今日のおじさん、なに食べました? (仮)

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明るさとボケ味で選ぶ、2013高画質コンデジ比較
【今日の夕食】
 今日は、妻と娘(2歳5ヶ月)と、辻堂の海と、海浜公園に行きました。ときおり日差しが強かったですが、風があって、それほど暑くなく過ごせました。
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★米飯

★ゴーヤチャンプルー
 実家でもらったゴーヤです。塩昆布の風味が効いており、おいしいです。

★サラダ、トマト・レタス・レーズン

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【今日のおじさん】明るさとボケ味で選ぶ、2013高画質コンデジ比較
 4月に新しいデジカメ(オリンパス防水デジカメ、TG-630)を買ってから、レンズやカメラについて調べています。

 今回は、デジカメの画質を予測する手法を検討してみました。この手法は、高画質コンデジ(一眼レフでないデジタルカメラ)の選び方として、有用と思われます。


★画質が高いコンデジの特徴
 前回(→こちら)の検討結果から、画質の高いコンデジ(コンパクトカメラ)には、次の特徴があることが分かりました。
 a)レンズのF値が小さい。おおむね2以下。
 b)レンズの有効直径が大きい。おおむね3mm超。
 c)撮像素子の画素1個のサイズ(幅)は、2μm超が多い。

※高画質のコンデジでは、撮像素子サイズは大きいですが、画素数はまちまちでした。撮像素子の全体サイズや画素数ではなく、撮像素子1個のサイズ(全体サイズ÷画素数)を用いて評価するのが、妥当と思われます。

 これらの特徴は、次の2点に集約できそうです。
 1)撮像素子の受ける光量が多い。 …上のa)とc)
 ・F値が小さいと、明るいレンズになり、撮像素子の面積あたりの光量を増せる。
 ・画素1個のサイズが大きいと、画素1個あたりが受ける光のエネルギ総量を増せる。
 ・画素のエネルギ総量が多いと、画素の出力が大きくなり、ノイズの影響が減る(SN比が増す)。
  ※F値についての説明は、→こちらの記事
  ※SN比については、以前の記事にあります。→こちら

 2)「ボケ味」を得やすい。 …上のb)
 ・レンズの有効直径が大きいほど、ボケやすくなる(焦点深度が浅くなる)。
  ※レンズ直径とボケについては、以前の記事に詳しく書きました。→こちら

 そこで、今回は、「明るさ(撮像素子の得る光量の多さ)」と「ボケやすさ」の2点に注目して、デジカメの画質の高さを予測する方法を考えてみます。


★画質の高さを予測するための指標
 画質の高さを予測するための指標として、次の2つが有効と考えられます。

1)明るさ指標IA …光量の多さ(F値と画素サイズ)
 明るさは、レンズの明るさと、撮像素子の画素1個のサイズで決まります。「明るさ指標」IAを、次式1で定義することにします。(この「明るさ指標」は、当ブログのオリジナル概念です。)
20130804s1.jpg<式1>
 ここで、
 ・F:F値
 ・M:撮像素子の全体サイズ(幅)[mm]
 ・n:撮像素子の画素の並び数(幅方向)[pix]
 ・F0,M0,n0:基準値で、F0=2、M0=36mm、n0=3600pix。

 この明るさ指標は、F値=2、撮像素子全体サイズ36mm(フルサイズ)、画素数1000万画素(3600×2700pix)のときの撮像素子1個の光量を基準として、どれくらいの光量を得られるかを示すものです。明るさ指標が1.4倍になると光量(エネルギ)は2倍、指標が2倍になると光量は4倍になります。レンズと撮像素子をひっくるめたF値、というように考えると分かりやすいかもしれません。

2)レンズ直径D …ボケの得やすさ
 ボケの程度は、レンズの有効直径Dで予測できます。有効直径Dは、次式2で計算できます。
20130804s2.jpg<式2>
 ここで、
 ・F :F値
 ・f :焦点距離[mm](35mmフィルム換算でない実際の値)
 ・f35:35mmフィルム換算の焦点距離[mm]
 ・M :撮像素子の全体サイズ(幅) [mm]
 ・M35:35mmフィルムのサイズ(幅)=36mm

 レンズの有効直径は、ボケの程度を知るために重要な値です。にもかかわらず、カタログには記載されないのが一般的です。ボケの大きさは、レンズの有効直径にほぼ比例します。


★画質の高いデジカメを予測する
 上の2つの指標、「明るさ指標」と「レンズ直径」を用いて、実際のコンデジの画質を予測してみます。対象とするコンデジは、「価格ドットコム」の「デジタルカメラ 画質の満足度ランキング」にランクされた91機種としました(前回、調査した対象と同じです)。調査対象は、「レンズが交換できないタイプのデジタルカメラ」です。いわゆる「ネオイチ(ネオ一眼レフ)」というカメラも含んでいます。

 ・調査ソース:価格.com 満足度ランキング[1]
 ・カテゴリ :デジタルカメラ(デジタル一眼レフを除く)
 ・調査対象 :「画質」の満足度ランキング 1位~91位のデジカメ
 ・調査時期 :2013/7/31時点のデータ
[1]価格ドットコム;デジタルカメラ 画質の満足度ランキング
http://kakaku.com/camera/digital-camera/ranking_0050/rating/price=0/sort=2/

 上の91機種について、明るさ指標とレンズ直径を計算しました。

 なお、画質ランキングの上位20位は、下表の通りです。21位以降は、前回の記事(→こちら)をご覧ください。
20130804r1.jpg


★画質指標の計算結果
 明るさ指標とレンズ直径の計算結果を示します。

1)明るさ指標
 明るさ指標の大きいほうから、20位までの機種は、下表の通りでした。明るさ指標は、ズームの広角側と望遠側で計算しました。表では、広角側の値を用いて、順位付けをしています。
20130804rank_iaa3.jpg
 おおむね、価格ドットコムの「画質の満足度ランキング」で高い順位の機種が並んでいます。しかし、富士フィルムX100Sなど、満足度ランキングでの評価が高くない(51位)ものも、明るさ指標では上位(3位)になっています。明るさ指標で、おおむね画質を予想できますが、画質を決めるのは明るさ(ノイズの低さ、SN比の高さ)以外ではない、ということでしょうか。(あるいは、満足度ランキングの評点は期待値と実感値の差になっていると思われるため、画質が非常に高くても、期待値が極めて高かった場合には、評点が低めになってしまう、という可能性もあります。)
 なお、上の表の20機種中、撮像素子サイズ(幅)が20mm以上ある11機種は、全てズームがありません(単焦点レンズ)。撮像素子が大きいと、レンズサイズが大きくなりやすく(同じ画角を確保するには焦点距離が大きくなる)、ズームレンズを搭載するのが難しいのだと思われます。
 下図は、明るさ指標と、画質の満足度ランキングの評点の関係です。おおむね、明るさ指標が大きいほど満足度ランキングが高いことが確認できます。
20130804z11.jpg
 明るさ指標の順位ごとの、明るさ指標の値を、下図に示しました。20位くらいのところに、変曲点らしきものが見えます。20位前後を境にして、高画質機と、一般機とが分かれていると考えられそうです。明るさ指標としては、0.2程度が、高画質か否かの境界になると思われます。
20130804z1.jpg
 1位~91位までの全ランキングと、計算詳細データは、以下に掲載します。クリックすると拡大します。
20130804rank_ia1a.jpg
20130804rank_ia2a.jpg

2)レンズ直径
 レンズ直径の大きいトップ20は、下表の機種でした。広角側と望遠側で計算しましたが、順位付けは広角側の値を用いています。
 これも、おおむね、満足度ランキングの上位が入っています。ここでも、富士フィルムX100SやリコーGRは、スペックのわりに評点が低いようです。
20130804r3a.jpg
 上の20機種中、10機種はズームなしの単焦点レンズです。特に1~9位は、単焦点で撮像素子サイズが幅20mm超のもので、独占されています。
 下図は、明るさ指標と、画質の満足度ランキングの評点の関係です。おおむね、明るさ指標が大きいほど満足度ランキングが高いことが確認できます。
20130804z12.jpg
 レンズ直径の順位ごとの、レンズ直径の値を下図に示します。こちらも、15~20位くらいで、曲線の傾向が変わります。おおむねレンズ直径が3~5mm以上の機種が、高画質機種と考えられそうです。
20130804z2.jpg
 1位~91位までの全ランキングと、計算詳細データは、以下に掲載します。クリックすると拡大します。
20130804rank_D1a.jpg
20130804rank_D2a.jpg

 以上のように、「明るさ指標」や「レンズ直径」を用いることで、デジカメの画質をある程度予測できそうです。「画質」に注目してデジカメを選ぶ際には、とても有効だと思います。


★私の気になる高画質デジカメは
 上の「明るさ指標」と「レンズ直径」、さらに価格ドットコムの「画質の満足度ランキング」がすべて20位以内に入っているものをピックアップしました。下表のように、15機種が残りました。
20130804rank_all.jpg
 この中から、個人的に良さそうと思う機種を、選んでみます。まずは、消去法で。
 ・#1 SONY DSC-RX1   :価格20万円は高すぎるので除外。
 ・#2 富士フィルム X100 :発売が2011年と古いので除外。
 ・#4 LEICA X2     :価格22万円は高すぎるので除外。
 ・#7 SONY DSC-RX100  :#8のRX100M2にバージョンアップしているので除外。
 ・#10 シグマ DP1x    :発売が2011年と古いので除外。
 ・#11,12 オリンパス XZ-1:発売が2011年と古いので除外。

 残った機種は8機種で、ズームの有無で2グループに分けられます。

a)ズームなし
 ・#2 ニコン COOLPIX A (f35=28mm)
 ・#13 シグマ DP3 Merril(f35=75mm)
 ・#14 シグマ DP2 Merril(f35=45mm)
 ・#15 シグマ DP1 Merril(f35=28mm)

 価格は7~8万円。これらのズームがない機種は、撮像素子サイズが幅23.5~23.6mm(APS-Cサイズ)と大きいのが利点です。スペック比較は下表の通りです。
 シグマの3機種は、焦点距離(画角)が違います。お気に入りの撮影対象に合わせて、好みの焦点距離を選べます(風景中心なら広角のDP1など)。ズームができないのは不便かもしれませんが、高い画質が得られそうです。面白そうなカメラです。また、撮像素子がデジイチ(デジタル一眼)のAPS-C規格と同等のサイズです。このため、デジイチ並みのレンズ直径を確保できています。デジイチと同レベルの「ボケ味」を期待できそうです。欲をいえば、もう少しF値が小さいくなってくれると、さらにボケを増せるのですが。
 ニコンCOOLPIX AとシグマDP1Merrillを比較すると、有効画素数が違います。明るさ指標で有利なのはニコンですが、画素数はシグマです。ポスターのようなきわめて大きいサイズで印刷する場合には、シグマがよいかもしれません。
 #2
ニコン
COOLPIX A
#13
シグマ
DP3Merrill
#14
シグマ
DP2Merrill
#15
シグマ
DP1Merrill
F値2.82.82.82.8
焦点距離f18.5mm50mm30mm19mm
換算f3528mm75mm45mm28mm
撮像素子サイズ23.6x15.623.5x15.723.5x15.723.5x15.7
有効画素数1616万4600万4600万4600万
明るさ指標0.370.220.220.22
レンズ直径6.6mm17.9mm10.7mm6.8mm


b)ズームあり
 ・#5 キャノン Power Shot G1 X (f35=28-112mm,4倍)
 ・#6 パナソニック LUMIX DMC-LX7(f35=24-90mm,3.8倍)
 ・#7 ソニー DSC-RX100M2 (f35=30-108,3.6倍)
 ・#9 富士 XF1(f35=25-100,4倍)

 いずれもズーム倍率は3.6~4倍と、控えめです。価格は3~6万円と、比較的買いやすい価格帯に感じます(買いませんが)。スペック比較を下表にまとめました。
 明るさ指標で選ぶならば、#5キャノンG1Xです。レンズF値は2.8と大きめですが、撮像素子サイズが1.5型と大きいのが効いています。
 ボケで選ぶならば、レンズ直径の大きいソニーRX100M2が良さそうです。デジイチの広角でのレンズ直径が約7mm(APS-C,35mm換算焦点距離28mm,F値2.8の場合)なのと比べても、RX100M2のレンズ直径5.8mmは、見劣りしない値に思えます。良い「ボケ味」が得られるのではないでしょうか。
 一方、パナソニックLX7は、望遠してもF値が2.3と明るいです。撮像素子が1/1.7型と小さいですが、広角から望遠まで、高い明るさ指標を維持できるのが利点です。しかし、レンズ直径が3mm台と小さいのが欠点です。ボケ味は、あまり期待できそうにありません。
 最後に、フジフィルムのXF1は、スペックでは他に劣っています。しかし、画質の満足度レビューでは、4機種の中でもっとも上位(5位)にいます。表層スペックだけでは分からない良さがあるのかもしれません。
 #5
キャノン
G1 X
#6
パナソニック
DMC-LX7
#7
ソニー
DSC-RX100M2
#9
富士フィルム
XF1
F値2.8-5.81.4-2.31.8-4.91.8-4.9
焦点距離f15.1-60.4
(4倍)
4.7-17.6
(3.8倍)
10.4-37.4
(3.6倍)
6.4-25.6
(4倍)
換算f3528-11224-9030-10825-100
撮像素子サイズ1.5型
(幅19.4mm)
1/1.7型
(幅7.6mm)
1型
(幅13.2mm)
2/3型
(幅8.8mm)
有効画素数1430万1010万2020万1200万
明るさ指標0.32-0.160.30-0.180.29-0.110.25-0.09
レンズ直径5.4-10.4mm3.4-7.7mm5.8-7.6mm3.6-5.2mm

 
 いずれのカメラも利点を有していて、どれを選べばよいのか難しいです。実際に店頭に出かけて、実物を確認したくなりました。


★まとめ
 デジカメの画質を予測するための指標として、次の2つを提案しました。これらの指標は、デジカメのスペックから、自分で計算できます。(上式1、2を参照。「明るさ指標」は当ブログのオリジナルです。)
 1)明るさ指標…光量の多さ(F値と画素サイズ)
 2)レンズ直径…ボケの得やすさ

 高画質デジカメの目安は、広角側で、明るさ指標:0.2以上、レンズ直径:3mm以上、です。

 明るさ指標とレンズ直径を用いることで、デジカメの画質をある程度予測できます。「画質」に注目してデジカメを選ぶ場合に、最終的な候補を絞るとき、とても有用だと思います。


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ゴーヤがとても美味しそうです!!
うちは明日ゴーヤの酢の物を作る予定です。
チャンプルも大好きだけど酢の物もさっぱりしていて美味しいですよ。
wagaya | URL | 2013/08/05/Mon 01:13 [編集]
> wagaya さん
 コメントありがとうございます。
 酢の物は私が少し苦手なので、ゴーヤと言えばゴーヤチャンプルです。妻は、炒め物が得意です。実家でたくさんもらったので、この2日後にも、ゴーヤチャンプルを山盛り食べました。新鮮なためか、苦味が少なく、おいしかったです。
 
マツジョン | URL | 2013/08/08/Thu 20:04 [編集]



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