画素数(カメラやビデオ)の基礎知識

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画素数について

画質を決める4つの要素

カメラやビデオに使用されている光を感知するイメージセンサー の受光素子(フォトセンサー)の数が画素数です、一般にその素子が多いほど光を受けてデータに変換される画素の数が多く、より多くの情報を記録できる為、解像度 が増します。

画素数が多い程良いのか??

デジタルカメラが販売された初期のころは、30万画素や100万画素程度の画素数でしたが。2016年初頭現在では、コンパクトデジカメ(1/2.3型クラス)で1000万画素は当たり前で2000万画素のものまで登場しています。それより大きなセンサー(フルサイズ型)使用しているデジタル一眼レフだと2000万画素どころではなく5000万画素のカメラまで販売されています。

しかし、センサーが小さいと、画素数を高めても1つの画素あたりの光が少なくなり、逆に画質が悪くなること(特に探偵にとってポイントとなる夜間の撮影ではISO感度を上げられない、無理にISO感度を上げるとノイズが酷くなる)もあります。だからといって1時代前の600万画素クラスのデジカメの画質が良いというものでもありません。

カメラメーカーも「画素数が多いほうが画質が良いわけではない」という事を知っているので、特に1/1.7型のセンサーを使用している1000万画素から1200万画素のカメラに多いのですが「あえて画素数を少なめに抑えて、画質を優先した」というキャッチフレーズの上級コンパクトデジカメを販売しています。

結局はバランスです。「センサーの大きさに対して画素数をどこまで多くするか?」「どの程度明るくて解像度の高いレンズを使用するか?」「画像処理能力の技術」の三点のバランスです。

画素数は何処まで多くなるか??

光には波の性質があり、円形開口を通過した光は回折して開口部から離れた平面上に同心円状の明暗のパターンをつくります。つまり、ある直径を持つレンズを通過した光線の焦点像は厳密には点ではなく、ある一定の大きさの円盤になります。つまり一定の限度以下に精度をあげることが出来ません。
この円盤(光線の焦点像)の半径はレンズのF値に比例して大きくなりますから、同じ画像素子(CCD・CMOS)サイズのカメラならレンズのF値によって有効な画素数には限度がある(カタログの有効画素数とは異なる)ということになります。<下記は目安>

画像素子の大きさ比較

センサーとレンズで決まる画素数

つまり、有効な画素数以上に画素数を上げると、本来の解像感の向上は期待できません。つまり、解像感を効率よく上げるには、センサーの画素数を上げると同時にセンサー(CCD・CMOS)のサイズを大きくしていくか、レンズを明るくしていく必要があるという事です。

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