被写界深度と焦点深度
レンズはピントを合わせた位置に正しくピントが合うものであるが、ピントを合わせた位置の前後、ある範囲内ではボケの量は小さく、実用上ピントは正しくあっているとすることができる。実用上ピントが正しく合っているとすることができるボケの大きさのことを許容錯乱円という。
ボケが許容錯乱円より小さくなる様な、フィルム上(像面側)の前後の範囲を焦点深度と呼ぶ。焦点深度内の像を作る被写体側(物面側)の範囲を被写界深度と呼ぶ。すなわち、被写界深度とは、ピントを合わせた位置の前後で実用上ピントが合っているとみなせる範囲のことであり、焦点深度とは、被写界深度をフィルム側に置き換えたものである。被写界深度の中にあるものは、すべてピントが合っているように写るわけである。なお、被写界深度のうち、ピントを合わせた位置の後側を後方被写界深度、ピントを合わせた位置の前側を前方被写界深度と呼ぶ。
一般に被写界深度には次の性質がある。
1) F値が大きいほど被写界深度は深く(大きく)なる。
2) 焦点距離が長いと被写界深度は浅く(小さく)なる。
3) 被写体が近くにあると被写界深度は浅く(小さく)なる。
被写界深度は次式で求められる。
ピントのあっている範囲は L-Lf から L+Lr までになる。
次に、 L∞ を次の式で定義する。
ピントを∞の位置にすると、 L∞ の位置から先にピントが合う。
逆に、ピントを L∞ の位置に合わせると、L∞÷2の位置から、∞までピントが合う。
さて、許容錯乱円δはいくつであるかが問題である。これは、フィルムサイズと引き伸ばしのサイズによって変わってくるもので、さらには、撮影者がどれだけシャープな画像を求めているかによって変わってくるものである。フイルムの銀粒子の直径が0.03mm〜0.035mm程度なので、許容錯乱円δは0.03mm〜0.035mm程度の値を使用することが多い。また、35mm フィルムで六切りに引き伸ばし、充分にシャープな画像が欲しい場合は、δ=0.03mm 程度が適当である。。四切りだと、もう少し小さい方が良いかもしれない。
以上のことから、例えば50mmF8で撮影する時は、ピント位置を10mにすると、無限大までピントが合うことになる。
許容錯乱円
レンズには、被写界深度目盛が付けられているものが多い。(コンパクトズームなど、安価なレンズでは省略されていることもある。)
無限大の被写界深度を求める式を変形すると、次式が得られる。
この式を使うと、レンズの被写界深度目盛から、そのレンズ設計における許容錯乱円の大きさを知ることができる。幾つかのレンズで、被写界深度目盛から求めた許容錯乱円の大きさを示す。
古い設計のレンズでは0.04mm〜0.05mmが使用され、その後は、0.03mm程度になっていることが分かる。
一眼レフカメラでも、デジタルカメラが一般的になると、撮った写真を画面上で拡大してチェックするようになった。このため、これまでの描写性能を超えた鮮鋭な写真が求められるようになり、現在では、設計上の許容錯乱円は、更に小さくなっている。
注)SLR用:レンジファインダーカメラ用 SLR用:一眼レフカメラ用