センサーサイズの話:何が変わり、何は変わらないのか

センサーサイズは画角と被写界深度、そして画面全体が集める光を変えます——3つとも、同じ係数で。世に出ている説明の多くは、少なくともどれか1つを取り違えています。

マウントが見えるレンズの後端

実際の寸法

センサーサイズは物理的な寸法であって、等級ではありません。このカタログに入っているものを、36×24mmのフルサイズを基準に並べます。

中判44 × 33 mmフルサイズ36 × 24 mmAPS-C23.5 × 15.6 mmマイクロフォーサーズ17.3 × 13 mm1インチ13.2 × 8.8 mm実寸比
中判の44×33mmから13.2×8.8mmまで、実寸比で入れ子にしたもの。クロップファクターは対角線の比、画面が集める光は面積の比——つまりその2乗にしたがいます。
フォーマットセンサーサイズクロップファクターフルサイズ比の光量
中判44×33mm0.79倍約3/4段多い
フルサイズ36×24mm1.0倍基準
APS-C約23.5×15.6mm1.5倍、キヤノンは1.6倍約1.25段少ない
マイクロフォーサーズ17.3×13mm2.0倍約2段少ない
1インチ13.2×8.8mm2.7倍約3段少ない
センサーサイズ、クロップファクター、画面全体が集める光

ここで2つ、きちんと押さえておきます。クロップファクターは対角線の比です。フルサイズは隅から隅まで43.3mm、マイクロフォーサーズは21.6mmなので、ちょうど2.0倍になります。光の列は面積の比で、これはその数字を2乗した値です——対角線が半分なら面積は4分の1、つまり2段です。

もう1つ、「1インチ」という名前は何も表していないことにも注意してください。そのセンサーの対角線は15.9mmです。ビデオカメラの撮像管の外径からの名残であって、この数字で計算をしてはいけません。

ここでの内訳は、フルサイズ23機種、APS-C 22機種、マイクロフォーサーズ7機種、小型センサー7機種、中判2機種。それぞれの最安は順に€1,500、600、700、450、5,500です。

クロップファクターが当てはまるのは1つではなく3つ

ほとんどの人が最初の1つは正しく理解していて、残り2つのうち少なくとも1つを取り違えます。クロップファクターを掛ければ、3つとも一度に換算できます。

  1. 画角。1.5倍のAPS-Cボディに付けた50mmのレンズは、フルサイズの75mmと同じ範囲を写します。焦点距離が変わったわけではありません。小さいセンサーはイメージサークルのうち狭い部分だけを記録するので、写る範囲が狭くなるだけです。
  2. 被写界深度。同じ距離から同じ画角に合わせたとき、APS-Cでの50mm f/2は、フルサイズでの75mm f/3と同じ被写界深度になります。F値は焦点距離とまったく同じように、クロップファクター倍されます。
  3. 画面全体が集める光の総量。ノイズを決めているのはこれです。同じシャッタースピードでのf/2は、どのセンサーにも同じ明るさを落とします——だからこそ露出計の値はそのまま通用します——が、小さいほうはそれを小さい面積で受け止めます。光子の総数が少ないので、両方を同じ大きさに拡大したときノイズが増えます。

書き下すとこうです。APS-Cで50mm、f/2、1/100秒、ISO 400は、フルサイズで75mm、f/3、1/100秒、ISO 900と、画角も被写界深度も光の総量も同じになります。この2つのファイルは、ノイズも含めて似て見えるはずです。それが換算の考え方のすべてです。

換算されないのは露出です。f/1.8はどのフォーマットでもf/1.8です。混乱のほとんどはここから生まれます。露出が同じであることまでは正しく観察しながら、だから写真も同じだと誤って結論してしまうのです。1平方ミリあたりの明るさは等しい。光の総量は等しくない。そして被写界深度とノイズは、総量のほうに従います。

換算されないものは、あと2つあります。回折は、小さいセンサーほど開いた絞りから効きはじめます。同じ大きさのボケの円を同じプリントにするまでの拡大率が大きいからです。実用上の限界がフルサイズでf/16なら、APS-Cではf/11前後、マイクロフォーサーズではf/8前後になります。そしてもう1つ、小さいセンサーはレンズをシャープにしません——イメージサークルの中央、たいていは最も良い部分を使っているだけです。

同じ1枚を、3つのやり方で

1枚の写真を思い浮かべてください。胸から上のポートレート、被写体の大きさは画面内でまったく同じ、光も同じ、シャッタースピードも同じ。それを成立させるために各フォーマットが必要とするものが、これです。

フォーマット焦点距離同じ描写にするための絞りその代償
フルサイズ85mmf/1.83つのなかで最も重いレンズ、そして最も高いボディ
APS-C約56mmf/1.2それだけ明るいレンズは存在するが、安くはない
マイクロフォーサーズ約42mmf/0.9ここにそんなレンズはない——カタログの下限はf/1.2
同じポートレートを、同じ画角・同じ描写でそろえる

議論はこの表1枚に尽きます。小さいセンサーではその写真が撮れない、という話ではありません。描写をそろえるには明るいレンズが要り、明るいレンズはすぐに大きく高くなる、という話です。f/1.2のレンズを付けたAPS-Cは、フルサイズのf/1.8に並びます。同じf/1.2のマイクロフォーサーズはf/2.4に並び、それより先へは行けません。

逆向きに走らせると、小さいセンサーの完勝です。遠くの鳥を画面いっぱいにするのに、フルサイズが600mmを要するところ、マイクロフォーサーズなら300mmで済みます——小さく、軽く、安く、しかも近くまで寄れる。ここでの射程はフルサイズ換算914mmまで届き、そのすべてがフルサイズ用レンズというわけでもありません。

同じ計算による、正直な但し書き。その300mm f/4は換算600mm f/8ですから、光を重さとお金と引き換えにしていることになります。日中の良い光なら、たいていの野生動物の撮影者はその取引に乗るでしょう。夕暮れなら乗りません。

コストはボディではなくシステム

ボディの価格差は、違いのなかで最も小さい部分です。ここではフルサイズが€1,500から、APS-Cが600、マイクロフォーサーズが700——差は800〜€900で、しかも一度きりです。積み上がるのはレンズのほうで、1本買うたびに効いてきます。

フルサイズ用のレンズは対角43.3mmのイメージサークルを投影しなければなりません。APS-C用はおよそ28mm、マイクロフォーサーズ用は21.6mmです。ガラスが増えれば、同じ画角・同じ換算絞りに対して質量もお金も増えます。ここのレンズは116g〜2,115g、€220〜3,100で、重さもお金もフルサイズ側に寄っています。

ですから、一式まるごとで計算してください。それぞれのシステムで最終的に本当に持つことになる3本を書き出し、重さの合計と価格の合計を出して、その2つの数字を比べる。どんなセンサーのレビューよりも多くの買い物がこれで決まりますし、 カメラの選び方 が5つのうち3番目に置いている質問でもあります。

システムの厚みも確かめましょう。ソニーEはボディ12機種の背後にレンズ15本、キヤノンRFは8機種に13本、ニコンZは9機種に11本、富士フイルムXは7機種に10本、マイクロフォーサーズは7機種に9本、Lマウントは4機種に7本です。 カメラのクエスト はセンサーサイズで絞り込めますが、添い遂げる相手はマウントのほうです。

小さいセンサーのほうが良い買い物になるとき

3つの場面があり、そのどれも慰めの賞ではありません。

射程に制約がある場合

近づけない野生動物やスポーツです。ここではクロップファクターがこちらの味方になります。APS-Cボディなら400mmが600mm相当の画角になり、マイクロフォーサーズなら800mm相当になります——重さもお金も足さずに、です。良い光のもとではこれは文句なしの勝ちで、野鳥の撮影者の多くが意図的にAPS-Cを選ぶ理由でもあります。 APS-Cの野生動物向けの回答 に、その価値のあるボディをまとめてあります。

ここはネットが逆方向に間違えるところなので、正確に言います。得られるのは被写体に乗るピクセル数であって、倍率ではありません。フルサイズのボディが同じ画素密度を持っているなら、そのファイルをトリミングすれば同一の写真が得られます。

重さに制約がある場合

旅、山歩き、片腕に子どもを抱えたままやること全般。ここのボディは154g〜1,415g、レンズの幅はもっと広い。一緒に出かけてくれる機材は、ホテルに残るフルサイズ一式より多くの写真を生みます。 APS-Cの旅向けの回答 は、この制約から出発しています。

予算に制約がある場合

ここで最も安いAPS-Cボディは€600、フルサイズは1,500で、そのためのレンズはどれも安く上がります。総額でおよそ€1,500を下回るなら、良いレンズ2本のAPS-Cのほうが、キットズーム1本のフルサイズより役に立ちます。予算が効いているなら、まず そもそもカメラは必要か を読んでください。

中判という選択肢

ここにある中判は2機種、€5,500と8,500で、センサーは44×33mmです。この段差がどれほど控えめかに注目してください。クロップファクターは0.79ですから、フルサイズに対する面積の有利はおよそ1.7倍——3/4段です。1つ刻みであって、別世界ではありません。

その1刻みが買ってくれるのは解像度と階調——カタログの上限は102MPです——そして同じ画角でわずかに浅い描写です。代わりに払うのはAFの速さ、連写速度、重さ、そして相当な金額。2機種はFujifilm GFXとHasselblad XCDに1台ずつで、レンズの選択肢がどれほど狭いかが分かります。

ルールはそっけないものです。中判は、ゆっくり作業し、大きくプリントし、その結果で報酬を得る撮影者のためのものです。自分に必要かどうかを問うている時点で、必要ありません——そして正直な物差しとして、APS-Cとフルサイズの差、約1.25段のほうが、フルサイズと44×33の差より大きいのです。

読者からよくある質問

クロップセンサーに付けると、レンズは望遠になりますか?
いいえ。50mmのレンズはどのボディでも50mmです。小さいセンサーはレンズが投影する像のうち狭い部分を記録するので、画角が狭くなります——フルサイズの写真をトリミングしたのと同じ結果です。被写体のディテールが増えるのは、小さいほうのセンサーが大きいほうより画素密度が高い場合だけです。
フルサイズはAPS-Cの2倍良いのですか?
同じ画角なら光を約1.25段多く集め、同じF値・同じ画角なら被写界深度が約1.2段浅くなります。暗くなってからは本物の差ですが、真昼には無視できる差です。それに対して、ここで最も安いフルサイズは€1,500、最も安いAPS-Cは600で、レンズも同じ傾向をたどります。
なぜ「f/1.8はどのセンサーでもf/1.8」と言われるのですか?
露出についてはそのとおりだからです。1平方ミリに落ちる明るさは同じなので、露出計の値はそのまま通用します。被写界深度やノイズを比べた瞬間に、それは成り立たなくなります。どちらも画面全体で集めた光の総量に左右されるからです。2つの言明はどちらも正しく、違う質問に答えています。
マイクロフォーサーズを買うべきですか?
効いている制約が重さか射程なら、買うべきです。集める光ではフルサイズに約2段及びませんが、小さいイメージサークルを覆うレンズは、そのぶん小さく安く上がります。ここにはボディ7機種とレンズ9本があり、€700からです。暗くなってから室内で撮り、非常に浅いポートレートが欲しいなら、これは違う道具で、どんなレンズでも埋められません。