デジタルカメラのCCDの大きさ・焦点距離とレンズの対角線画角

デジタルカメラの撮像素子はよく判らない数値で表示されています。例、1/2.5型CCDなどと記載があります。実際はどの位の大きさでしょう?
一方、焦点距離は、フィルムカメラに換算された数値で表示され、 いくらかわかるようになりましたが、どの位の画角を撮影できるのかはわかりません。 これらの疑問を調べましょう。

撮像素子・CCDの大きさの表示方法

CCDは通常、対角線の寸法を記しています。比率は横4:縦3を使っています。
昔の真空管式の円形の撮像管の直径の表し方を継承しています。 しかし、真空管式の撮像面には周囲にゆがみがあり、平面の部分を使うため、有効直径はその0.63倍位の数値です。
現在もこの方法が用いられており、判りにくい数値になっています。 しかも、インチ表示を現在も使っています。

撮像素子・CCDの大きさの概略の計算方法

上記の1/2.5型を計算してみます。計算式は次のようになります。
1インチ(25.4mm)×1/2.5 = 10.16
で、横の寸法は、約その半分で、5mm。縦は、3.75mm。 対角線は、6.2mmです。

撮像素子・CCDの1画素の大きさ

手元の1/2.5型の有効画素数600万画素の記録画素数は、 2816×2112=595万画素です。
その結果、
横:5mm/2816=0.0017755mm
縦:3.75mm/2112=0.0017755mm
と、なり
1画素の寸法は、約1.78μmの正方形と判ります。

この正方形の中にRGBの3素子が並んでいます。
つまり、全部で、595万×3です。 気が遠くなるような数字です。
そしてそのデータを1秒間に3回取り込め、などと、すごい仕事をしています。

焦点距離とレンズの対角線画角

デジタルカメラも種類が多くなり、焦点距離が1種類のものは減り、ズームレンズを搭載した機種が多くなった。そして、フィルムカメラに換算した焦点距離の表示が併記されるようになった。
しかし、40mm、35mm、30mm、28mm、24mm、と、広角側が多くなり、 実際の撮影角度はどの位かわからなくなった。しかも、これも対角線の画角で、水平の角度ではありません。それなら調べてみようと、以下の表になりました。

焦点距離と対角線画角表

焦点距離(mm)18 20 2428 30 35 4045 5080 100200300400500
対角線画角(度)100 948475 72 62 5750 4630 24.512.58.16.15

上記の表は、対角線の画角ですので、 水平方向画角は数値の約85%、垂直方向画角は約55%です。