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デジカメで写真を撮ろうとする際に設定するところはいくつもありますが、フィルムカメラと比べて全く違っている部分に ISO 感度が挙げられます。

もちろん、フィルムカメラでも ISO 感度設定はありましたが、これは単純に装填しているフィルムの感度に合わせればよいもので、後々には ISO 感度自動設定なんていう便利な機構が付いたカメラまでありました。

デジカメの場合、CCD にしろ CMOS にしろ、イメージセンサを入れ替えるなんてことはしませんので、センサの感度に合わせて ISO 感度設定をしている訳ではないはず。では、この設定は何をしているのか、という疑問を持った方はおられませんか？

結論から言ってしまえば、これは入ってきたシグナルをどの程度増幅するかを数値化したもので、センサに入ってきたシグナルをそのまま出力する際の数字を 100 とし、二倍増幅ならば 200、四倍ならば 400、とフィルムカメラの感度設定に沿った数字を振っているようです。

フィルムでいうと、僕が子供のころにカラーフィルムで ISO 感度 1600 というものが発売されて衝撃を受けたことがありますが、今デジカメの ISO 感度を見てみると、拡張 ISO 最高感度 409600 なんて数字を見つけました。1600 という数字に衝撃を受けたワタシの立場はどうなる ww



面白いのは、フィルムとデジカメでは原因は異なるものの（フィルムの場合は粒子の直径が大きくならざるを得ないことが原因ですけど、デジカメの場合はノイズが増幅されてしまい、S/N 比が下がるのが原因）、感度を上げると画面が荒れる、という現象は共通なことですね。

デジカメの場合ノイズが原因なので、ノイズリダクションというフィルタを通して何とかしようという試みもおこなわれていますが、そういった処理を施しても高感度にするとやっぱりノイズは見えてしまいます。聞くところによると、PC レベルの CPU を用いればもっとマシなノイズリダクションは掛けられるらしいのですが、カメラに搭載するにはちょっと電気を消費しすぎだとか。



その他にも S/N 比を上げる方法はありますし、一部の極特殊なデジカメには搭載されているのですが、一般の人が普通に使うカメラにはまず使われないと思われる技術を二つ紹介したいと思います。

一つめ。
デジカメの場合、イメージセンサにおける熱ノイズが画面上に現れるのが問題なので、熱ノイズを抑えればいいワケです。で、どうやって抑えるのかというと、

イメージセンサを物理的に冷やしてやります。


僕が知っているのは CCD カメラなんですけど、イメージセンサにペルチェ素子を貼りつけて、-25℃ まで冷やします。そうすると熱ノイズが抑えられて、シグナルをかなり増幅しても問題にならない画面が出来上がる、と。
欠点としては冷却用のファンなどを取り付けないとならないので、カメラがバカでっかくなることとうるさくなることですかね？


二つめ。
こちらはシグナルを増幅させる方向ではなく、センサの感度を上げる方向の工夫です。
デジカメのイメージセンサはいくつものサイズがあることはご存知と思います。また、画素数が同じ場合、センサが大きいほうが感度を稼げるので明るい画像になることもお分かりのことと思います。
そこで、隣り合ったいくつかの素子で得られた感度の情報を足し合わせて仮想的に大きな素子を構成してしまう、という方法を取ってやります（ビニング、といいます）。
これ、昔ソニーが製品に実装するという噂が出たことがあるんですが、現在までそういった製品は発売されておらず、噂は噂であったようです。
こちらの欠点は、考えればすぐ分かると思いますけど、出力される画像の画素数が減ります。


世の中の特殊な世界の特殊な製品にはこういった工夫がなされていたりするんですけど、面白いのはこういった工夫がなされた製品を使用している人が、この機構を全く理解していなかったりすることですねぇ。開発者の苦労を少しは慮ってみたらいいのに。

本日は写真撮影の練習に行って参りましたが、こちらの近辺は花の咲き方が例年に比べて遅めのようで、まだ梅が見られたり、桜なんか咲く様子も見られなかったり、といった様子。春の来るのは遅いのでしょうか？

鼻は全開なんですけどねぇ。














後ろが空になっちゃうと露出補正をかけるのが（カメラの機構的に）大変。その割にはあんまり上手くいってないなぁ。




おまけ




ようやっと大阪モノレールの鉄道のおねぃさん、『豊川まどか』を目撃しました。