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イメージセンサーの大きさで何が変わる?フルサイズセンサーで得られるメリット・デメリット

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現在、デジタルカメラが販売されていますが、そのデジタルカメラの特徴を示す表現として、フルサイズセンサーとASP-Cセンサーなどイメージセンサーの大きさが書かれています。

カメラに詳しくない人にとって、センサーサイズが違えばどうなんだ?って話だと思うので、今回はイメージセンサーのサイズの違いによって得られるメリットとデメリットについて書いてみたいと思います。

センサーサイズが大きい時に得られるメリット

イメージセンサーはレンズから当たる光を読み取る役割を果たしていますが、結論から言えば、このイメージセンサーが大きくなる方が画質面では優位になります。なんで?って話なんですが、それはイメージセンサーの中の光を読み取る最小単位の画素のサイズに関係しています。

そもそも画素って何?

デジタル写真は、拡大していくと赤緑青3色の強弱の組合せでつくった色の情報を持つ点が無数に並んでいます。その点の集まりをひいて見ることで、一枚の写真に見えるようになっています。
このデジタル写真を作っている最小単位の点のことを、画素やピクセルと言います。
要するに、写真を拡大していって見える1粒1粒の点ですね。

カメラの中に入っているイメージセンサーは一見すると一枚の板状ですが、拡大していくとレンズから入ってきた光を読み取って色の情報に変換する画素が無数に並んでいて、その一つ一つが光を読み取って画素データにしています。

ちなみに、イメージセンサーの性能を表す○◯万画素というのは、この画素が何個並んでいるのかを示しています。よく、この画素数が多い方が綺麗じゃないの?ということをよく聞かれますが、

そうとは必ずしも言えません。これについては別記事にまとめていますので、気になる人はこちらもご覧ください。

https://photoq.net/pixel/

1画素の大きさは?

1画素の大きさは、単純にイメージセンサーの面積に対する画素数で決まります。

同じイメージセンサーサイズであれば、画素数が多くなれば1画素あたりのサイズが小さくなりますし、逆に同じ画素数でもイメージセンサーのサイズが大きければ、1画素あたりのサイズは大きくなります。

当然ながら、イメージセンサーサイズが大きい方が面積が広くなる分、1画素のサイズが大きくなりやすいです。

画質に影響するのは、1画素あたりの大きさ

画素のサイズが大きくなると、一つ当たりの画素が得られる光の情報量が多くなるため、画質面で優位になります。それは主に再現できる光の幅が広くなる事と感度を上げた時の影響の少なくなる事が画質に影響を及ぼします。

再現できる光の幅が広い

写真を撮る時にとても重要になるのが、光の強さ(明暗差)です。

カメラが捉えられる明暗差は人間の目に比べてとても狭いのですが、さらにイメージセンサーの大きさの違いによっても、再現できる明暗差に違いが出ます。

明暗差と言うのは目で測れるものではなくちょっと想像しにくいと思いますので、雨をバケツで受ける事を例に説明したいと思います。

雨が降っている時に、大きなバケツと小さなバケツを一杯になるまで置いたとします。すると単純な話、大きいバケツの方が容量が大きいので溜められる水の量が多いですし、小さなバケツの方は先に水があふれてしまいますよね。

これを画素の話に置き換えてみます。

画素が大きくなる(バケツが大きくなる)と貯める事ができる光の量が多くなるので、小さいものに比べより多くの光を読み取る事ができます。これは読み取れる光の量が多い、つまり、より大量の光(強い光)を浴びても光を読み取れると言う事です。対して、小さいと水があふれるのと同様に読み取れる光の限界を早く超えてしまう、つまり一定以上の光の量があった場合は正しく読み取れず、全部一緒になります。このあふれた部分が、写真の白飛び(真っ白に写る部分)になります。

このように貯めれる光の量が違うという事は、より大きな明暗差でも光を読み取れるという事ができますので、画素サイズが大きい方が再現できる光の幅が広くなります。

ちなみに、光の幅(明暗差)の事をダイナミックレンジと呼ばれており、より明暗差が読み取れることをダイナミックレンジが広いと表現されます。

感度をあげた時の写真の綺麗さ

デジタルカメラは、イメージセンサーが光を感じる感度を変更することができるので、感度を上げる(より光に敏感になる)ことで、弱い光でも写真をブレずに写すことができます。

ただ、感度を上げる事は弱い光でも写せる反面、光に対する敏感さも上がってしまうのでイメージセンサーが受け取る光の情報に不要な情報(ノイズ)が混ざってしまいます。このノイズは、感度が上げる程多くなり、ノイズの影響が多くなると写す写真のデータの情報に影響が出ます。

このノイズによる影響が画素サイズが大きい程、影響が少なくなるのです。

これも先ほどと同様に大小のバケツで雨を受ける事で考えてみます。

今度は、同じ深さの大小のバケツの中に同量の一つまみの塩を入れて1分間だけ雨を受けるとします。バケツが大きいという事は、それだけバケツの口がより広く開いているという事なので、同じ時間に得られる水の量は大きい方がより多いという事になります。そして、1分たったバケツの水に含まれる塩の濃さは、同量の塩を入れているのでより水が多く入った大きなバケツの方が薄くなります。

これを画素の場合でみてみると、画素が大きい方が光を受ける面積が大きくなるため、一定時間で光を受けれる量(光の情報量)は多くなります。そして、一定量の不要な情報(ノイズ)が混ざってしまう場合にも、受けている情報量が多い方がその影響をより受けにくいと言えます。

つまり、画素サイズが大きくなれば、感度を上げた時のノイズの影響が少なくなり、より綺麗な写真となります。このように含まれるノイズへの耐性があるという意味で、高感度に強いと表現されます。

フルサイズセンサーが、画素当たりのサイズで有利

このように画素サイズが大きい方が、画質面で有利となります。そうなると、同じ画素数なら単純に面積が広い方が画素サイズは大きくなるし、同じ画素サイズならより画素数が増やせるので、一般的に使われるデジタルカメラの中では最も大きいフルサイズセンサーが有利となります。

ただ、2018年現在では、ニコンのD850やキヤノンのEOS 5DsRのようなフルサイズで4000万画素以上の超高画素なカメラでは、1画素当たりのサイズがASP-Cカメラと逆転する場合もあります。でも、この場合は、画素数がかなり違っていて用途も異なってくるので単純な比較はできないところだと思います。

また、理屈上は1画素あたりのサイズが大きい方が有利でも、それでもデジタル機器の技術の進歩は早いので、古いフルサイズカメラと最新のASP-Cカメラを比較した場合、ASP-Cカメラの画質も向上して遜色ない場合もあります。

あくまで、同程度の時期、画素数ならセンサーサイズが大きい方が有利と思ってもらえればと思います。

センサーサイズが大きい場合に発生するデメリット

レンズが重く大きい

イメージセンサーのサイズが大きくなると、レンズもそれに応じた大きさが必要になるので、基本的には大きく、重くなります。

イメージサークルとレンズの関係については、以下の記事でまとめているのでこちらを読んでみてください。

カメラを選ぶ時には理解したい!イメージセンサーとレンズの基本の「き」

このサイズ、重量が増すというのは、大きなカバンは必要になるし、何本もレンズを持ち出すと総重量がキロ単位で重くなって体への負担が増すので、撮影が主目的なら我慢できても、例えば子連れでのお出かけや、友人と遊びに行くついでなど、何かのついでにカメラを持って行くとなると、大きく重いというのは結構なデメリットにだと思います。

また、あくまでセンサーサイズの大きさに関係する話なので、ミラーレス一眼レフでもフルサイズセンサーであればレンズは大きくなるので注意が必要です。ミラーレス一眼は小型軽量なイメージがありますからね。

本体の軽さでミラーレスを選んだのに、結局、レンズが大きくてカメラが重たいとなったり、本体とレンズの重量バランスが悪いなんて事にもなるので、購入前に実物を見れるなら見た方が良いかもしれませんね。

レンズの値段が高くなる

レンズが大きく重くなるということは、レンズ自体の値段が上がってしまいます。

低い価格帯のレンズではそこまでの差はありませんが、より高画質で明るいレンズなどの高価格帯のレンズになると数万円の差があります。

なので、色々なレンズを揃えていくとなると、全体的なお財布への負担も大きくなっていくので、この部分は覚悟が必要なところです。

結論:大きいイメージセンサーがベストなのか?

僕の考え方では、Noです。

デメリット部分は写真自体の写りには関係ないので、写りの面で言えば確かにメリットが多いです。だから、クオリティーが必要な商業カメラマンなどは、フルサイズセンサーよりもさらに大きい中判サイズのカメラを使用することも多々あります。

ただ、画質のみでカメラを選ぶのは間違いだと思っていて、画質面のメリットがあったとしても、そのメリットを活かせるだけの撮影環境や写真の鑑賞環境を整える必要があるなど、イメージセンサーが大きくなることで得られるメリットと発生するデメリットについてよく考えて自分にとって必要かどうかを考える必要があります。

結局、自分が何の写真を撮りたいのか、何のためにカメラが欲しいのかをイメージしてその目的に一番合うカメラの選択がとても重要じゃないかと思っています。

例えば、僕は、フルサイズカメラを持っていても、子供と一緒に出かける時には重く大きいのが本当に邪魔なので、ほぼASP-Cのミラーレス一眼しか持ち出しません。素早い子供を撮るには、オートフォーカスに優れる一眼レフの方が良いと言われますが、子供を撮る場合にはいつ撮りたい場面に出会えるのかわからないため、常にカメラを持っていてナンボだと思っています。だから、子供を撮るために持ち出すのが億劫になるカメラは本末転倒ということで、気軽に持って行ける小型軽量のASP-Cのミラーレス一眼が僕にとっては子供撮影カメラになっています。

もし、撮りたいものが定まっていないのであれば、センサーサイズによる違いがあることを理解した上で、まずは低額の入門用カメラで色々撮ってみて撮りたいものを見つける事で、次に選ぶカメラが見えてくるんじゃないかなと思います。

センサーサイズが大きい事が良い事ばかりではないので、適材適所で考えてみてはいかがでしょうか?

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