『光子の「個数」について』 の クチコミ掲示板

[ありがとう、世界]

(最近の別スレや、今後の関連質問に対する参考スレです(^^;)

さて、本スレについてですが、

・光の「個数」を勘定する（光子計数）
https://www.ccs-inc.co.jp/guide/column/light_color_part2/vol05.html
↑
こちらが(比較的に)簡潔に書かれていますので、気になる方はご覧下さい。

※「「明るさ」、「暗さ」と光子の数」まで

その中で、計算方法の部分がありますので(ただし波長555nmの緑色単色光として)、Excelで計算できるようにまとめと、

=1/((683*(6.626*10^(-34))*(2.998*10^8))/((555/100)*10^(-7)))
↑
このようになりますので、Excelなどに入れてみてください。
(フリーのgoogle「スプレッドシート」にも有効です)

計算させると指数で表示されますが、指数そのまま小数点以下4桁表示にすると「4.0906E+15」になっているでしょう。

「E+15」=10^15→1000兆ですので、
照度１ lx(ﾙｸｽ)で１ｍ2に１秒間の光は、約4091兆個、と言うことになります
(ただし波長555nmの緑色単色光として)

ISO100相当の露光条件を「0.1 lx(ﾙｸｽ)・秒」とすると、
1m2 ≒ 409兆個
1cm2 ≒ 409億個
1mm2 ≒ 4.09億個
1000μm2 ≒ 40.9万個 (※画素ピッチ≒31.6μm)
100μm2 ≒ 4.09万個 (※画素ピッチ = 10μm)
10μm2 ≒ 4091個 (※画素ピッチ≒3.16μm)
1μm2 ≒ 409個 (※画素ピッチ = 1μm)
↑
撮像素子内の各画素の受光素子は「光電変換」をするわけですので、受光した光子数が光電変換の上限になってしまうわけです。

このISO100相当の露光条件を、反射率18%のニュートラルグレーの露光条件として、
256階調を得る最低限は何個になるか？
と検討すると、階調最低(最暗部)の仮定により検討結果は変わると思いますが、32個と仮定すると、

409個 → ISO 100
32個 → ISO 1278 ≒ ISO 1280
↑
こんな感じになりますので、気になるカメラの画素ピッチから１画素あたりの面積(μm2)を計算してみて、1280をかけて計算してみてください。

そのカメラの最高感度では、光子何個ぐらいを想定しているのか判り、
常用感度の場合と拡張設定の場合などで、各社各機種に対する考え方みたいなものも知ることができるかも知れません(^^;

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