フォトンショットノイズ、またはフォトンがセンサーに到達したときのフォトンのポアソン分布から生じるノイズは、現実の写真家が少なくとも認識しておく必要がある問題である可能性があります。ISOが増加すると、信号の最大電位も低下します。ISOの増加が止まるたびに、最大信号は2倍に減少します。ほとんどの露出では、フォトンショットノイズがノイズに最も大きく寄与しています。電子的なノイズ源は深い影にのみ影響し、通常はポストで露出を押し始めたときにのみ現れます(つまり、影をかなり持ち上げます)。
フルウェルキャパシティ(FWC)が60,000電子であるフルフレームセンサーを想定すると、ISO 100では、最大飽和点(MaxSat)が60,000電子(e-)になります。ISO 200では、30,000e-、ISO 400 / 15,000e-、ISO 800 / 7500e-、ISO 1600 / 3750e-、ISO 3200 / 1875e-のMaxSatになります。ISOを上げると、本質的に信号対雑音比の最大値が下がります。
この要素は、購入するカメラを決定するときにおそらく最も重要です。フルフレームセンサーのピクセル数は、同じメガピクセルカウントのAPS-Cセンサーよりも大きくなります。仮想FFセンサーの60k FWCは、APS-Cセンサーの20k-25k FWCかもしれません。優れた微光性能が必要な場合は、フルフレームセンサーと少ないメガピクセルを使用すると、ピクセルサイズが大きくなるため、より高いISO設定で可視ノイズの量に直接影響を及ぼします。
全信号の比率としてのフォトンショットノイズは、信号強度が増加するにつれて低下します。絶対的な要因(平均信号レベルの標準偏差)として、フォトンショットノイズはほぼ一定です。信号強度も5である場合、標準偏差が5単位であると仮定すると、ほとんどがノイズであるように見え、おそらく部分的ではあるがほとんど不明瞭な「形状」の画像になります。信号強度が10単位の場合、SNRは50%です。非常にノイズの多い画像が残りますが、より明確な形状と構造を持つ画像になります。実際には、ポアソン分布関数に従うフォトンショットノイズは、信号レベルの平方根に等しくなります。ISO 100では、60,000e- FWCのFFセンサーは、244e-に相当するフォトンショットノイズを持ちます。20のAPS-Cセンサー 000e- FWCには、141e-に相当するフォトンショットノイズがあります。ISO 200では、フォトンショットノイズはそれぞれ173e-と122e-、ISO 400は122e-と70e-などになります。比率の問題として、ISO 100では、FFフォトンノイズは信号の0.004%、ISO 200です。その0.006%、ISO 400、0.008%など。逆に、APS-Cの場合、これらの値はISO 100 / 0.007%、ISO 200 / 0.012%、ISO 400 / 0.014%などです。
小さいセンサーは、最初にFFセンサーよりもSNRがわずかに低くなります。これは、行/列のアクティブ化と読み取りの配線により、相対的なフォトダイオードスペースが消費される傾向があるためです。より小さなFWCと組み合わせると、ISOの向上に関してすぐに不利になります。FFセンサーには、約60%のノイズの利点があります(By:244/60000 / 141/20000 = 0.577)。同じISO設定で、その設定でノイズが一般的に見えると仮定すると、FFセンサーは常にAPS-Cセンサーよりもノイズが少ないように見えます。私たちの2つの仮想センサーの場合、APS-CのISO 100はFFのISO 400よりもわずかに優れており、相対ノイズパフォーマンスはほぼ2ストップ違います!同じことが2つのFFセンサーにも当てはまります。1つは大きなピクセルで、もう1つは1.6倍小さいピクセルです。これは、観察を100%の切り取り(つまり、ピクセルののぞき見)と想定しています。
ショットノイズからのノイズの量、および他のソースからのノイズの量について。「その他のソース」は実際にはセンサーに依存します。読み取りノイズは通常、DU(デジタルユニット、またはポストADC)またはe-(電子、アナログ信号電荷)で測定されます。Canon 7Dの読み取りノイズはISO 100では8.6e-ですが、ISO 200では4.7e-、ISO 400では3.3e-です。Canon1D XはISO 100で38.2e-(!)の読み取りノイズを持っています。読み取りノイズが大きくなると、最終的にフォトダイオードの面積に比例します。ピクセルが大きくなるほど、より多くの電流が流れるため、暗電流が高くなり、下流の増幅により、信号に比べてより多くの電子ノイズが増加します。ただし、1D XにはFWC 90,300があります。つまり、38e相当の読み取りノイズは、最大の潜在的なISO100信号(正確には0.00042%)のごく一部です。
ノイズのすべてのケースで、それは本当にあなたの目標に依存します。暗い場所で撮影する傾向がある場合、または非常に高いシャッタースピードが必要な場合は、大きなピクセルのカメラを見つけると、おそらく最高のノイズ特性が得られます。高精細な被写体を撮影する場合、低ノイズよりもピクセル密度を高くすることがおそらく重要です。ここに本当の正解はありません。
†固定光源を想定した光量、特定の絞りとシャッタースピードでセンサーに到達する光の量、またはそれらの同等の比率:f / 16 1 / 100s、f / 8 1 / 200s、f / 4 1 / 800s、すべて同じEV。