情報コラム 2008年9月13日 ピクセルサイズを考慮した光学系の明るさ


  CCDセンサはフォーマットサイズだけでなくピクセルサイズが異なるため 明るさを比較するのがややこしい。 ダークノイズや読み出しノイズを考えなければ、 明るさの表示は1ピクセルに入射してくるフォトンのレートで決まる。 つまり、

S/N = √入射レート = √(画素面積/F^2)  F:F値

となる。 画素面積はピクセルサイズの二乗であるから、ピクセルサイズpで表現すると、

S/N = √(p^2 / F^2 ) = p / F

と簡単な式に帰着する。

  たとえばF=9の光学系で9ミクロン画素に入射するレートと、F=5の光学系で5ミクロン画素に 入射するレートは同じで、得られるS/Nは同じになり同じ明るさとなる。 覚えやすいようにするには、 ピクセルサイズより小さいF値の光学系を選択すれば明るく、逆にピクセルサイズより大きいF値の 光学系を選べば暗いと覚えていいだろう。 5ミクロン画素だったらF2.8やF4くらいの光学系を選べば 明るく感じるだろう。

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