Diagonal
43.3mm
Crop Factor
1×
50mm Equiv
50mm
とは何か Camera Sensor Size Calculator?
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カメラ センサー サイズ計算ツールは、あらゆるカメラ フォーマットの物理的寸法、クロップ ファクター、対角線、ピクセル ピッチ、センサー領域、視野などの主要なセンサー パラメーターを計算します。カメラセンサーは、画質、被写界深度の特性、低照度でのパフォーマンス、および取り付けられたレンズの有効画角を決定する基本的な要素です。カメラ業界におけるセンサー サイズの命名法は、混乱を招くことがよくあります。「1 インチ センサー」などの歴史的な名前は、実際には、真空管のサイズ表記規則の名残である約 13.2 × 8.8 mm (25.4 mm ではありません) のセンサーを指します。クロップファクター (フルフレーム (35mm 相当) のセンサー対角線と実際のセンサー対角線の比率) によって、レンズの視野がセンサー フォーマット間でどのように変換されるかが決まります。センサー サイズを理解することは、さまざまなフォーマットでのカメラの比較 (フルフレーム、APS-C、マイクロフォーサーズ、中型フォーマット)、システム間の被写界深度の違いの計算、低照度でのパフォーマンスの違いの理解 (センサーが大きいほど S/N 比が向上する)、特定のセンサー フォーマットに適したレンズの選択、フルフレームの 50 mm レンズが APS-C の 50 mm と異なって見える理由を理解するために重要です。センサー サイズは、理論的な回折限界と、ピクセル ピッチが実際に使用できなくなる前の最大有効メガピクセル数も決定します。カメラ センサー テクノロジーは、CCD から CMOS、前面照射型から裏面照射型 (BSI)、そして積層型 CMOS へと数世代を経て進歩しており、それぞれが特定の物理センサー サイズでの低照度性能とダイナミック レンジを向上させています。
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公式
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センサーの対角線 = √(幅² + 高さ²)
クロップファクター = フルフレーム対角 / センサー対角 = 43.267 / センサー対角
画素ピッチ（μm）＝センサー幅（mm）／水平画素数×1000
センサー面積 = 幅 × 高さ (mm²)
アスペクト比 = 幅 / 高さ
同等のFOV = 実際のFOV × (1 / クロップファクター)変数の説明
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| 記号 | 名前 | 単位 | 説明 |
|---|---|---|---|
| W_s | センサー幅 | mm | センサーの物理的な水平方向の寸法。これは、最終的な計算結果に直接影響を与える、カメラ センサーの計算計算における重要なパラメーターです。 |
| H_s | センサーの高さ | mm | センサーの物理的な垂直方向の寸法。これは、最終的な計算結果に直接影響する、カメラ センサーの計算計算における重要なパラメーターです。 |
| CF | クロップファクター | × | フルフレーム センサーの対角線 (43.267mm) とこのセンサーの対角線の比率。 |
| p | ピクセルピッチ | μm | 1 ピクセルの物理的な幅。ピクセルが大きいほど、ピクセルあたりにより多くの光を取り込みます。 |
| A | センサーエリア | mm² | センサーの物理的な総面積。フルフレーム = 864 mm²; MFT = 224.9 mm²。 |
方法 Camera Sensor Size Calculator
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- 1ステップ 1: メーカーの仕様からカメラセンサーの物理的寸法 (幅 × 高さ mm) を見つけます。
- 2ステップ 2: 対角線を計算します: √(W² + H²)。フルフレーム 36×24 の場合: √(1296+576) = √1872 = 43.27mm。
- 3ステップ 3: クロップ係数を計算します: CF = 43.267 / your_diagonal。
- 4ステップ 4: ピクセル ピッチを計算します: p = sensor_width_mm /horizontal_pixel_count × 1000 μm。
- 5ステップ 5: センサー面積を計算します: W × H mm²。
- 6ステップ 6: 基準と比較します: フルフレーム領域 = 864 mm²。センサーの集光の利点 = (面積 / 864) — 大きいほど、低照度でのパフォーマンスが向上します。
解いた例
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対角線 = √(23.5²+15.6²) = 28.19mm。 CF = 43.267/28.19 = 1.534×。ピクセルピッチ = 23.5/6250×1000 = 3.76μm。面積 = 366.6mm² (フルフレームの 42%)。
21.63mm の対角線では、正確に 2.0 倍のクロップファクターが得られます。面積 = 225mm² — フルフレーム面積のわずか 26% であり、同等の構成ごとに収集する光もそれに応じて少なくなります。
CF = 43.267/67.1 = 0.645× (拡大率 - レンズはフルフレームよりも広く見えます)。面積 = 2169mm² = フルフレームの面積の 2.5 倍 — 光を集める大きな利点。
対角線 12.2mm では 3.54 倍のクロップが得られます。面積 = 71.5mm² — フルフレーム面積のわずか 8.3%。 48 MP にもかかわらず、ピクセル ピッチ (1.22 μm) が小さいため、大型センサーと比較してピクセルあたりの光の取り込みが大幅に制限されます。
実際の応用
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カメラの購入者は、システムのアップグレードを選択する際にセンサー形式を比較します。このアプリケーションは、それぞれの分野での意思決定、予算編成、戦略計画をサポートするために正確な定量分析を必要とする専門家によってよく使用されます。
撮影監督は、特定の被写界深度特性を必要とする作品のカメラ要件を指定します。業界の専門家は、この計算に基づいてパフォーマンスをベンチマークし、代替手段を比較し、確立された規格と規制要件への準拠を確認します。
混合システムの有効焦点距離とクロップファクターを計算するレンズアダプターユーザー。学術研究者と学生は、この計算を使用して理論モデルを検証し、コースワークの課題を完了し、基礎となる数学的原理の理解を深めます。
システムの移行 (APS-C からフルフレーム、クロップから中判) を理解している写真家。財務アナリストやプランナーは、この計算をワークフローに組み込んで、正確な予測を作成し、リスク シナリオを評価し、データに基づいた推奨事項を関係者に提示します。
特殊なケース
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デュアルピクセルオートフォーカスとピクセル分割
{'title': 'デュアル ピクセル オートフォーカスとピクセル分割', 'body': "キヤノンのデュアル ピクセル CMOS AF とソニーの位相検出 CMOS AF は、センサー全体に位相検出ピクセルを配置します。キヤノンの実装では、各ピクセル サイトが 2 つのフォトダイオードに分割され、位相検出のために個別に読み取ったり、イメージングのために組み合わせたりすることができます。これにより、特定のピクセルを AF 専用に割り当てることなく、フレーム全体にわたって高速で正確なオートフォーカスが可能になります。"}
ローリング シャッター', 'body': 'ローリング シャッターは、有限期間にわたってセンサーを行ごとに読み取り、高速で移動する被写体や急速なカメラの動きの幾何学的歪みを引き起こします。グローバル シャッターはすべてのピクセルを同時に読み取り、ローリング シャッター効果を排除します。グローバル シャッター センサーは科学カメラやマシンビジョン カメラの標準です。 Sony A9 III (2024) は、ネイティブ グローバル シャッターを備えた最初のフルフレーム ミラーレス コンシューマー カメラでした。'}
負の入力値は、ドメインのコンテキストに応じて、カメラ センサーの計算に有効な場合と無効な場合があります。
一部の式は負の数値 (温度、変化率など) を受け入れますが、他の式では厳密に正の入力が必要です。ユーザーは、出力に依存する前に、特定のシナリオで負の値が許可されているかどうかを確認する必要があります。カメラ センサーの計算を扱う専門家は、適切に処理しないと誤解を招く結果につながる可能性があるため、このシナリオに特に注意する必要があります。実際にこのようなケースが発生した場合は、常に境界条件を検証し、独立した方法でクロスチェックしてください。
カメラセンサーサイズ参考表
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| 形式 | 寸法(mm) | 面積 (mm²) | 対角線(mm) | クロップファクター |
|---|---|---|---|---|
| 大判4×5インチ | 127×101.6 | 12,903 | 162.6 | 0.27× |
| 中型フォーマット (フェーズ 1) | 53.7×40.4 | 2,169 | 67.1 | 0.64× |
| 中判（フジGFX） | 43.8×32.9 | 1,441 | 54.8 | 0.79× |
| フルフレーム (35mm) | 36.0×24.0 | 864 | 43.3 | 1.0× |
| APS-H（キヤノン1D） | 27.9×18.6 | 519 | 33.5 | 1.29倍 |
| APS-C (ニコン/ソニー/富士) | 23.5×15.6 | 367 | 28.2 | 1.53倍 |
| APS-C (キヤノン) | 22.3×14.9 | 332 | 26.8 | 1.61× |
| マイクロフォーサーズ | 17.3×13.0 | 225 | 21.6 | 2.0× |
| 1インチ | 13.2×8.8 | 116 | 15.9 | 2.72× |
| 1/1.7インチ | 7.6×5.7 | 43.3 | 9.5 | 4.55倍 |
| 1/2.3インチ（スマートフォン） | 6.2×4.7 | 29.1 | 7.8 | 5.55× |
よくある質問
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「1 インチ」センサーが実際には 25.4 mm ではないのはなぜですか?
「1 インチ」という表記は、1950 年代の真空管ビディコン カメラ技術の名残であり、真空管の外径は 1 インチ (25.4 mm) でした。実際の撮像領域はチューブの直径の約半分にすぎませんでした。最新の「1 インチ」イメージ センサーのサイズは、25.4 mm ではなく、約 13.2 × 8.8 mm (対角 16.4 mm) です。他のセンサー サイズの名前 (1/1.7 インチ、1/2.3 インチ) も同じ規則に従っており、文字通りに解釈すると同様に誤解を招きます。
センサーが大きいほど常に画質が向上しますか?
ノイズ、ダイナミックレンジ、被写界深度の多用途性については一般的に「はい」ですが、すべてに当てはまるわけではありません。センサーが大きいほど、構成ごとにより多くの総光を収集し、それに比例して SNR が向上します。ただし、平凡なレンズを使用した 45 MP フルフレーム カメラでは、優れた単焦点レンズを使用した 20 MP APS-C カメラよりも悪い結果が生じる可能性があります。レンズの品質、センサーの世代 (BSI と前面照射型 CMOS)、画像処理、およびピクセル ピッチがすべて影響します。センサーのサイズは重要な要素の 1 つであり、唯一の要素ではありません。
暗い場所での撮影では、APS-C よりもフルフレームの方がどの程度優れていますか?
ピクセル数が同じで、ピクセル テクノロジーが同様であると仮定すると、フルフレームでは、ピクセルが物理的に大きく、より多くのフォトンを収集するため、APS-C よりも約 1 ～ 1.5 ストップ優れた高 ISO パフォーマンスが得られます。ピクセル ピッチが同じ (同じ世代のテクノロジ) 場合、純粋なセンサー領域の利点: フルフレーム領域 (864mm²) / APS-C 領域 (~366mm²) = 2.36 倍、つまり約 1.24 段分の利点になります。実際には、現在のフルフレームと APS-C の間のギャップは、多くの場合、わずか 0.7 ～ 1.3 段です。
積層型センサーとは何ですか?画質にどのような影響を与えますか?
積層型 (または積層型) CMOS センサーは、別個の処理チップの上にピクセル層を配置し、シリコンを介して銅ピラーボンドによって接続されます。これにより、読み出し速度が大幅に向上し (ローリング シャッターが減少し、より高いバースト レートが可能になります)、超高速記録のための DRAM バッファの統合が可能になります。ソニーのスタック型センサー (A9 III はグローバル シャッター スタック型センサーを使用) は、ローリング シャッター歪みなしで最大 120 fps のフル解像度を実現します。これは、スポーツやアクション写真にとって大きな利点です。
高メガピクセルカメラと高 ISO カメラのどちらを選択すればよいですか?
選択は主な使用例によって異なります。高メガピクセル (45 ～ 100 MP) カメラは、スタジオ写真、風景/建築 (大きな印刷出力)、商用製品の写真、および最大の解像度が必要なストック写真に優れています。高 ISO に最適化されたカメラ (クラス最高のセンサーを搭載した 24 MP) は、スポーツやアクション、結婚式の写真、フォトジャーナリズム、野生動物や天体写真、あらゆる低照度作業に優れています。一部のカメラ (Sony A7R V、Nikon Z8) は、高解像度と優れた高 ISO パフォーマンスを兼ね備えていますが、通常は高価です。
裏面照射型 (BSI) とは何ですか?また、なぜセンサーのパフォーマンスが向上するのですか?
従来の前面照射型 CMOS センサーでは、読み出し回路がフォトダイオードの前に配置され、入射光が部分的に遮断されます。裏面照射型 (BSI) センサーは、回路が背面にある状態でフォトダイオードが入射光に直接面するようにアーキテクチャを反転します。これにより、各ピクセルの有効集光領域が 30 ～ 50% 増加し、内部反射による干渉が減少し、感度、ダイナミック レンジ、およびノイズ性能が向上します。最新の Sony、Canon、Nikon センサーのほとんどは BSI アーキテクチャを使用しています。
実際、センサーのサイズは被写界深度にどのような影響を与えるのでしょうか?
同じ視野（同じフレーミング）、絞り、撮影距離の場合、同じ画角を達成するにはより長い実際の焦点距離のレンズが必要となるため、センサーが大きいほど被写界深度は常に浅くなります。フルフレームの 50mm f/1.8 は、APS-C の 33mm f/1.2 (同じ 50mm 相当の FOV) よりも浅い DOF を提供します。これは、等価焦点距離ではなく、実際の焦点距離 (50mm 対 33mm) が被写界深度を決定するためです。 DOF 比較の有効絞り = 実際の絞り × クロップファクター。
避けるべきよくある間違い
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- !実際の物理的寸法を表すために、歴史的なサイズの名前 (「1 インチ」、「1/2.3 インチ」) を信頼します。
- !ピクセル ピッチと SNR への影響を考慮せずに、異なるサイズのセンサー間でメガピクセル数を比較します。
- !同様の物理センサー サイズのカメラを比較する場合、センサーの世代 (BSI と前面照射型) を無視します。
- !露出計算と無関係なクロップファクターの画角への影響を混乱させます。
- !中判センサーが常にフルフレームよりも優れていると仮定すると、同等のピクセルピッチ、同等のSNR性能、同等のレンズでより広い視野が得られるだけです。
プロのヒント
さまざまなメーカーのカメラを比較する場合は、マーケティング形式の名前に頼るのではなく、必ずメーカーの仕様書から実際のセンサーの寸法を調べてください。 Sensor Sizes (sensorsizes.info) や DPReview などのサイトは、ほとんどの量産カメラのセンサーの物理的寸法の正確なデータベースを維持しています。
ご存知でしたか？
CCD センサーを備えた最初の商用デジタル カメラである Dycam モデル 1 (1990 年) のセンサーのサイズはわずか 375 × 240 ピクセル、つまり合計 90,000 ピクセル、つまり 0.09 メガピクセルでした。このセンサーのサイズは約 6 × 4 mm、ピクセル ピッチは約 16 μm でした。皮肉なことに、多くの最新の高解像度カメラよりもピクセル ピッチが大きく、理論的には今日の 50 MP センサーよりもピクセルあたりの光感度が優れています。
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参考文献
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