イメージセンサーのいろいろなサイズとそれぞれの特徴
2019/5/21
携帯電話やスマートフォンのカメラも含めたデジタルカメラで使われているイメージセンサーのサイズには、小さななものから非常に大きなものまでたくさんのバリエーションが生まれました。
それぞれのセンサーに特徴があって、得意・不得意が存在しています。また、イメージセンサーのサイズが採用するカメラの性格を大きく左右しています。
今現在使われているイメージセンサーのサイズと、それぞれのセンサー自体、そのセンサーを採用するカメラの特徴を紹介します。
イメージセンサーの大原則
まず、個別のセンサーの説明に入る前に、イメージセンサーにおける大原則を。基本的にイメージセンサーはサイズが大きければ大きいほど画質が良くなります。
厳密には画素1粒の大きさに依存していますので、実際のところはイメージセンサーのサイズと画素数の両方が影響しています。ただ、大きなセンサーで画素数を増やしすぎて、よりサイズの小さなものよりも画質面で劣るような作りをしているイメージセンサーは通常存在しません。
画質面でカメラの性能を判断する際には、イメージセンサーの大きさで撮影できる写真の「基礎体力」が決まると考えて良いと思います。
その代わり、イメージセンサーはサイズが大きくなるとコストが跳ね上がる部品です。また、センサーサイズが大きくなれば、どうしてもカメラ本体に加えレンズの大きさも膨らみます。
これらの条件を製品の目的ごとにバランスを取って作られたのが、市場に出ているデジタルカメラと言うことになります。
センサーサイズの補足
こちらも各イメージセンサーのサイズ説明の前に補足を入れておきます。
今は「1インチセンサー」ではなく「1型センサー」のように呼ばれることが増えましたが、「1インチセンサー」との記述があっても、実はセンサーの対角線長は1インチ(＝25.4mm)ありません。この点には注意が必要です。
センサーサイズの表記には、かつてイメージセンサーが真空管状の「撮像管」と呼ばれる形状をしていた時の名残が未だに残っています。
1インチセンサーは、撮像管の直径が1インチのものの光を感じる部分の面積に相当するサイズのセンサー、という意味になります。その他の「～インチセンサー」と名前の付くセンサーのサイズは、全部同じルールに則っています。
センサーのサイズを考える時にとても紛らわしい表現ですので、今は「～インチセンサー」という表現を止めているのでしょう。
さて、ちょっと蛇足が過ぎたかもしれません。以下、それぞれのセンサーのお話に戻ります。
1/2.3型センサー
今、デジタルカメラに採用されるものとしては一番小さなイメージセンサーがこの1/2.3型センサーです。現在出回っている1/2.3型センサーは、全て「裏面照射型」と呼ばれるセンサーになっているはずです。
センサーの光を感じる部分のサイズは、わずか6.2mm x 4.7mm。APS-Cサイズセンサーの1/10以下の面積しかありません。最新のものでは、この中に2300万画素が詰め込まれています。
イメージセンサーはごくごく簡単に言えば、極小サイズの太陽電池が規則的に並んだものです。画素1粒の大きさが小さくなれば受けられる光の量が減り、画質に関わる様々な面で不利な点が現れます。
また、最近のカメラ性能の良いスマートフォンでも、このサイズのイメージセンサーを採用することが増えました。このため、非常に画質が向上したスマートフォンのカメラとの差別化が難しくなっています。
このサイズのセンサーを採用する、本当の意味での普及型デジカメは市場、メーカーの製品展開ともに縮小傾向が続いています。
イメージセンサーが小さければ、カメラ本体もレンズも小さくまとめることが出来ます。今、生き残っているこのサイズのセンサーを採用するデジカメは、その特性を活かす形でスマートフォンのカメラとの差別化の方向を探っています。
小型ボディーに30倍などの高倍率ズームレンズを搭載した「旅カメラ」、超高倍率ズームレンズを搭載した「ネオ一眼」、小型軽量・スタイリッシュなデザインを追求した真のコンパクト機、防水性・耐衝撃性を持たせたアクションカム的なカメラなどがあります。
旅カメラにはSONYのCyberShot WX500や、CanonのPowerShot SX710HS、PanasonicのLUMIX TZ70などがあります。超高倍率ズームレンズを搭載するネオ一眼の急先鋒はNikonのCOOLPIX P900でしょう。なんとズーム倍率が83倍にもなるレンズを搭載しています。コンパクトさやデザインを追求するカメラとしては、やはりCanonのIXYシリーズが外せないと思います。
イメージセンサーが小さくなれば使われるレンズの焦点距離も短くなりますので、このセンサーを採用するカメラでは被写界深度が非常に深くなります。パンフォーカス写真は簡単に撮影できますが、ボケを活かした写真を撮るのは非常に難しくなります。
主被写体に思い切り近づいて強調しつつ背景に何があるのかがある程度分かるような写し方をするのは、大型センサー採用カメラでは不可能な場合もありますが、小型センサー採用のカメラでは、そのような撮影方法は得意中の得意です。
1/1.7型センサー
1/2.3型センサーよりも一回り大きく、従来は高級コンパクトデジカメに採用されてきたセンサーです。現在は数を減らしましたが、画質面で少し余裕のあるカメラとして少数が生き残っています。
1/1.7型センサーのサイズは7.5mm x 5.6mm。1/2.3型センサーより4割増しぐらいの面積があります。
このサイズのセンサーは、画素数をあまり欲張らずに画素の大きさに余裕を持たせたものが生産されたため、ある程度画素一粒の面積を確保でき、コンパクトデジカメとしては余裕のある描写に結びついているカメラが多くなっています。
常識的なサイズの中でもレンズの設計の自由度が比較的高く、カメラ本体もかなり小さく作れることから、10倍程度の高倍率ズームレンズを搭載しながら、コンパクトデジカメのサイズを実現したカメラが存在しています。
OLYMPUSのSTYLUS 1sや、CasioのEXLIM EX-100 PROが代表的なカメラです。
撮影上の特徴としては、1/2.3型よりは大きいとは言っても小型センサーと言うことには変わりはなく、やはりボケを活かした画面構成は取りにくくなっています。被写界深度の深さを活かす撮影方法が得意なのも、1/2.3型センサー採用機と同様の特徴です。
1型センサー
今一番元気のあるカメラのジャンルが、このセンサーを採用するコンパクトデジカメかもしれません。
SONYがこのセンサー採用のコンパクトデジカメに先鞭を付けましたが、Canonも2015年に一気に4機種まで搭載機を増やして注目を集めるなど、注目したいジャンルの一つです。
1型センサーのサイズは13.2mm x 8.8mm。これ以下の小型センサーよりもぐっと大きく、画質面でもその分の余裕が感じられるものを実現しています。
また、ここまでセンサーのサイズが大きくなってくると、ある程度絵作りにボケを使えるようになります。APS-Cセンサーや35mmフルサイズセンサー搭載機のような大きなボケは期待できませんが、背景を消し去るのではなく、背景にあるオブジェクトもある程度活かすようなボケを使うには、逆に便利なサイズのセンサーかもしれません。
イメージセンサーサイズはかなり大きくなっているのですが、このセンサーを採用するデジタルカメラは、本体のサイズをかなり小さく作ることに成功したカメラが多くなっています。
従来の高級コンパクトデジカメと同等のサイズでずっと高い画質を実現したと言うことで、非常に人気の高まっているジャンルです。ただ、既存のイメージでコンパクトデジカメと言うにはかなり高価なカメラが増えたのも事実です。
最近は1型センサーを採用するネオ一眼タイプのカメラも登場しており、選択できるカメラの範囲も一気に広がりつつあります。
コンパクトなタイプの代表格は、SONYのサイバーショットRX100シリーズ、CanonのPowerShot G7X、G9Xがあげられます。ネオ一眼に近いタイプとしては、パナソニックのルミックスFZ1000、CanonのPowerShot G3X、SONYのサイバーショットRX10M2などがあります。
4/3型センサー
フォーサーズ規格で使われるセンサーが4/3型センサーです。フォーサーズという名前自体、センサーのサイズから付けられたものです。「三分の四」を英訳したものがそのまま規格の名前になりました。
センサーのサイズは17.2mm x 13mm。サイズ的には、APS-Cサイズのセンサーよりも一回り小さなサイズです。1型センサー、APS-Cサイズセンサー、35mmフルサイズセンサーが縦横比2:3なのに対して、フォーサーズセンサーはコンパクトデジカメと同じ3:4の縦横比を採用しているのも特徴的です。
対角線長が35mmフルサイズのちょうど半分で、レンズの換算焦点距離がイメージしやすくなっています。フォーサーズでは例えば、25mmレンズは35mm換算50mmとなります。
このセンサーは縦横比が35mmフィルムとは異なるため、対角線画角が同じでも微妙に画面構成が変化します。使われる方によってはその違いが気になる方もいらっしゃるかもしれません。
従来はセンサーの面積の小ささの影響で、高感度画質などに若干つらい部分も見え隠れしていましたが、最新カメラではそういったハンデもかなり跳ね返しています。
特に望遠系のレンズで35mm換算焦点距離を稼ぎやすく、同等の拡大率を得るためにはコンパクトなシステムで済むのが大きなメリットです。実焦点距離300mmのレンズで、35mmフルサイズの600mm相当の被写体の拡大率の画像を得られます。
またフォーサーズ規格は規格自体が新しいこともあって、設計の新しい非常に優れたレンズが多いのも特徴です。この規格に則った製品であれば、メーカーの壁をまたいで相互に利用可能なのも魅力の一つです。
描写的には、より小さなセンサーとより大きなセンサーの中庸な形を取ることになり、35mmフルサイズセンサーのような大きなボケを写真に使おうとすれば、撮影に一工夫がいるセンサーです。逆に、深めの被写界深度と高性能なレンズの組み合わせは、風景写真などに便利に使える特性になります。
このサイズのセンサーを搭載するのはフォーサーズ規格に則る全てのカメラで、OLYMPUSのOM-D E-M1やPanasonicのLUMIX GX8など、たくさんのレンズ交換式カメラがあります。
APS-Cサイズセンサー
普及型のデジタル一眼レフやSONY、FUJIFILMのミラーレス一眼などに採用されているイメージセンサーです。35mmフルサイズよりも2周りほど小さく、面積では半分以下となります。
サイズはCanonが独自開発しているセンサーが他社のものよりも一回り小さく、22.3mm x 14.9mm程度(微妙に機種により異なる)。その他のメーカーは23.6mm x 15.8mm程度となっています。Canonは35mmフルサイズに換算するための焦点距離の倍率が1.6倍、その他のメーカーはおおむね1.5倍換算で計算しています。
かなり大きなボケを簡単に得ることが出来、1/2.3型など、小型のイメージセンサー搭載のデジタルカメラとは、1つ違った世界の画質を実現するセンサーです。
絶対的な画質では35mmフルサイズ機にはかないませんが、換算倍率がかかることによって35mmフルサイズ機よりも望遠に実質的に強くなること。加えて、コンパクトなセンサーを活かした機動性の高いカメラが多いことなどもあり、わざわざAPS-Cサイズセンサー搭載機を選ぶプロカメラマンもいます。
また、SIGMAとFUJIFILMが独自の高画質センサーを擁して、独自の地位を築いているのも特徴です。
デジタル一眼レフカメラは特に高性能・高画質機で35mmフルサイズセンサーに少しずつシフトしていく流れが始まっていて、APS-Cサイズセンサー搭載機は普及クラスだけになる方向かと思われつつありましたが、CanonのEOS 7D MarkII、ニコンのD500の投入で、APS-Cの機動性の高さを活かすというカメラの方向性が確立されたかもしれません。
上級機種としては、上に書いた2機種が頭一つ以上抜けた存在感を放っています。普及機種として最もネームバリューが高いのは、やはりCanonのEOS Kissシリーズでしょう。
APS-Cサイズセンサー搭載のミラーレス機としては、FUJIFILMのXシリーズが独特の魅力を放っています。
35mmフルサイズセンサー
一般の人が入手できる価格帯にあるカメラとしては、最大のサイズのセンサーと言えるのが35mmフルサイズセンサーでしょう。
さらに大きな中判といえるサイズのセンサーを搭載するカメラもありますが、価格や本体の大きさ、撮影の機動性などの点で、中判デジタルカメラはまだ一般の人向けとは言いにくい現状があります。
イメージセンサーのサイズは、35mmフィルムと同等のほぼ36mm x 24mmとなります。
35mmフルサイズで2000万画素程度の控えめな画素数のイメージセンサーを搭載するデジタルカメラでは、きわめて高感度に強いカメラが多く、ISO数万といった高感度でも作品作りが可能な画質を実現する機種もあります。
また、最近はより高感度に強くするために敢えて画素数を落とすセンサーや、解像力を極める方向で最高5000万画素を実現するセンサーも現れています。
画質面でも非常に高い水準にあるカメラを実現可能なセンサーですが、35mmフィルム時代の感覚のまま、それぞれの焦点距離のレンズを使えることも特徴の一つです。
ボケも大きく、立体感のある描写が簡単に行えます。反面、パンフォーカスの撮影は若干難しくなります。高解像度化した現在のイメージセンサーでは回折現象による「小絞りボケ」が現れやすいため、絞りすぎると逆にシャープネスが低下してしまうためです。
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