廊下のむし探検

このブログではマンションの廊下にでてくる「むし」の紹介とカメラを使ったちょっとマニアックな趣味を紹介します

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カメラの被写界深度2

 昆虫や花の接写撮影をするときに、ある場所にピントを合わせると別の場所のピントが合わなくてなって困ることがあります。こんなときには絞りを絞るとよいという話は聞きますが、絞りを絞るとどの程度ピントが合うようになるのでしょう。ピントが合う距離の範囲のことを被写界深度(depth of field: DOF)と呼びます。


イメージ 1

 被写界深度の大きさは幾何光学で求めることができます。まず、上の図のような光学系を考えてみましょう。点光源から出た光を焦点距離f のレンズで撮像素子上に集光させることを考えます。今、点光源とレンズの距離をs としたときに、点光源から出た光がちょうど撮像素子上に集光されるとしましょう。この点のことを合焦位置と呼ぶことにします。この点より少し遠い、距離DF のところに置いた点光源から出た光は少し手前で集光されます。従って、撮像素子上で像はぼやけてしまいます。同様に、少し近い、距離DN のところに置いた点光源から出た光は、撮像素子より少し後ろ側で集光され、撮像素子上ではやはり像はぼやけます。


 今、写した写真を見たとき、人の目ではぼやけているとは判断できないぎりぎりの大きさのぼやけを考えます。撮像素子上でそのぼやけを表す範囲を円で表し、この円を許容錯乱円(circle of confusion: CoC)と呼びます。ここではその直径をc とします。このとき、撮像素子上でのぼやけの大きさがc より大きくならないような、光源の位置の範囲を被写界深度と呼ぶのです。


 許容錯乱円の値c の決め方にはいろいろな方式があります。例えば、Zeissの式では、撮像素子の対角線の長さの1/1730となるように決めています。これは、35mmフィルムで撮影したときの許容錯乱円の半径を0.025mmとしたことから逆算した値です。また、撮像素子の対角線の長さの1/1500とする方式もあります。これは、写真を対角線の長さ30cmまで引き伸ばしたときに分解能5line/mmまで人が見えるとして決めたものです。

 

 例えば、後者の定義でNikon D90について実際に許容錯乱円の値c を求めてみましょう。D90の撮像素子の大きさは23.6x15.6mm2なので、その対角線の長さは28.3mmとなります。従って、c の値は28.3/1500=0.0189mmということになります。記録画素数は4288x2848ピクセルなので、1ピクセル当たりの大きさは23.6/4288=0.00550mmとなり、c 3.4ピクセルに当たります。


(つづく)
 

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