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被写界深度 (Depth of Field)

被写界深度とは、一言で言うと、ピントの合っている範囲のことを言う。

"ピンと"こないと思いますがちょいとご辛抱。
理論的には、ピントはレンズから一定の距離にある物にしか合いませんが、 実際にはその前後にボケの関知できない領域ができてしまいます。

ピントが合って見えるかどうかは 、CCD の解像度や、印刷したときの解像度、画像を見るときの距離の 取り方など様々な要因が関わってきますが被写界深度の場合、これらを第一要因にはしません。

これらの要因は、大型のディスプレイなどを近くでみると絵にはなっていないが、 しっかりと距離をとって眺めると綺麗な画像として再現されていると言ったようなことで、 光学系の性質と言うよりは、人の目の問題です。

では、被写界深度とはなんでしょう。
まず最初に、カメラを構えたときある一転にピントが合っているとしましょう。
この場合、その点から反射してきた光の内、レンズに入射してきた光は綺麗な円錐をつくって CCD 表面に点の像を結びます。

このピントの合っている点よりレンズから遠いところにある点はどうなるでしょう。
難しい光学の話は抜きにして、簡単に解説したいと思います。

レンズは、無限遠(光が全て平行とみなせる)からきた光が像をつくるとき、 CCD との距離がもっとも短くなっています。それより近いところになるにつれて、レンズを前方に 送り出してピントを合わせます。(普段オートで使っている場合は、気づかない かもしれません。シャッターを半押ししていろいろな所にピントを合わせてみると 遠いと所程レンズが短くなるはずです。)

ということは、現在合っている点より遠い点は、CCD より前に像を結んでおり(円錐が CCD まで届いていない)CCD には行きすぎて丸い円として記録されます。
つまりボケるわけです。

同じように考えると、現在ピントが合っている点より近いところの点は、像と結ぶための 光の円錐は長くなってしまうため(頂点がCCD より後ろにある)やはり点にはならず 円になってしまいます。

上図では、B点にピントが合っているとします。それより前後の点、A C が作る三角錐は CCD 状に点ではなく、丸いボケた状態で記録されます。実際には光軸(レンズの中心を通る軸) 上以外にも像ができるのですが、簡単のために軸上のみにしてあります。

実際には被写体は光を反射する点の集まりですから、ピントの合っている面の前後の物体 (これらも点の集まりと考えます)はピントがボケてしまいます。

厳密に言えば、ピントの合っている直前直後はピントがボケているのですが、実際には ピントが合っているように見える範囲があります。(光学系の話といいましたが、 やはり人の目の能力やCCD の解像度なども関連してきます。)

この、実際にはピントが合っていると見なせる範囲を被写界深度と呼びます。

被写界深度でボケを調節

レンズと絞りとの関係で、撮影画像のボケ具合を調節することができます。

光を反射した点は、レンズを通過したところから、円錐を作って CCD 上に像を結ぶと 念頭においてください。

さて、絞りを絞り込むとこの円錐の底面が小さくなっていきます。すると、円錐の頂点も 細くなってゆきます。ピントの合っている点の前後の点の円錐は CCD の前後に頂点が ありますが、細くなっていくに従って、CCD上の円は小さくなっていきます。

上図灰色の部分は、絞りを絞り込んだときの光の通路です。緑の線はそれより大きいときの ものです。両方の円錐(図では三角形ですが)が CCD と交わる大きさを比較してください。 レンズを開ければ開けるほど、ボケ、つまり CCD 上の円な大きくなります。

つまり、ボケ具合が弱くなっていくわけです。

つまり、レンズを開ければ開けるほど前後のボケが強調されることになり、逆に、 レンズを絞り込めば絞り込むほどボケを抑えることができるのです。

以下に例をしまします。

f/22
f/4

絞り込むことばかり考えて、シャッタースピードを変えるのを失敗しました。
f/22が適正露出です。f/4の方は露出オーバーですがボケの方を中心にご覧ください。

一般的に、ポートレイト(人物の撮影)の場合は対象を引き立たせるために前後をぼかそうとし レンズを開けようとします。
風景写真などの場合、全てにピントがあっているのが望ましいのでなるべく絞り込もうと 努力するわけです。

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