デジタルカメラの撮像素子の大きさ・焦点距離とレンズの対角線画角

30.11.21
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、１／２.３型ＣＭＯＳ　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。

撮像素子の大きさの表示方法

撮像素子は通常、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０.７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１／２.３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）×１／２.３　＝　１１.０４

１１.０４×０.７０７　＝　７.８２

対角線は、７.８２ｍｍです。横の寸法は、６.２ｍｍ。縦は、４.６ｍｍ。

撮像素子の１画素の大きさ

手元の１／２.３型の有効画素数２０６８万画素の記録画素数は、 ５２５６×３９３４＝２０６８万画素です。

その結果、

横：６.２ｍｍ／５２５６ ＝ ０．００１１７９６ｍｍ
縦：４.６ｍｍ／３９２４ ＝ ０．００１１６９２ｍｍ

と、なり

１画素の寸法は、約１.２μｍ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、２０６８万×３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。

撮像素子・大きさの比較

１／２．３型（右下）と１眼レフカメラ用のフルサイズ（左上）では、撮像素子の大きさが６倍も違います。これだけ違うと、画像の違いも判ります。 しかし、１眼レフカメラはポケットには入りません。
１インチを使ったコンパクトデジカメはかろうじて大きなポケットに入ります。
カメラはその時に持ってなければ撮影は不可能です。小さいことはよいことです。

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	24	28	30	35	40	45	50	80	100	200	300	400	500
対角線画角（度）	100	94	84	75	72	62	57	50	46	30	24.5	12.5	8.1	6.1	5

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。