35mmフルサイズ

35mmフルサイズとは

35mmフルサイズとは、デジタルカメラの撮像素子サイズの規格の一つで、135フィルム（35mmフィルム）を使用するカメラで広く用いられていた24mm×36mmに近い画面サイズを指します。単に「フルサイズ」と略されることも多く、英語圏でも同様に「full-frame」と略されることがあります。

フルサイズと呼ばれる理由

このサイズがフルサイズと呼ばれるのは、135フィルムがフィルムカメラにおける事実上の標準規格となっており、デジタルカメラにおいても画角を35mm判換算焦点距離で表現するのが一般的となっていることに起因します。しかし、実際には中判デジタルカメラなど、よりサイズの大きい撮像素子を使用するカメラも存在するため、「フルサイズ＝最大の撮像素子」ではありません。

ライカ判とFXフォーマット

135フィルムがかつてライカに採用され全世界に広まったことから、このサイズの画面フォーマットをライカ判と呼ぶことがあります。また、ニコンではFXフォーマットという名称を使用しています。

フルサイズの採用状況

このサイズの撮像素子と適合するレンズなどのカメラシステムを構築・製造するには莫大なコストがかかるため、プロフェッショナルおよびハイアマチュア向けの一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラに採用されるにとどまっています。普及価格帯の一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラでは、より小さい撮像素子を搭載する規格であるAPS-Cサイズが主流で、これは面積比でフルサイズの40%前後となります。

他の撮像素子サイズとの比較

デジタルレンジファインダーカメラでは、R-D1ではAPS-Cサイズが採用され、フルサイズのデジタルレンジファインダーカメラは、2009年秋に登場したM9が初となりました。ちなみにM8とM8.2はAPS-Hサイズです。コンパクトカメラに至っては、対角線長で12mm未満という極めて小さな撮像素子が使われており、これは対角線長43mmの35mmフルサイズの面積比の5%程度です。

35mmフルサイズのメリット

画角とボケ

撮像面のサイズが、一般的な35mmフィルムを使用するカメラとほとんど同じであることから、同じ焦点距離のレンズを使用した場合の画角やボケ方がほとんど同一となります。35mmフィルムを使う一眼レフ・レンジファインダーがあまりにも広く普及したため、それらのレンズ交換システムの規格がデジタルカメラに引き継がれていることが多いです。また、画角・ボケ方・焦点距離・絞りなどの相互の関係を習得している写真愛好家も多いです。このような理由から、過去に35mmフィルムカメラを使ってきた層にとっては、35mmフルサイズの撮像素子を持つカメラこそ最も使いやすいカメラであり、フィルムカメラ時代のレンズの描写特性を生かすためには35mmフルサイズの撮像素子を使う必要があると主張されることがありました。

デジタルならではのメリット

デジタルカメラの撮像素子の比較では、フルサイズのほうが撮影範囲が広くなるのはもちろん、被写界深度が浅くなり、ボケ具合が大きくなるというメリットがあります。

高感度性能

また、同じ画素数の撮像素子で比較した場合、1画素あたりの受光面積がAPS-Cサイズ比で2.2倍と大きくなり、感度やS/N比の面で有利とされています。

35mmフルサイズのデメリット

製造コスト

半導体素子は、その面積が大きくなると、一枚のシリコンウェハーから取れる数量が少なくなったり、歩留まりが悪くなるため、撮像素子の製造コストが高く、カメラ本体の高価格化に直結します。

周辺光量低下

また、撮像素子の構造に起因するデジタルカメラ特有の周辺光量の低下がより強く出るため、テレセントリック性が高いレンズ設計が必要とされますが、マウント径の制限があるためレンズの焦点距離によっては設計が困難です。

カメラの大型化

構造の関係から、カメラ本体が大型になり、重量も増大し、携帯性に劣ります。

レンズの大型化と高価格化

さらに、イメージサークルが相対的に大きいこともあり、所要の性能を持つレンズは同じ焦点距離であってもAPS-C向けと比べて大型で重量が増し、価格も高価格にならざるを得ません。それゆえカメラ本体だけでなく、システム全体が大型で重くなり、高価格になりがちです。なお、一部のミラーレス一眼専用のレンズではミラーレス一眼カメラのAF性能の向上により低照度でも使用できるようになっており、その恩恵としてレンズの開放絞りを小さくすることによって小型・軽量化を実現しています。例えば超望遠レンズである一眼レフレンズ、キヤノンEF1200mm F5.6L USMの質量が約16.5kgあるのに対し、ミラーレス一眼専用で開放絞りが小さいRF1200mm F8L IS USMの質量は約3.34kgと13kg以上の軽量化がされています。

従来レンズの流用可否

収差の問題

レンズにおいては、従来のフィルム一眼レフと同等の条件での撮影が可能である反面、赤外線カットフィルターや、オプティカルローパスフィルター、センサーのカバーガラス等の、フィルムカメラには存在しない光学素子の存在により収差が発生してしまうという問題があります。この収差は、光線の入射角度が大きい（センサー周辺部）ほど強く出る傾向があります。

オプティカルローパスフィルターの影響

また、オプティカルローパスフィルターは光線の入射角度が大きい方が効果が強く出ます。フィルム用に設計された明るいレンズや広角レンズの周辺部の像が著しく不鮮明になるのは、これらが主な原因です。一部の高級機でオプティカルローパスフィルターとして高価なニオブ酸リチウムを採用しているのは、ニオブ酸リチウムの強い複屈折性を生かすことでオプティカルローパスフィルターの厚みを抑え、フィルム用のレンズを使った場合の収差の発生を少しでも抑えようとするためです。逆に言えば、安価な水晶をオプティカルローパスフィルターとして採用した場合、フィルム用のレンズとの組み合わせでは収差が大きくなります。

マイクロレンズと射出瞳

また、フィルムカメラ用のレンズは射出瞳(exit pupil)の位置がまちまちで、マイクロレンズ（撮像素子上にある超小型レンズ）が想定する位置にあるとは限りません。このため多くのレンズで周辺光量の低下が発生します。

デジタル専用設計レンズ

デジタル専用設計レンズとは、これらの光学素子の存在や、撮像素子の特性を前提として設計されたものです。収差が最適にコントロールされたレンズ設計をするためには、本来、それらの光学素子が規格化されている必要がありますが、機種によってまちまちなのが実状です。そのため、デジタル専用設計レンズであっても、想定と異なる光学素子が搭載されたカメラと組み合わされた場合、収差が設計どおりに収束しない場合もあります。また、マウント径の制限により、射出瞳を理想的な位置に配置することができず、周辺光量の低下を十分にコントロールできない場合もあります。

結論

以上の理由により、フィルムカメラ用のレンズをそのまま使った場合でも、実際には期待通りの結果を得られるとは限りません。また、フィルムからデジタルへの移行を考えた場合、撮像素子のサイズよりも他要素の影響が大きいため、クリアかつシャープな描写を望む分には、必ずしもフルサイズにこだわる必要はないという意見もあります。

今後の展開

コスト削減の進展

従来はセンサ製造のコストが高く、定価60 - 100万円ほどの価格でプロ向けの製品にのみ採用されましたが、ステッパーの改良により露光回数を2回に減らしたり、水晶のローパスフィルタを採用するなど、センサー周辺の製造コストを大幅に削減し、20万円前後のハイアマチュア向け製品を発売できるまでになっています。

黎明期

かつてはAPS-Hサイズまで一回で露光できるステッパーを保有するキヤノンとコダックのみがフルサイズの製造コストを下げることが可能でした。他社では、製造に3回以上の露光が必要となります。よって、この2社からの供給を受けない限り、他社から35mmフルサイズが出てくる可能性は低いと考えられていました。

ニコンとソニーの参入

ところが、2007年8月23日にニコンが、自社開発の35mmフルサイズCMOSイメージセンサを搭載したD3を発表し、2007年11月30日に発売しました。また、ソニーは2008年1月30日、35mmフルサイズで有効2481万画素と高速読み出し（6.3フレーム/秒 - ）を実現したデジタル一眼レフカメラ向けCMOSイメージセンサの開発に成功したと発表しました。2008年10月23日には35mmフルサイズを搭載したαシリーズのフラッグシップ機としてα900を発売しました。さらに2012年9月12日には、世界で初めて35mmフルサイズCMOSセンサを搭載したコンパクトデジタルカメラ、サイバーショットDSC-RX1を発表しました。