広角側の被写界深度はなぜ深い？

質問

デジカメ関係の撮影Tipsみたいなページを読んでいると、『望遠側の被写界深度は狭くて、広角側の被写界深度は広い』と書いてありますが、これはなぜなんでしょう？

絞りと被写界深度の関係は理解できるのですが、ズーム位置と被写界深度の関係が今ひとつ納得できません。現象としては分かるのですが、理屈が分からないんです。。。

光学系の難しいことは良く分からないので、分かりやすく教えてください。もしくは、分かりやすく説明してあるHP or 本を教えてください。

よろしくお願いします。

回答No.3

foobar · ベストアンサー

参考になるページ
http://www.asahi-net.or.jp/~YD8S-HMD/others/camera1.htm#ref5
あたりは如何でしょうか。(ちょっと数式が多いですが)
このページを見る際の留意点としては、
・「被写体距離」はレンズの光学中心(主点)を基準にしています。(通常のカメラレンズでは、フィルム位置を起点にした距離表記になっています)
・数式には、若干の近似(被写体距離は焦点距離と比べて充分大きい(大体10倍程度以上))が入っています。

で、このページに若干追加すると、、
このページでは被写体距離で表していますが、
撮影倍率(結像倍率)=焦点距離/被写体距離
(上記被写体距離の定義によると、厳密には (焦点距離/(被写体距離-焦点距離) ですが、近似ということで、、、)
の関係を使うと
後方被写界深度 ＝許容錯乱円径×絞り値／{撮影倍率^2×（1－許容錯乱円径×絞り値/(焦点距離×撮影倍率）}
となります。

ここで、ほどよい距離(焦点距離＾2>>許容錯乱円径×絞り値×被写体距離：余り遠くない距離で成り立ちます)ならば

後方被写界深度 ＝許容錯乱円径×絞り値／（撮影倍率^2)
となります。(焦点距離と被写界深度が無関係になる+前方深度と後方深度がほぼ同じ #1で書いたA-1の状態)

撮影距離が遠くなって撮影倍率が小さくなって来ると
許容錯乱円径×絞り値/(焦点距離×撮影倍率) の項が効いて来て、後方深度が延びて行きます。後方深度の延びる程度は焦点距離が短いほど大きくなります(#1 A-2の状態)。(逆に前方深度は短くなって行くので、この効果は若干相殺されます)

#1 B については、上記ページに記述されている通りですので、特にコメントはしません。

参考URL：

http://www.asahi-net.or.jp/~YD8S-HMD/others/camera1.htm#ref5

お礼

ありがとうございます。

基本的な知識が足りないのか、数式を見ても全くイメージが湧きません・・・

もう少し考えてみて、分からなかったらまた質問します。
そのときはよろしくお願いします。

回答No.2

zion

レンズによって、フィルムやCCDやスクリーンに、像を結ぶわけです。実物と、像との大きさの比率を倍率といいますが、それは実は横倍率というものです。
もう一つ，縦倍率というものがありますが、それは光軸方向、すなわちスクリーンに垂直方向の倍率というものがあります。この倍率が大きいと、ピントを合わせているもの以外は、スクリーンの前や後ろの方向に像を結ぼうとします。それはどのような状況になるかというと、スクリーン上でピントを合わせたもの以外は、ボケてしまうということです。
縦倍率が低ければ、近い被写体も遠い被写体も、スクリーンの前後方向の狭い範囲に像を結ぶ、すなわちボケにくくなるということになります。
広角レンズは、望遠レンズよりも広い範囲が映ります。
横倍率が低いわけですが、同時に縦倍率も低い、すなわちスクリーン上で近いものも遠いものもボケずに写るということになります。
さらに、絞りを絞ると、スクリーンの前後にずらしてもボケにくくなるという特性がありますが、これもまた、被写界深度を深くする効果があります。

お礼

お礼が遅くなり、申し訳ありません。

詳しく教えていただいてありがとうございます。
少し読んだだけではイメージがつかめないので、繰り返し読んでみます。

このことに関して、詳しく＆やさしく解説してある本かHPご存知でしたら教えていただけませんか

回答No.1

foobar

まず、被写界深度と関係の深い、ボケの大きさについて簡単に整理すると

1. ボケが小さい範囲では、ボケの大きさは撮影倍率とレンズのF値、(ピントが合った)被写体と前景/背景の距離　で大体決まります。
2.　ボケが大きくなってくると、前景/背景とカメラの距離　と　レンズの焦点距離　の比も効いてきます。（厳密には、1.の場合でもこの項はあるんですが、前景/背景と被写体が接近しているため、焦点距離/(前景/背景までの距離)は撮影倍率とほとんど同じになります）

（厳密には、レンズ構成や、ピントあわせの方式(全体を繰り出すかどうか）の影響もあるのですが割愛）

このため、
A　被写体が同じ大きさに写るようにしたとき(広角レンズを使うときには接近して撮影)には
A-1　（比較的近くの被写体で)被写体近くのボケの大きさはレンズの焦点距離にはあまり影響を受けず、被写界深度はレンズの焦点距離にほとんど無関係
A-2　被写体がかなり遠方にあって、かつ、絞り込んだ場合には広角レンズの方が深度は深くなります（ボケの大きさを数式で表すとこの項が出てきます)。過焦点距離あたりの撮影距離で効いてきます。
A-3　被写体から離れた背景のボケは焦点距離が長いほうが大きい(背景までの距離は少々被写体に近づいてもそれほど変わらないため）

B　撮影距離を同じにすると、広角レンズの方が倍率が小さい分被写界深度は深くなる

「広角レンズは被写界深度が深い」という場合には、
A-2,A-3（細かいことを言えば、被写界深度は「ボケが認識できないほど小さい範囲」なので、A-3は被写界深度とは関係ないのですが）、B　を指していることが多いようです。

お礼

詳しく解説していただき、ありがとうございます。
また、お礼が遅くなり、申し訳ありません。

まだ教えていただいた事のイメージが掴めないので、繰り返し読んでみます。参考になる本やHPご存知でしたら、教えて頂けないでしょうか？

よろしくお願いします。