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2013年9月28日 (土)

・レンズの絞りによってセンサの性能(感度)が変わる!?

CMOSに代表されるデジタルカメラのイメージセンサー。
裏面照射やら像面位相差やら日々進化していますが
やはり、フィルムでは現れなかった弱点もあります。

下の図はイメージセンサーの断面図の超拡大図です。
1_2
いろいろ省略していますが…。

断面でなく、上から見ると、
マイクロレンズがずらっと碁盤の目状に並んでイメージセンサーを構成しています。
上の図は、一つの画素に相当します。
こういうのが1000万画素なら1000万個もあるのです。

フォトダイオードは光電変換を行う素子です。
この素子は井戸の底のような深い場所にあります。
上にはフォトダイオード(PD)に光を効率よく集める為のマイクロレンズがあります。

絞りが開放の時の図です。
2

こちらが絞ったときの図です。
3

開放だと
レンズの端から来る光束がマイクロレンズで
集めきれずに、PDに届かない場合があります。
するとシャッター速度、絞り、感度の関係が崩れ
露出が狂います。

この時、カメラ内部でこっそりゲインをかける(感度を上げる)
処理を行うことで適正露出に持っていくのです。
どれだけ感度を上げるかは場合によりけりですが
感度を上げることでノイズが増えます→はたから見るとセンサの性能が…!

こういった現象が起こるのは主に大口径レンズの時で
普通に見たらわからない程度ですが…。

ズームレンズでもズームによってF値が変わる場合は同じことが起きます。
特に感度にシビアなコンパクトデジカメでワイドでのF値が小さいカメラなんかでは
顕著ではないかなと思います。
S120とか XF1とか。
実際に見てないから何ともですが。

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