過焦点距離と被写界深度

過焦点距離と被写界深度って、聞いたことありますか？

これを知っていると、観光地での記念写真に役立ちます。
前ボケや後ボケの撮影が理解できます。
どうやったら大きくボカせるかもわかります。

【過焦点距離とは】

過焦点距離は、この距離より遠いところはピントが合いますってこと。

過焦点距離の計算を覚えておくと、観光地で記念写真撮るときに、人にも風景にもピントを合わすことができます。

いきなり計算式です。

過焦点距離（H)　＝　焦点距離(f)＾２　／　（許容錯乱円の直径(σ)　×　絞り値（F)　）　※近似式

重要なのは、どんな要素で計算式ができているかです。

分子に、「焦点距離(f)」があります。
レンズの焦点距離が大きく（望遠）なると、過焦点距離が大きく（遠く）なります。
反対に、レンズの焦点距離が小さく（広角）になると、過焦点距離が小さく（近く）なります。

分母には、「絞り値(F)」があります。
絞り値を小さく（絞りを開けて明るく）すると、過焦点距離が大きく（遠く）なります。
反対に絞り値を大きく（絞りを絞って暗く）すると、過焦点距離が小さく（近く）なります。

広角レンズで絞りを絞ると、パンフォーカスにしやすくなるのは、計算式からわかります。

【許容錯乱円の直径】

さて、分母にはもう一つの要素「許容錯乱円の直径(σ)」ってのがあります。
映像センサーの画素数や、写真のプリントサイズなどがこの値を決めますが、奥が深い要素です。
詳しいことは↓を見てください。

ピントが合っているように見える範囲が許容錯乱円です。

二つの考え方があるようですが、ひとつは、フイルムや映像素子の粒子や素子の大きさで、二つ目は、どの大きさでプリントするかです。

ピントが合っているように見えるというのは、人間の目の解像度を超えていればいいのです。

【過焦点距離はどれぐらい？】

フイルムの「許容錯乱円の直径(σ)」は、一般的に0.026mmと言われてます。
（Canonは、0.03mmと言ってたと記憶してます）

過焦点距離は、焦点距離が大きく（望遠）なるほど、絞りを小さく（開放）なるほど過焦点距離は大きくなってます。

カメラの画素数より「許容錯乱円の直径(σ)」を求めて、過焦点距離を計算してみました。
パソコンでドット単位で鑑賞する人用ですw

高解像度カメラになるほど厳しいですね。

目の解像度（ちょっと目が悪い人）からすると、こんなものです。
２L版の写真を20cmの距離で見ると、笑えるほどの計算結果です。

実用的には、フイルムの過焦点距離を目安にするのがいいでしょうし、A4以上にプリントするのであれば、EOS-1DXmarkⅢのようなフラグシップ機（2000万画素）を目安にすればいいと思います。

【被写界深度とは】

ピントは、ある奥行き（距離）の間で合います。
これを被写界深度っていいます。

被写界深度は、ある距離の間はピントが合っているってことですから、ピントが合う近い距離（Near)と遠い距離（Far)を計算します。
距離（Near）～距離（Far）の間がピントが合います。

いきなり被写界深度の計算式です。

被写界深度（Near)　＝　被写体距離(s)^2　×　絞り値（F)　×　許容錯乱円の直径(σ)　／　（焦点距離(f)^2　＋　被写体距離(s)　×　絞り値（F)　×　許容錯乱円の直径(σ)）

被写界深度（Far)　＝　被写体距離(s)^2　×　絞り値（F)　×　許容錯乱円の直径(σ)　／　（焦点距離(f)^2　－　被写体距離(s)　×　絞り値（F)　×　許容錯乱円の直径(σ)）

2つの式は、分母のところが、プラス　か　マイナス　が違うだけです。
被写界深度(Near)より近い距離のものはボケます。
また、被写界深度(Far)より遠い距離のものはボケます。
この2つの被写界深度の計算結果の間がピントが合っていますので、被写界深度は次のとおりになります。

被写界深度　＝　被写界深度（Near)　＋　被写界深度（Far)

計算式を見ると、被写界深度は、被写体の距離(S)、絞り値（F）、レンズ焦点距離（f）、許容錯乱円の直径(σ)で決まるってことです。

許容錯乱円の直径(σ)は写真の鑑賞状況（プリントサイズ）が決まれば固定値ですので、撮影現場では、被写体の距離(S)、絞り値（F）、レンズ焦点距離（f）の３つの要素で被写界深度が決まります。

焦点距離が長い望遠で、絞りを開放にし、被写体と距離を近くにすることにより、被写界深度を小さく（浅く）することができ、ボケを作り出すことができます。

【後ろの被写界深度のほうが深い】

被写界深度を計算してみましょう。

フラグシップ機(２０００万画素）で、被写体の距離は10mで撮影した場合の被写界深度です。

10mの距離にピントを合わせると、前後どれぐらいの範囲がピントが合っているかがわかります。

焦点距離35mmのレンズで、F22に絞ると被写界深度は無限大、つまりパンフォーカスになります。
旅行に行った時、人物も風景もピントを合わせた写真を撮りたい場合は、この設定です。

そして、手前側（Near)と奥側（Far)の被写界深度をよくみると、奥側（Far)のほうが被写界深度が大きい（深い）のがわかります。

前ボケは作りやすいが、後ボケが難しいのは、奥側（Far)の被写界深度が深いからです。
奥側(Far)の被写界深度を勘案してピント位置を手前にすると、後ボケも容易になります。

【極薄の被写界深度】

被写体の距離が近いほど被写界深度が小さく（浅く）なります。
被写体の距離が近い撮影といえば、マクロレンズでの撮影です。

マクロレンズの最短撮影距離は、0.3m～0.5m程度です。
被写体距離を0.3mで被写界深度を計算したのが次の表です。
被写界深度の単位はmmです。

私が愛用する　Canon EF100mm F2.8L マクロ IS USM　の被写界深度を見てみると、F2.8で　0.3mmです。　紙1枚の厚さしかありません。
F22まで絞っても、2.6mm程度です。

マクロレンズでの撮影で、ピント合わせに苦労するのは、被写界深度が極薄だからです。
撮影には三脚が必須です。

マクロ撮影は、どこにピントを合わせるかで、全く違う写真になりますから奥が深いです。

【被写界深度の目盛】

オールドレンズには、被写界深度の目盛がありました。
ハッセルブラッドのプラナーレンズは、絞りを操作すると、赤い２つの指標の間隔が広がったり狭まったりします。
赤い指標が指し示す距離目盛の間が被写界深度の目安です。

最近のレンズには、被写界深度のメモリはついていません。
計算するか、面倒だったら勘で撮ってください　＜－オイ！

マクロ撮影の時は、試算しておくと取れ高がよくなるかもしれません。（たぶん）

【まとめ】

ボカしたいときは、
(1)絞りを開ける
(2)焦点距離の大きい（望遠）レンズにする。
(3)被写体に近づく

パンフォーカスにしたいときは、上に書いた(1)から(3)と反対のことをすればいいです。

被写界深度は、ピントを合わせた奥側（Far）のほうが大きい（深い）。
被写界深度の特性を理解すれば、前ボケ、後ボケも思いのままです。

マクロ撮影の被写界深度は、紙1枚程度の極薄です。
思い通りの写真を撮るには、三脚を立てて、マニュアルフォーカスで慎重にピントを合わせることが重要です。

＜Neoうんちくオジサン＞