持するメガピクセルの数によって決まりますが、メガピクセルとは何でしょうか？

カメラセンサーには、光を取り込んでピクセルに変換する「フォトサイト」が数百万個あります。このピクセルの数が100万個で1メガピクセルとなります。

カメラのセンサーが大きければ大きいほど、光源が大きければ大きいほど、メガピクセルの数が多くなり、より良い画像と高い解像度を実現できます。

高解像度は、写真を拡大しても高画質であることを保証するために重要です。

2. 被写界深度

被写界深度とは、画像内の物体が "許容範囲内のピント"、または "許容範囲内のシャープネス "で写る距離のことです。

絞り値、焦点距離、カメラと被写体の距離など、他の要素が同じであれば、センサーが大きいほど被写界深度は浅くなります（フレームいっぱいに撮影するためには、被写体に近づくか、焦点距離を長くする必要があるため）。

その分、センサーサイズが小さいカメラでは被写界深度が大きくなります。フルサイズカメラのセンサーは、被写界深度に関して最も柔軟性があります。

3. 低照度性能

大型センサーは、小型センサーに比べ、より大きな撮像素子を搭載しているため、低照度下での撮影能力が高くなります。

4. クロップファクター

クロップファクターとは、フルサイズイメージセンサーに対するセンサーサイズの割合のことです。小型のセンサーは画角（撮影時にフレームがどれだけ見えるか）が小さくなるため、フルサイズセンサーに比べてフレームが写り込む量が少なくなります。


5. ダイナミックレンジと画像ノイズ

より大きなセンサーは、より大きな光源を含んでおり、カメラのダイナミックレンジを広げ、画像ノイズを減少させます。

ダイナミックレンジとは、写真の最も明るい部分と最も暗い部分の差の最大値であり、ダイナミックレンジが広いことは良いことです。

画像ノイズは、明るさや色の不規則な斑点のことで、画像ノイズが少ないことは良い特性です。


6. カメラの大きさ、重さ 

センサーが大きくなると、写真の仕上がりに多くのメリットがありますが、センサーが大きくなると、レンズも大きくなり、カメラの筐体も大きくなる可能性があることを考慮しておく必要があります。

旅行や野生動物の撮影など、長時間持ち運びが必要な撮影では、大きさや重さが気になることもあります。

イメージセンサーのサイズ

1. 35mmフルサイズ（36×24mm）

デジタル一眼レフカメラとミラーレスカメラの両方に搭載されている、最も大きなセンサーサイズです。フルサイズセンサーにはクロップファクターがないため、ファインダーで見えるものすべてが写真に写ります。

センサーが大きい分、カメラやレンズも大きく重くなるので、長時間の撮影が必要な場合は注意が必要です。また、大口径レンズとフルサイズセンサーを組み合わせると、被写界深度が非常に浅くなります。


2. APS-H（28.1×18.7mm）

アクティブピクセルセンサーの略で、レンズ交換式カメラと固定式カメラに搭載されている大型センサーです。クロップファクターが1.3倍で、高感度撮影が可能なため、ノイズが少ないのが特徴です。


3. APS-C（サイズはメーカーによって若干の違いあり）

APS-Cカメラはプロでも使っていますが、アマチュア写真家に特に人気のある中級機種のカメラです。

キヤノンのAPS-Cセンサーは22.2×14.8mm、ニコン、ソニー、富士フイルム、ペンタックスのセンサーは約23.5×15.6mmとブランドによって大きさが異なりますのでご注意ください。


4. フォーサーズとマイクロフォーサーズ(17.3×13mm)

フォーサーズシステムはデジタル一眼レフカメラ用、マイクロフォーサーズシステムはミラーレス一眼カメラ用のセンサーです。

マイクロフォーサーズシステムはクロップファクターが2倍で、静止画撮影やハイレベルな動画撮影に適しています。


5. 1インチ（9×12mm）

クロップファクター2.7倍の高級コンパクトカメラで、コンパクトカメラとしては大型のセンサーを搭載し、同クラスのカメラと比較して高画質な写真が撮れます。静止画だけでなく、4K動画も撮影可能。