コンパクトデジカメの画素数と光学系の精度との関係

質問

最近のデジカメは、画素数が1200万～1600万が当たり前のようになっています。
しかし、いくらCCDの画素数が多くても、CCDの上に結ぶ像がぼやけていれば、意味がありません。

1200万～1600万画素のカメラは、300万～400万画素のカメラに較べて、
2倍の精度で像を結ぶ光学系が必要になると思います。
デジカメ（特に、コンパクトデジカメ）の光学系では、実際にそのような精度は実現されているのでしょうか？

CCDの技術はどんどん進歩していますが、それに合わせて光学系の精度も進歩しているのでしょうか？
（それとも、光学系には元々十分な精度があり、画素数の少ない従来のCCDでは光学系の精度が
十分に生かされていなかった？）

よろしくご教示お願いします。

回答No.6

x530

> CCDの上に結ぶ像がぼやけていれば、意味がありません。
・間違っているよ。。。
普及価格帯の一般コンデジの場合。
「CCDの上に結ぶ像がぼやけていなければ、意味がありません。」
が正解。
ＣＣＤの前にローパスフィルター「整波という名のぼやけさせる目的のフィルター」があるから、実際に存在しない模様（モアレ）や色（偽色）の発生を抑えることが出来るのですよ。

No.5さんの回答とローパスフィルターの存在により、コンデジのレンズ解像度がメチャクチャ高くする必要はありません。
普及価格帯のコンデジの場合。
レンズ解像度は、だいたい１５０本／ｍｍ～２００本／ｍｍ程度の解像度で充分かと。

http://www.dcm99.com/knowledge/lowpass_filter.html

お礼

ご回答ありがとうございます。

そうでしたすね。以前、信号処理の関係の仕事をちょっとしたことがあるので思い出しました。
CCDでの撮像は一種のサンプリングなので、サンプリング周波数の半分以下の周波数成分をあらかじめローパスフィルターで除去しなければならない、というサンプリング定理の前提が、ここにも適用されるわけですね。

多分、３画素分くらいの直径の円内に入射する光の重み付き平均が円の中心にあるCCD画素に入射するようなフィルタで、十分なのではないでしょうか。とすれば、ベイヤー配列のカラーフィルターを用いた場合の補間演算の範囲と同じくらいなので、ローパスフィルタを加えることの、画像の先鋭度に与える影響は、あまり大きくないだろうと思います。もっとも、ベイヤ－配列の場合、三原色の各々について見れば、画素の間隔が√2倍～２倍になるので、フィルタで平均化される範囲もそれだけ広げなければならないような気もしますが。

事実、手持ちの320万画素のデジカメで夜空の星を撮ってみると、無限小であるはずの星が直径３画素くらいの大きさに広がって写ることから、大体こんなものかな、と推測しています。

補足

上の「お礼」の訂正です。

誤：そうでしたすね　→　正：そうでしたね
誤：半分以下の周波数成分　→　正：半分を超える周波数成分