被写界深度 撮像素子 の関係

質問

被写界深度は撮像素子が大きいと浅くなる、小さいと深くなることがわかったのですが、どうして深くなるかがわかりません。
教えてください。URLでも構いません。

回答No.8

syashindaisuki

被写界深度が浅い=ボケが大きい　ということですね。

さて、ボケを作る三つの要素は、わかりますか？

(1)絞りを開ければ開けるほどボケる。
(2)被写体に近づけば近づくほどボケる。
(3)焦点距離の長いレンズを使うほどボケる。

撮像素子の大きさと被写界深度の関係に影響するのは、上に書いてある(3)です。

焦点距離の長いレンズを使うほどボケる。

APS-Cサイズの撮像素子は、２４mm×１８ｍｍ程です。対角線の長さは、３０ｍｍです。
一方、３５ｍｍフィルムと同じフォーマットの３５ｍｍフルサイズは、３６×２４ｍｍです。対角線は４３ｍｍです。

カメラの標準レンズは、撮影フォーマットの対角線の長さと同じ焦点距離のレンズを使うと、標準画角を得られることになっています。

つまり、APS-Cの素子に対する標準レンズは、３０ｍｍです。フルサイズは、４３ｍｍです。
どうですか、同じ画角を得るためには、撮像素子の大きさに合わせて、より焦点距離の長いレンズを使う必要があることがわかりますか？

そこで、撮像素子を大きくすると、同じ画角を得るために、より焦点距離の長いレンズを使うため、ボケをつくる三つの要素の(3)「焦点距離の長いレンズを使うほどボケる。」から、APS-Cに比較し、フルサイズの方がよりボケを得やすいということになります。

あくまでも、同じ画角というところがポイントです。

APS-Cでも、５０ｍｍのレンズを使えば、フルサイズで５０ｍｍを使用したときと同じボケを得られます。しかし、切り取られる絵の範囲は、狭くなってしまいます。

余談ですが、フィルムの中判カメラでは、６０×４５ｍｍ、６０×６０ｍｍというフォーマットがあります。これらの標準レンズは８０ｍｍです。６０×７０ｍｍだと、１０５ｍｍです。また、大判になると、１０１ｍｍ×１２７ｍｍ（４×５inch）というフォーマットもあります。これの標準レンズは、１５０ｍｍです。もっと大きいカメラ８×１０inchは、３００ｍｍが標準です。これらのカメラは、３５ｍｍフルサイズよりもさらに、大きなボケを得やすいカメラになります。

でも、ボケを作る要素に(1)と(2)もありますよね。つまり、APS-Cサイズでも、ボケを作る要素の(1)と(2)を活用することで、(3)をリカバリーすることも出来るという事です。

要するに、「物は使いよう」ですね。

回答No.7

foobar

＃４です。
＃４で使った式で若干違う説明方法をしてみます。
焦点距離/被写体までの距離＝像倍率（＝撮像素子上での像の大きさ/被写体の大きさ）　ですので
被写界深度は　F値＊許容錯乱円の径/(像倍率)^2　に比例します。
（像倍率を使うと、話が非常に簡単になります。）

同じ被写体を同じように撮るときには像倍率は撮像素子の寸法に比例し、許容錯乱円も撮像素子寸法に比例するので、被写界深度は（F値が一定なら）撮像素子の寸法に反比例します。

もうひとつ、焦点深度（撮像素子が前後した時に、ボケが許容範囲内に収まる範囲）から
「被写界深度は　F値＊許容錯乱円の径/(像倍率)^2　に比例」　
を導く方法もありますが、割愛します。

回答No.6

boogeyman

ＡNo．１です。
>撮像素子が大きいほど錯乱円が大きくなるというのがイマイチ理解できません。
「同じ画素数なら、撮像素子が大きいほど、一つの画素（ピクセル）サイズが大きくなる」という前提で回答しましたが、質問の意図を勘違いしていたかもしれません。

他の方たちが回答されているように、「撮像素子が大きくなると、焦点距離が長くなる」が適切な答えになるでしょう。

回答No.5

bardfish

同じ画角(写る範囲)を得るために必要な(レンズの)焦点距離はセンサーサイズによって変わります。
だからAPS-Cよりフルサイズのほうが被写界深度が浅くなる。
わかりますか？

APS-Cでは「換算焦点距離」という計算で35mm版に換算した場合の焦点距離をもとめますよね。
フルサイズの50mmと同じ画角をAPS-Cで撮影しようと思ったら約30mmのレンズを使用する必要があります。
絞り値が同じでも焦点距離が短いほうが被写界深度は深くなります。

あとは、他の方の回答と合わせて考えてみてください。

ちなみにコンパクトタイプのデジタルカメラのレンズの焦点距離はものすごく短いんです。5mmから始まる機種も珍しくないですね。むしろ普通？
フルサイズ一眼レフで5mmと言ったら超々広角で自分の足が写るくらいになります。魚眼レンズなら３６０度全て写るでしょう。
そういうレンズはピントなんて気にしなくてもピントがあっているように見えてしまいます。

回答No.4

foobar

「被写界深度」は被写体の前後でボケの大きさが所定の大きさ（許容錯乱円）より小さく収まる範囲です。
撮像素子上でのボケの大きさは概ね、（焦点距離/被写体までの距離）^2*（ピントがあっている位置からの移動量)/F値　に比例します。（条件によっては、（焦点距離/被写体までの距離）^2の部分が若干変わりますが、今回はそこは割愛します。）

これから、被写界深度（許容できる移動量）は（被写体までの距離）＾２＊F値＊許容錯乱円の径/(焦点距離)^2 に比例します。

また、撮像素子上での許容できるボケの大きさは、同じプリントサイズで見るとすると撮像素子の寸法に比例し、同じ距離で同じ範囲を写すときに必要な焦点距離は撮像素子の寸法に比例します。

これらを放り込んで、ある撮影距離である範囲を写した時の被写界深度を計算すると、被写界深度はF値/撮像素子寸法　に比例することになり、撮像素子が小さいほど被写界深度は深くなります。

回答No.3

gengensan

こんにちは

センサーサイズ＝イメージサークルの大きさ
なので
サイズの異なるイメージサークルを同じ画角に揃えると
焦点距離が変わります。
ＡＰＳ－Ｃサイズで35mmの画角をフルサイズで確保するには50mmの焦点距離がいります。

同じ水平３９．６度の画角でも
ＡＰＳ－Ｃでは３５ｍｍ、フルサイズでは５０ｍｍのボケ量になります。

回答No.2

noname#146302

撮像素子の大きさに合わせて使われる
レンズの焦点距離の違い。

あとは自分で調べてみてね。

回答No.1

boogeyman

撮像素子の画素が大きくなると、許容されるボケ量（錯乱円の径）が大きくなるためです。
錯乱円が大きければ、ピントが合っていると見なされる範囲（焦点深度）が深くなり、それと共役な被写界震度も深くなります。

お礼

撮像素子が大きいほど錯乱円が大きくなるというのがイマイチ理解できません。
撮像素子が大きくなれば画素数は数値的に大きくなりますが、
ドットひとつひとつの大きさって大きな撮像素子自体を切り分けているわけだからいくら撮像素子のサイズが違えど、ドットの大きさが変わらないのなら、錯乱円の大きさも変わらないのでは?