コンデジのマクロについて

質問

コンデジに付いているマクロ機能に付いてです。

コンデジに付いているマクロ機能をONにすると、かなりの距離まで被写体に寄ることが可能ですが、何故でしょうか？
レンズを換えることも、増やすことも、CCDを動かすこともしないのに、何故に最短焦点距離を変えることが可能なのでしょうか？

識者の皆様、詳しくご教授下さい。
宜しくお願い致します。

回答No.5

HAL2（@HALTWO） · ベストアンサー

A No.3 HALTWO です。

＞ということは、、、通常撮影のときは、このレンズとこのレンズを使って合焦させる。
＞マクロの時はこのレンズとこのレンズを使って合焦させるといった具合に、動かすレンズを使い分けてるんでしょうか？

そうとも言えます。

ただし MACRO と通常とで異なる Lens を使っているわけではありません。

ABCDE というように Lens 群が並んでいて A 群の前玉系と E 群の後ろ玉系が固定されている場合、通常ですと BD 群を動かして合焦させているのですが、MACRO Mode の時は通常 Mode では固定されていた C 群をずらすことによって BD 群の可動範囲もずらした C 群に合わせてずらすといったような動きを行わせています。

C 群は真ん中にあるかのように解説しましたが、実際には真ん中の Lens 群というわけではありません。

また「群」と表記したのも、実際の高倍率 Zoom Lens Unit は 11 群 14 枚構成といった多数の Lens で構成されているからです。

C 群をずらすことによって Pint を合わせられる対象物までの距離がぐっと近くなるのですが、最も良い画質を得られる位置は初めの位置ですので MACRO Mode の画質は通常 Mode ほどの画質にはならないわけです。

ちなみに Compact Digi'Came' では普段は使わない Lens が、必要な時になると Body 内部の横から Slide して組み込まれるようになっています。

これは Image Sensor が小さい Compact Digi'Came' では絞りの有効限界が F4.0 とか F5.6 までしかないことから F8.0 や F11 を実現するために内部に組み込まれた ND (Neutral Density) Filter を Slide させて Lens 系の明るさを暗くしているわけです。(ちなみに昨今の 1 千万画素 Over の Digital SLR Camera も F8～F11 ぐらいが絞りの有効限界になっていますので、昔の Lens で F16 とか F22 に絞っても、返って画質が堕ちてしまう場合があります)

Compact Digi'Came' の場合、F4.0 や F5.6 以上では「絞りを絞れば被写界深度が深くなって広範囲に渡って Sharp な画像を得られる」という常識が通じず、ND Filter が加えられた分、返って Dull な画質になってしまうわけです。

以前 RICOH CAPLIO R4 がカラカラと音を立て始めて壊れてしまったことから、捨てるつもりで分解してみたら、可動部品である内蔵 ND Filter の Slide Arm が割れて ND Filter が Lens 間に入ったままになっていました(笑)。

600 万画素だった RICOH CAPLIO R4 は F8.0 が F4.0 + ND Filter、F11 が F5.6 + ND Filter となるようになっていましたが、2/3inch 級 Image Sensor で 1 千万画素超えが当たり前の昨今の Compact Digi'Came' では F5.6 から F2.8 + ND Filter の構成を採るようになっているようですね。

お礼

再度のご回答、誠に有難うございます。
大体、色々な情報ためになりました。

回答No.6

kuma-gorou

＞マクロ切り替えなしで合焦させたほうが、手間が省けて良いと思うのですが、これは無茶な考えなのでしょうか？

いいえ、無茶じゃありません。
ピントを合わす仕組みは、無限遠から至近距離まで連続です。
ですから、AF合焦精度の良いカメラでは、マクロ撮影に切り替えなくても合焦します。
（性能の低いカメラでは、マクロ撮影に切り替えないと合焦し難い場合があります）
ただ、マクロ撮影に切り替えておくと、レンズ側で無駄な動きがなく、早く合焦させる事ができるのです。
要するに、マクロ撮影への切り替えは、単にフォーカスリミッターを掛けているに過ぎないのです。
この辺り、ちょっと、間違いの回答もあるようですね。

無限遠から至近距離までピントを合わすには、レンズ群全体を前方に繰り出し、結像面までの距離を調節する方法（全群鏡胴繰り出し式）か、レンズエレメントの一部を動かし凸レンズとしてのパワーを変える事で、レンズ自体の焦点を短縮する事でピントを合わす方法（インナーフォーカス・リヤフォーカス・フローティングフォーカス等）が有ります。
ただ、レンズ自体の焦点を短縮する方法でも、一眼レフ等の交換レンズでは、ここまで最短撮影距離を稼ぐ事は無理。コンパクトデジのレンズだからこそ可能なのです。

お礼

フォーカスリミッターですか。
なるほど、そう言って貰えると分かりやすいです。
結局はバッテリーの温存とフォーカスラグの解消のために、マクロスイッチを付けてるんですね。
あとはCCDサイズですね。
お忙しい中、ご回答有難うございました。

回答No.4

asuwa_yuu

マクロのスイッチわ入れる事で　レンズ自体の位置が　撮像素子からはなれる
ようになって近接にピントが合う様になりますが　無限遠の方はピントが合わなくなる
一眼レフ機で　中間リングをはめて使うような状態にするから

マクロ域から無限遠までピントを合う様に　作るのには　コストも機構も複雑
かかる様になるのと　AFの動作範囲が大きくなりバッテリーの消耗も早めたりと
簡単に魔法の様に両立は無理な利で　接写使うときだけスイッチで稼働域の
切り替えで対応する様に作って　別ける事で効率の無駄を省いていますよ．

また「最短焦点距離」と混同を招いている言葉の認識も気になりますよ
焦点距離　と撮影距離は別物としっかり別けて考えましょう。

回答No.3

HAL2（@HALTWO）

Compact Digi'Came' の Lens って Image Sensor の大きさに比べると意外に大きな Lens を使っています。

例えば 1/2inch Size の Image Sensor は縦横 4.8mm × 6.4mm (対角線 8mm) の大きさがあるのですが、35mm Film は 24mm × 36mm ですので、縦の長さは 35mm Film の方が 5 倍大きなものになります。

一方 Compact Digi'Came' の Lens は前玉直径が 20～40mm ありますので、その縮尺を 35mm Film に当てはめると直径 100mm～200mm もの Lens となり、SLR (Single Lens Reflection：一眼レフ) Camera の縦長を超える巨大な Lens となります。

実際、私は直径 95mm の反射型望遠 Lens を PENTAX K-r に付けて愛用しているのですが、Camera 本体よりも大きな Beer 樽みたいに見えます(笑)。・・・長大な屈折型望遠 Lens は俗に大砲などと呼ばれますよね(笑)。

Compact Digi'Camer の Lens は奥行きの長さも Image Sensor の大きさに比して長大ですので、実は Compact Digi'Came' って超巨大長大な Lens を搭載しているわけですね。

MACRO 機能を備えた Compact Digi'Came' は大抵の場合、広角から望遠までを Cover する Zoom Lens を搭載していて、長大な奥行きの Space にはたくさんの Lens が入っていますので、各々の Lens 間隔を個別に組み直すことによって前玉直近から無限遠まで Pint 範囲を調整できるようになっているのです。

勿論、Pint が合っているように見える範囲である被写界深度の幅は直近から無限遠まで全てというわけではありませんので、直近の被写体を写す MACRO Mode 時には 1m 先のものでも暈けてしまうほど被写界深度域が手前に寄せられてしまいますし、超望遠 Zoom 時には手前の方が暈けることになる上に、MACRO Mode に組み直された Lens 間隔は最も良い画質を得られる組み合わせではありませんので、非 MACRO Mode 時よりも画質は落ちることになります。

Compact Digi'Came' は今や軒並み 1 千万画素を超える画素数を持つようになりましたが、実は 1 画素単位まで解像力を持っているわけではありません。

下は PENTAX K100D という 600 万画素の Digital SLR Camera に SIGMA 17-70mm Lens を 68mm の Spacer を介して逆向きに取り付けたもので Note PC Display の液晶を撮ったものですが、出来上がった写真の 1 画素はおよそ 1μm × 1μm となる像倍率 9：1 にもなっている筈ながらも、実際の解像度は 5 pixel × 5 pixel 以上となっており、20μm 四方ぐらいの大きなのものまでしか形を判別できません。

これは Moire と呼ばれる現象の発生を防ぐために Image Sensor の表面に LPF (Low Pass Filter) と呼ばれる摺り Glass や Silk Tone のような Cover が被せられていることから 1 画素の大きさのものが数画素 × 数画素に暈かされてしまうからなのですが、Compact Digi'Came' ではこの LPF の暈かしがもっと大きいことから 1 千万画素超えの Image Sensor と言っても実際には数百万画素にも満たない解像度しかないものです。

しかし、数百万画素に満たないと言っても 1024 × 768 Pixel ＝約 80 万 Pixel の PC 画面いっぱいに映しだしても余りある解像度ですので、Lens 間隔を組み直して収差と呼ばれる歪みが多少増えても実用上は問題ない事から Compact Digi'Came' では SLR Camera のように専用の MACRO Lens を用いなくても巨大長大 Lens の余裕を利用して高倍率 Zoom Lens の Lens 間隔を組み替える事で MACRO 撮影機能を持たせているのです。

Digtal SLR Camera 用 Zoom Lens でも MACRO 機能を備えているものもあります。

下写真を撮るのに用いた SIGMA 17-70mm F2.8-4.0 DC MACRO という Lens も前玉径 72mm という比較的大型の Zoom Lens である事を利用して像倍率 1：0.34 の MACRO 機能があるのですが、当然の事ながら MACRO Mode 時の画質は MACRO 専用 Lens の画質に遠く及びません。

お礼

お忙しい中、ご回答有難うございました。

＞MACRO 機能を備えた Compact Digi'Came' は大抵の場合、広角から望遠までを Cover する Zoom Lens を搭載していて、長大な奥行きの Space にはたくさんの Lens が入っています

ということは、、、
通常撮影のときは、このレンズとこのレンズを使って合焦させる。
マクロの時はこのレンズとこのレンズを使って合焦させるといった具合に、動かすレンズを使い分けてるんでしょうか？
もし、そうなら初めから全部のレンズを動かして、マクロ切り替えなしで合焦させたほうが、手間が省けて良いと思うのですが、これは無茶な考えなのでしょうか？
恐縮ですが、お暇なときにご教授下さい。

回答No.2

syashindaisuki

コンパクトデジカメは、撮像素子の面積が小さいので、焦点距離の短いレンズを用いるからです。

レンズに記載されている焦点距離を見てみてください。
4.6mmとか、フィルムカメラや、デジタル一眼のような素子の面積が大きいカメラに用いるレンズに比べるとずっと焦点距離の短いレンズを使っています。

焦点距離の短いレンズは、被写体を小さく写すレンズなので、被写界深度（ピントが合っているように見える範囲・距離）が深くなります。だから、近いところから遠いところまでピントがあっているように見えてしまいます。

逆の言い方をすると、ボケないカメラということで、空間の立体的な表現（ボケにより距離感を出す）は苦手です。何を写しても、平面的な表現になってしまうのが弱点ですね。

お礼

お忙しい中、ご回答有難うございました。

回答No.1

kuma-gorou

まずは、此方の図を、
http://ja.wikipedia.org/w/index.php?title=%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Lens3-ja.svg&page=1

凸レンズが実像を結ぶ仕組みです。

レンズ光軸と平行な光束は、レンズの焦点を通り、レンズの中心を通る光束は直進し、二つの光束は一点に集まります。これが実像を結ぶ仕組みですね。
ここで、ポイントは、撮影距離が短くなるほど、実像を結ぶ位置は焦点より後方に移動していきます。
簡単に言うと、撮影距離が短くなるほど、レンズ中心から結像面までの距離が延びるのです。

ただ、レンズ中心から結像面までの距離を変えずにレンズ凹凸のパワーを連続的に変化させる事で、レンズ自体の焦点を短縮し、ピントを合わす事も可能です。
コンパクトデジのマクロ撮影は、このような仕組みを応用しているのです。

お礼

お忙しい中、ご回答有難うございました。