イメージセンサーの有効画素数とは？
ITの初心者
先生、「有効画素数」って一体何のことですか？
IT･PC専門家
それは、デジタルカメラやビデオカメラに搭載されているイメージセンサーにおいて、実際に画像を記録する際に用いられるピクセルの数を指すよ。
ITの初心者
なるほど、つまりセンサーの総画素数よりも少ないということですね？
IT･PC専門家
その通りだよ。アスペクト比やノイズの発生を抑えるために、センサーの周辺部分にあるピクセルは撮影に利用されないことが多く、その結果、有効画素数は総画素数よりも少なくなるんだ。
有効画素数とは。
デジタルカメラやデジタルビデオカメラで使用されているCCDやCMOS（シーモス）と呼ばれるイメージセンサーには、「有効画素数」という重要な指標があります。この数値は、実際に画像を記録するために使われるピクセルの数を示しているのです。
イメージセンサーには、画像データを構成するすべてのピクセルを含む「総画素数」が存在しますが、センサーの周辺にあるピクセルは画像処理の際に使用されないため、有効画素数は一般的に総画素数よりも少なくなります。この現象は、アスペクト比やノイズの生成などの要因によるものです。
有効画素数の定義
イメージセンサーの有効画素数は、特定の画角に対して、イメージセンサーが実際に情報を読み取ることができる画素の数を指しています。この有効画素数は、メガピクセル（MP）という単位で表現され、MPの数値が大きいほど、イメージセンサーはより多くの情報を記録する能力を持ちます。例えば、12MPのイメージセンサーは、1200万個の画素を使って画像をキャプチャすることができます。有効画素数は、最終的に生成される画像の解像度や画質に直接的な影響を及ぼします。
イメージセンサーの総画素数との違い
イメージセンサーの有効画素数は、実際に画像を構成するために使用されるデータの画素数を意味します。一方、イメージセンサーの総画素数は、イメージセンサーに存在するすべての画素の総数を指します。つまり、総画素数には画像処理や固定パターンのノイズ補正を目的とした補助的な画素も含まれています。このため、有効画素数は通常、総画素数よりも少なくなり、画像の解像度や質に直接的な影響を与えるのです。
アスペクト比と有効画素数
アスペクト比は、イメージセンサー上の有効画素数に影響を与える重要な要素です。アスペクト比とは、センサーの長辺と短辺の比率を示します。一般的に用いられるアスペクト比には、4:3、3:2、16:9といったものがあります。
同じ解像度の場合、アスペクト比が異なるセンサーでは、有効画素数も異なります。例えば、解像度が1000万画素のセンサーを例に考えると、4:3のアスペクト比を持つセンサーは有効画素数が3600×2700となりますが、3:2のアスペクト比を持つセンサーでは有効画素数が3000×2000になります。これは、4:3のアスペクト比を持つセンサーが縦方向に多くの有効画素数を持つためであり、そのため、高い垂直解像度が求められる被写体の撮影に適していると言えるでしょう。
ノイズと有効画素数
-ノイズと有効画素数-
イメージセンサーにおけるノイズとは、画像に現れる不要なランダムな粒状の模様を指します。有効画素数が増加するにつれ、一般的には画質が向上する傾向がありますが、同時にノイズも増加する可能性があります。これは、一つのピクセルに受け取る光の量が減少するためです。
したがって、有効画素数が高いセンサーは、暗い場所での撮影や高感度設定での撮影時にノイズが発生しやすくなります。逆に、有効画素数が少ないセンサーはノイズを抑えられますが、解像度や細部の描写力が低下するリスクがあります。そのため、カメラを選ぶ際には、使用目的に応じた最適な有効画素数を見極めることが非常に重要です。
撮影に利用される画素数
撮影に利用される画素数は、イメージセンサーの有効画素数そのものを指します。この有効画素数は、実際に画像をキャプチャするために使用されるピクセルの総数を表します。ピクセル数が増えるほど、高解像度の画像を得ることができ、さらに詳細な表現が可能になります。しかし、有効画素数が多くなることで、イメージセンサーのサイズ自体も大きくなるため、カメラの全体的なサイズや携帯性に影響を与えることもあります。