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ISO感度とは

2016/2/10

DSC_0006 (2)

ISO感度は現在のデジタルカメラにおいては撮影の際に自由に設定可能なパラメータの一つで、
光に対する感度を相対的に表す指標です。

フィルムカメラでは利用しているフィルムを使い切らないとISO感度の変更は不可能でしたが、デジタルカメラではその部分が根本的に変わりました。
1コマごとにISO感度を変えた撮影も可能になり、カメラの可能性が一つ広がっています。

ISO感度コントロールをカメラに任せると、撮影条件が厳しい領域ではカメラがかなり積極的にISO感度を動かして露出を調整します。
また、絞りがないスマートフォンや携帯電話のカメラでは、よりその傾向が顕著です。

最新のカメラでは、ISO感度も完全に露出制御のための1つの要素として利用されていると言っていいでしょう。

このISO感度をもう少し詳しく見ていきます。

フィルムの感度の規格

以前、日本製やアメリカ製のコダックなどのフィルムにはISOではなく「ASA」といった感度の指標が付けられていたことを覚えている方もいらっしゃると思います。
また、ヨーロッパ製のアグファなどのフィルムには、別の数字の指標の「DIN」の数値が付けられていました。

ASA

ASAはアメリカの工業の標準化規格(American Standers Association)で採用されたフィルムの感度指標です。
日本にもこちらの形式が導入されて、日本製のフィルムでもこちらの指標を使って感度を表していました。

現在、ISO100などと表記されるときには、ASAの感度指標と同じ値になるようになっています。

DIN

DINは元々はドイツの工業規格(Deutsche Industrie Normen)で設定されたフィルム感度の規格です。
21°、24°、27°などと表記され、感度が2倍になるとDIN指標の数値が3上がる、対数タイプの指標になっています。

21°はASA100、24°はASA200、27°はASA400と同じ感度を表します。

ISO

ISO感度はASAとDINを統合し両者を併記する形でフィルムの感度を表示ようにしたものを、国際標準規格:ISOとしたものです。
ASA100、DIN 21°はISO100/21°と表記します。
このASAとDINの両者を併記するのが本来の表記法ですが、少なくとも今の日本国内では、ASA側の数値のみを表示する方法が一般化しています。

国際標準化規格になったものには、それぞれ規格の番号がつきます。
フィルムの感度では、ネガカラーフィルムに関する規格はISO 5800:1987、リバーサルフィルムに関する規格はISO 2240:2003としてISO化されていますが、
通常これらを目にすることはないでしょうし、意識する必要もありません。

写真の露出とISO感度

最初に触れたように、今のデジタルカメラでは、ISO感度も露出のコントロールに利用するようになっています。
ISO感度をうまく使うことで写真の明るさの制御だけではなく、それ以外にも写真の表現をコントロールできる部分があります。

DSC_0124-horz
     ISO100          ISO200           ISO400

露出を決める第3のパラメータ

 

フィルムカメラでは1本のフィルムを使い切るまではISO感度を変えることが出来ません。
このため露出は基本的にシャッタースピードと絞りだけで調節します。

これに対してデジタルカメラではそのような制限はありませんので、1コマごとにISO感度を変えてISO感度側から露出を調節することも出来ます。
ただ、人間が頭の中で露出を考えるときに3つの要素を使っての調整はイメージをすることが難しく、
通常はISO感度は基底感度にしておき、シャッタースピードと絞りだけをを使って露出を制御するほうが楽です。

明るさが落ちて暗い条件など、シャッタースピードと絞りの調節だけでは撮影条件が厳しくなるケースのみ、
ISO感度を動かして撮影を行いやすくする、といった使い方が多くなると思います。

以下でより詳しく述べますが、デジタルカメラではISO感度を上げるほど画質は低下しますので、
最高の画質の写真を得るためにはできる限りISO感度は上げずに撮影するのが理想です。

カメラにISO感度調節を任せた場合には、基本的には撮影条件が厳しくなるケースだけではありますが、
かなり積極的にISO感度を動かして撮影を行います。

ISO感度を変化させる効果

ISO感度を一段階変化させることは、絞りやシャッタースピードを一段動かすのと同じ効果が露出に対して現れます。

例えばISO感度をISO100からISO200に設定を変えた場合、光に対する感度は2倍になります。
この場合、写真の仕上がる明るさに対しては、シャッタースピードを2倍にしたり(1段下げる)、絞りを一段開けたのと同じ効果があります。

より具体的には、以下の組み合わせはどれも同じ露出になります。

ISO100、シャッタースピード1/250秒、絞りF8
ISO200、シャッタースピード1/500秒、絞りF8
ISO200、シャッタースピード1/250秒、絞りF11

手ぶれ、被写体ブレとISO感度

動きの速いものを撮影する際には十分に速いシャッタースピードを使わないと、被写体をピタっと止めて写すことが出来ません。
また、シャッタースピードがかなり遅い条件になると、カメラを支える手や体が動いてしまって、やはり被写体を止めて写し取ることが出来ません。

皆さんよくご存じのこととは思いますが、前者は被写体ブレ、後者は手ぶれと言われます。
どちらもある程度以上に速いシャッタースピードを設定できれば防ぐことが出来ます。
こういったケースではISO感度を自由にコマごとにも設定可能なデジタルカメラの自由度が活きます。

たとえば、ISO感度をISO100からISO1600に設定変更すれば、絞りを同じ値に保った場合には、シャッタースピードを4段分速く設定することが可能になります。
シャッタースピード4段というと、1/15秒 -> 1/250秒、という変化に相当しますから、一気に手ぶれ・被写体ブレの確率を減らせることは予想できると思います。

これを上手く活用することで、流し撮りなど、ある意味被写体ブレを利用して動感を表現する場合にも、
条件が厳しい中で被写体をピタッと止めることも狙えるようになります。

被写界深度コントロールとISO感度

ISO感度を上げてやることで、より絞りを大きく絞ることも可能になります。

日中でも大きく絞り込んでパンフォーカスの写真を得たい場合などには、手持ちでは手ぶれしかねないシャッタースピードになることがあります。
通常はその場合には、絞り具合を控えめにしてシャッタースピードを稼ぐことになるでしょう。
こういったケースでは少しISO感度を上げてやると、シャッタースピードをある程度以上に保ちつつ、より絞り込むことが可能になります。

ISO感度を引き上げると代わりに少しずつ画質は低下しますが、それを嫌って手ぶれを起こしてしまっては画質的に何の意味もありませんので、
ISO感度を上げることによる画質低下と、手ぶれのリスクを勘案してバランスを取るのが、ISO感度設定の使いこなしのコツです。

写真の画質とISO感度

上でも既に触れていますが、ISO感度は上げれば上げるほど基礎的な写真の画質は低下していきます。
ノイズが増え解像感は低下していきます。

イメージセンサー感度は一定

この原因は、基本的にはイメージセンサー自体の光に対する感度は、ISO感度の設定数値に関係なく一定であるからです。
デジタルカメラでISO感度を上げた場合には、センサーから出た信号を電気・電子的に増幅する形で処理が行なわれます。

この増幅の過程でノイズも一緒に増幅されてしまいますので、どうしても元々の信号の品質が低下してしまいます。

ISO感度コントロールと映像エンジン

ただ、今のデジタルカメラはイメージセンサーからの信号をそのままストレートに画像化している訳ではありません。

画像生成を行なう「映像エンジン」と呼ばれるプロセッサが非常に高度な処理を行ない、
画像の品質を保ったまま、できる限りノイズのみを省こうと処理を行ないます。
このため、ある程度の感度まではノイズや色ムラが少ない状態を保った写真が生成可能です。

ただ、どうしても感度がある一定以上に上がっていくと、取りきれないノイズとノイズ処理の副作用が現れて、生成される写真の解像感が低下していきます。

デジタルカメラにおけるISO感度

それでも大型センサーを採用するデジタルカメラでは、フィルムカメラ時代とは高感度の画質、設定できる感度自体が大幅に向上しました。
フィルムの時代には最も感度の高いフィルムでもISO3200が上限でしたから、35mmフルサイズのデジタルカメラで利用可能なISO数万以上などという高感度は、
フィルム時代には考えられないレベルのISO感度と言える水準にまで来ています。

そのことによってフィルム時代には撮れなかった被写体・シチュエーションでも撮影が可能になり、写真の可能性を大きく広げていると言えるでしょう。

フィルムを遙かに超えるISO感度の幅

最新のプロ用デジタル一眼レフであるニコンのD5では拡張設定ではありますが、ISO328万というとんでもない高感度が利用可能になりました。
画質的に緊急用だとは思いますが、それが利用できること自体が可能性につながる現場もあるでしょう。

nikon d5
また、35mmフルサイズでありながら1200万画素という今の基準で行けば「低画素数」のセンサーとして、
ISO数万まで普通に作品作りが可能な高感度特性を実現したSONYのα7Sシリーズもあります。

メーカーによれば、ISO100や200の低感度から、数万、数十万と言った高感度までの範囲で高画質を維持するのは大変難しいそうなのですが、
今のデジタルカメラでは、そういった壁を打ち破ろうとしている機種がたくさん存在します。

デジタルカメラでの「増感」と「減感」

フィルムであれば、規定の感度よりも感度を上げて現像することが増感、感度を落とすことは減感ですが、
事実上規定の感度と言えるものが可変になった今のデジタルカメラでは、増感は通常利用可能範囲のISO感度以上の「拡張設定」を利用することを表し、
下側に感度を「拡張」するのが「減感」と言われることが多くなっています。

デジタルカメラでは減感を行っても、仕上がる写真の画質は向上しません。
逆にダイナミックレンジなどの点では、通常利用範囲の最低感度よりも劣るケースがほとんどです。

明るい環境で開放F値の小さなレンズを絞り開放付近で使いたい場合など、利用は限定的にしたほうがよいでしょう。

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