感度とは何か、また感度に関する記述が誤解を招きやすい理由#
光感度センサーの応答曲線は、暗領域、線形領域、および飽和領域の3つの部分に分けることができます。
一般的な応答曲線を下のグラフに示します。
応答曲線の暗領域は、非常に微弱な光に対するセンサーの応答を示しています。暗領域におけるセンサーの出力は非常に低く、ノイズが多く、予測不能です。センサーに当たる光を徐々に増やしていくと、光量の増加に伴ってセンサーの出力が予測通りに増加し始める点が見つかります。この点は、ノイズ等価露光量（NEE）と呼ばれます。
NEE点に達すると、センサーの出力は線形になります。出力は、飽和等価露光量（SEE）と呼ばれる点に達するまで線形を維持します。この点において、光強度を上げると、センサー出力が非線形に増加するようになります。
センサーの応答曲線の線形部分の勾配は一般に感度と呼ばれ、通常はV/µJ/cm²で測定されます。特定の光量に対するセンサーの出力電圧が高いほど、感度も高くなります。
しかし、センサーのQualityは感度だけにとどまりません。NEE点も非常に重要です。NEEが高いセンサーは低照度下で「盲目」状態になってしまうため、NEEはできる限り低く抑える必要があります。
もう1つ考慮すべき点は、デジタルカメラは1つのシステムであり、センサーの感度はカメラからの出力信号を構成する要因の1つに過ぎないということです。カメラ内のA/Dコンバーターやアンプなどの電子機器も、出力信号に影響を与えます。
Baslerでは、カメラのパフォーマンスを測る尺度としては「応答性（レスポンス）」の方がより優れていると考えています。また、当社のカメラはデジタルであるため、応答性はDN/µJ/cm²（DNはデジタルナンバーの略）で表記されるべきだと考えています。下のグラフに応答曲線を示します。
ほとんどのカメラに備わっているように、カメラにゲイン機能がある場合、応答性はゲイン設定に依存します。
また、応答性は、ピーク間値や信号対雑音比など、カメラのノイズの測定値と組み合わせて表記されて初めて意味を持ちます。
例を考えてみましょう。2台のカメラを比較しており、それらが次のような仕様を持っていると仮定します。
カメラ1：
- 応答性 = 1 DN/µJ/cm²
- ノイズ = 2 DN（ピーク間）
カメラ2：
- 応答性 = 2 DN/µJ/cm²
- ノイズ = 5 DN（ピーク間）
一見すると、カメラ2はカメラ1よりも応答性が高いため優れているように思えます。しかし、カメラ1にゲイン機能がある場合、ゲインを調整して応答性を2に引き上げることができます。応答性を1から2に倍増させるようにゲインを調整すると、ノイズも倍増することに留意してください。この場合、状況は次のようになります。
カメラ1：
- 応答性 = 2 DN/µJ/cm²
- ノイズ = 4 DN（ピーク間）
カメラ2：
- 応答性 = 2 DN/µJ/cm²
- ノイズ = 5 DN（ピーク間）
どちらのカメラが優れているでしょうか？現在、両者の応答性は同じですが、カメラ1の方がノイズが少なくなっています。カメラ1の方がより良い選択肢となります。
ここから得られる教訓は、センサーの感度だけで全体像を語ることはできず、カメラを比較する際には必ず同様の測定基準を使用する必要があるということです。