限界はどこに？

Question

皆様この板に質問するのが適当かどうか分からないのですが、D3sが当代随一の高感度特性を持つということで、かねてより、疑問の点を質問させていただきます。この板の常連の碩学の皆様なら、おわかりかと。。。つまり、CCDにしろCMOSにしろ、光を電気に変え、その電価の量を光の強度として記録するのがデジカメでしょうか？（簡単すぎるかも、間違ったらごめんなさい）で、CCDに飛び込んでくるある程度以上のエネルギーのの光量子が最低でも一個無いと、電子は出ない。ISO１０万を誇る、D3sですが、一体、理論上ISO感度って、どの位まであげることが可能なんでしょうか？あるいは、ソフトなどの制約で、理論的上限など無いのでしょうか？どなたか、お教えください。

京都のおっさん · Answer

555μm の単波長光を当てたとして、画素ピッチを p [μm]、ISO100 で適正露出時の一画素あたりの光子数の理論値はN = 0.4066 * p^2 * 10^3 [個]です。この機種の画素ピッチは 8.46 μm なので、計算するとN = 29000 個 @ ISO100です。ISO102400 ではN = 29000 * 100/102400 = 28.4 個 @ ISO102400です。8bit の最大値 255 の三段落ちの「32」を下回っていますので、このあたりが限界ではないかと思うのですが（一般的な「グレー」は二段半落ちの「45」）。

コメットファイル · Answer

大変難しいご質問だと思います。詳しい計算などはわかりませんが、その最低1個の光量子がどの範囲のエリアに飛び込んでくるかを規定しておかないと議論にならないのではないでしょうか。たとえば36mmx24mmの大きさを持つ一個のピクセルを考えれば、これは今の1200万ピクセルのフルサイズデジカメの受光素子の1200万倍の感度を持つことになります。そしてその場合、40ビット程度の出力になると思われます。

デジカメとしては36x24mmで1ピクセルの受光素子なんて意味無いのですが、たとえばきわめて微弱な光源の検出に観測手段として使えると思いますし、もしそのような受光素子が技術的に作られるのであれば、それを使って何らかの解析をしたいと考えている人も決して少なくないと思います。私が念頭においているのは変光星の観測などです。

TAK-H2 · Answer

ととべいさん、こんにちは。セキガクな者ではありませんが・・・(^_^;Aつまらないことですが、ISO感度というのがそもそもあやふやなものですよね。ノイズだらけで使い物にならない、という判断目安はメーカーによって異なりますし、ISO感度も一応の目安に過ぎず、実際のデジタル一眼では、ちょっと区々（まちまち）ですよね。Ｄ３ｓなどISO20万を設定できるようにすることも可能だったかもしれませんね。理論を離れて、実際の撮影の話をしますと、私の場合は、Ｄ３登場により、「休日カメラマン」から、ウィークディ夜も含む「仕事時間以外カメラマン」に活動領域が広がりましたが、個人的な基準からすると、Ｄ３ｓでも、女性などの人物写真ではIS800、夜の街の撮影ではISO10000くらいがギリギリ許容限度だと思っています。Ｄ３ｓだって、高感度ノイズは無いわけではありませんからね。(^_^;)あと２段くらい上げてもらうと、意図的なスローシャッター表現以外では三脚不要になる感じですね。理論はわかりませんが、ニコンは、さらにじわじわと高感度性能を上げると思います。しかし、現在のフォト・ダイオードではなかなか厳しいような気もしますね。根本的な技術革新があるかもしれませんが。

すみっこネコ · Answer

もう、既にスレ主様は御納得された話題かもしれませんが、余談を1つ。巷では超解像技術を搭載したデジタルコンパクトカメラの話もあります。これはデジタルズーム等で荒れた画像を補間処理してクリアな画像に換える事ができたりします。補間と言えば今主流のCCDやCMOSセンサーはベイヤー配列と言う形で色を補間しあって画像を生成しています。もちろん、D3sも例外ではありません。CCDやCMOSは極端に言えばセンシティブなソーラーパネルです。受光すると電気を発生し、それを信号に換えて画像にしています。しかし、全ての受光面に光を受ける必要があるのでしょうか？もちろん、現状では受光していない部分は黒くなります。しかし、ある程度疎らでも受光している部分があるのなら間を補う事は可能でしょう。ベイヤーが色を補間しあうように有らざる光を補間しくことは不可能ではないでしょう。後はソフト的な再現アルゴリズム次第では、ほとんど光もなく肉眼では全く何も見えないような状況でも鮮やかな像を描き出す日もくるかもしれません。現時点で民生用のCCD、CMOS、或いはそれらを使う画像処理で、このような特殊な画像復元をするようなカメラの話は聞きませんが、これらの技術も実用化した上でのISO感度を搭載したカメラも売り出されるかもしれませんね。眉唾な妄想話、大変失礼しました.。

カメ酔狂人 · Answer

　ISO感度が10万あって、何を撮るんですか？・・・カメラはフィルムカメラでもデジタルカメラでもそうですが、実用品であると同時に、趣味性も求められる器機なんですね。
　実用品であることから云えば、感度は3.200もあれば十分なんじゃないですか、趣味性と言えば外観つまりデザインのことでしょう。それを持っている方は面白くないでしょうが、D3xとかD1ｓなどははったり以外の何ものでもありません。この点では、フィルムカメラ時代から現在のデジカメまで、LEICA M型とかHASSELBLADに勝るものは残念ながらありません。

　これでは、回答になりませんよね・・・理論上の感度は10万どころでは無いでしょう・・・そんなこと知ってどうするんですか？
　Softは感度に関係有りません。写っている画像を現像するだけですから・・・でも、Softにまで関心を持たれるのはいいことだと思います。

　何時も云うように、デジカメはPCでのSoft操作無くしては、その意味の半分も無いんです。高価なデジカメの3分の一くらいの価格で高性能PCが買えるし、SOFTだってそれくらいの価格で買えるんです。

Macinikon · Answer

面白いことをお考えですね。ノクトビジョン（暗視スコープ）という製品があります。これは光電子増倍素子という素子を用いるものですが、1個の光子を100万倍ぐらいにするようにしています。昔は真空管、今はマイクロチャンネルプレートなどを使います。これをレンズの前方に付ければ相当に暗いところまで撮れるでしょうね。でも、明るいところも同時に増倍するので白飛びだらけになるかもです。上記の場合、あまり細かい経産はしていませんが、現状のISO10万はISO1000万程度にはなるかもですね。

奥州街道 · Answer

解りません。o(^∇^o)(o^∇^)oというのが実際の所でしょうね。コンデジでも裏面照射型センサーとか複数素子による高感度モードなどここへ来て、ブレイクスルーの技術がでてきております。センサーの感度もAPSセンサーに比べて、まだ余裕を感じます。もう２-３段ぐらいは1・２世代の間に達成しそうですね。まあ、拡張感度より、256000や51200まで常用できるほうが嬉しいです。

atosパパ · Answer

スーパーカミオカンデもデジカメのようなものなんでしょうISOに直したらどのくらいになるやらｗ可視光線でも望遠鏡のスバルでハイビジョン撮影したカメラは20等星くらいまで撮影できるそうですから、今のデジカメの数百倍の明るさになるのでしょうか（テレビのシャッタースピードは1/60）ISOの数字は倍々で増えますから、数億になるのかな？結局、価格と大きさを考えなければ、いくらでも感度はよくできるんじゃないでしょうか？

内容・タイトル	返信数	最終投稿日時
D3Sの作例集をお願いします	9	2023/05/07 21:11:02
2台のＤ３Ｓ　何方を残すべきか。	6	2022/10/10 14:59:51
D3SへのD2XMode適用が出来ない？	5	2022/04/30 11:57:00
修理したい	10	2022/08/13 23:04:11
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