デジカメの画素数と画素ピッチについて

イメージセンサーにはいくつのもサイズがあり、画素数もさまざまです。

画素数と画質の関係は、こちら をご覧下さい。

同じイメージセンサーサイズで画素数が増えると、画素ピッチが小さくなります。

画素ピッチとは、画素(受光部分)隣り合う画素の距離のことで、通常はマイクロメートル(μm)という単位を使います。

になみに、1マイクロメートルは 1/1000 mm (千分の1ミリ)です。

イメージセンサーのサイズごとに、画素数が増えると画素ピッチがどうなるかについて、横軸をイメージセンサーサイズ、縦軸を解像度(万画素)で一覧にしてみました。

サイズ Full APS-C 4/3 1 2/3 1/1.7 1/1.8 1/2 1/2.3 1/3
横pixel 36.0 23.5 17.3 13.2 8.8 7.6 7.1 6.4 6.2 4.8
縦pixel 24.0 15.6 13.0 8.8 6.6 5.7 5.4 4.8 4.6 3.6
300 17.0 11.1 8.7 6.2 4.4 3.8 3.6 3.2 3.1 2.4
600 12.0 7.8 6.1 4.4 3.1 2.7 2.5 2.3 2.2 1.7
800 10.4 6.8 5.3 3.8 2.7 2.3 2.2 2.0 1.9 1.5
1000 9.3 6.1 4.7 3.4 2.4 2.1 2.0 1.8 1.7 1.3
1200 8.5 5.5 4.3 3.1 2.2 1.9 1.8 1.6 1.5 1.2
1500 7.6 4.9 3.9 2.8 2.0 1.7 1.6 1.4 1.4 1.1
1600 7.3 4.8 3.7 2.7 1.9 1.6 1.5 1.4 1.3 1.0
1800 6.9 4.5 3.5 2.5 1.8 1.6 1.5 1.3 1.3 1.0
2000 6.6 4.3 3.4 2.4 1.7 1.5 1.4 1.2 1.2 0.9
2200 6.3 4.1 3.2 2.3 1.6 1.4 1.3 1.2 1.1 0.9
2400 6.0 3.9 3.1 2.2 1.6 1.3 1.3 1.1 1.1 0.8
2600 5.8 3.8 2.9 2.1 1.5 1.3 1.2 1.1 1.0 0.8
2800 5.6 3.6 2.8 2.0 1.4 1.2 1.2 1.0 1.0 0.8
3000 5.4 3.5 2.7 2.0 1.4 1.2 1.1 1.0 1.0 0.8
3200 5.2 3.4 2.7 1.9 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.7
3400 5.0 3.3 2.6 1.8 1.3 1.1 1.1 1.0 0.9 0.7
3600 4.9 3.2 2.5 1.8 1.3 1.1 1.0 0.9 0.9 0.7
3800 4.8 3.1 2.4 1.7 1.2 1.1 1.0 0.9 0.9 0.7
4000 4.6 3.0 2.4 1.7 1.2 1.0 1.0 0.9 0.8 0.7
4200 4.5 3.0 2.3 1.7 1.2 1.0 1.0 0.9 0.8 0.6
4400 4.4 2.9 2.3 1.6 1.1 1.0 0.9 0.8 0.8 0.6
4600 4.3 2.8 2.2 1.6 1.1 1.0 0.9 0.8 0.8 0.6
4800 4.2 2.8 2.2 1.6 1.1 1.0 0.9 0.8 0.8 0.6
5000 4.2 2.7 2.1 1.5 1.1 0.9 0.9 0.8 0.8 0.6
6000 3.8 2.5 1.9 1.4 1.0 0.8 0.8 0.7 0.7 0.5

※FULL=フルサイズ(昔のフィルムと同じ大きさ)

表の見方を簡単に説明します。

イメージセンサーの縦横のサイズを「横mm」「縦mm」に記載しています。

例えばFULLの列を見て頂くと、横mm=36.0、縦mm=24.0 なので、センサーサイズは横36mm×縦24mmという事になります。

左端には1000、1200、1500、・・・・という風に画素数を記載しています。

1000だと1000万画素、1500だと1500万画素となります。

縦=FULL、横=1000 でクロスするセルを見ると9.3と書かれていますが、これがその時の画素ピッチになり、単位はμmなので、9.3μmと解釈してください。

この表で見ると、1型のイメージセンサーで300万画素のコンデジを作ったら、フルサイズ2200万画素のデジタル一眼と同じ画質が得られるという事になります。

APS-Cの場合だと、1000万画素の製品を作った同じ画質になりますね。

マイクロフォーサーズ(4/3型)のデジタル一眼には1600万画素(画素ピッチ3.7µm)の製品が多いですが、これはAPS-Cで今主流の2400万画素(画素ピッチ3.9µm)と、ほぼ同じ画素ピッチになる=ほぼ同じ画質が得られるからではないかと思います。

同じ画素ピッチだと、その後の画質の優劣は画像処理に掛かってくるので、イメージセンサーのサイズが小さいマイクロフォーサーズでも、APS-Cと勝負ができるという事でしょう。

一般的なコンデジのイメージセンサー(1/2.3型)でも、解像度を200万画素にまで落とせば、理論的にはAPS-Cと同じ画質が得られそうです。

16年前は普通に200万画素のコンデジが売られていたので、今時の技術で200万画素のコンデジを作ったら、かなり綺麗が画質が得られそうですね。
200万画素だと頑張ってもA5サイズへの印刷レベルになりますが、動画で考えるとフルハイビジョンになります。

1/2.3型で200万画素のビデオ専用機を作ったら、もしかすると4K動画に匹敵する画質になるかもしれません。

興味本位ですが、コンデジで最もよく使われている1/2.3型について、縦に画素ピッチ、横に画素数でグラフを書いてみました。画素数を増やすと画素ピッチが小さくなりますが、カーブは緩やかになっていきます。

ある一定以上の画素ピッチになると、多少画素ピッチを短くしても(画素数を増やしても)画質に与える影響は小さいので、数百万画素ずつ増やしながら、その分の目減りを画像処理とかノイズ対策で補っているのかなと思います。

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