被写界深度を深くしようと絞りを絞ると、必ずトレードオフが生じます。ある絞り値を超えると、回折が細部を軟化させ始めるからです。当サイトの高度な被写界深度・回折計算機は、あなたのセンサーにおいてこのトレードオフが正確にどこから始まるかを数値で示し、選んだ絞り値・被写体距離で得られる被写界深度もあわせて表示します。これにより、追加で得られる被写界深度に見合う価値があるかを判断できます。
この計算機が行っていること
焦点距離、センサーサイズ、絞り値、被写体距離を入力すると、内部では当サイトの標準被写界深度計算機がセンサーごとに使用しているものと同じ許容錯乱円(CoC)の値を使って、次の2つを計算します。
- 回折限界絞り値: 回折パターン(「エアリーディスク」)がセンサーの許容錯乱円より大きくなる直前までの、最も絞り込んだ絞り値。標準的なレイリー基準の近似式(エアリーディスク径 ≈ 2.44 × 波長 × F値、基準波長550nm。多くのオンライン回折計算機が使用しているのと同じ考え方)を使用します。
- 被写界深度: 実際に選んだ絞り値・被写体距離に基づく、従来のハイパーフォーカルベースの近点/遠点焦点限界。当サイトの標準被写界深度計算機とまったく同じ公式を使用します。
両方をあわせて見ることが重要です。絞りを絞ってより深い被写界深度を得ても、それによる回折の軟化が実際の用途で気にならない程度に小さい場合にのみ、純粋な利点になるからです。
これはセンサーサイズ基準の目安であり、画素数に合わせた数値ではありません
この計算機が何を示していて、何を示していないかを正確にお伝えします。ここで表示される回折限界絞り値は、センサーの許容錯乱円の値に基づくもので、当サイトの被写界深度関連ツール全体で使用しているのと同じ、センサーサイズを基準とした標準的な目安の値です。カメラの実際の解像度(画素数)は考慮していません。
実際には、4500万画素のフルサイズ機と1200万画素のフルサイズ機は、この計算機の基準では同じ回折限界絞り値になりますが、画素ピッチがより小さい高解像度機の方が、等倍表示では回折による軟化がやや早く現れます。この計算機の数値はセンサーサイズ基準の出発点と考え、下の例のように自分のカメラの画素ピッチでもう一段絞り込んで判断するのがおすすめです。
結果の簡単な読み方
選んだ絞り値が表示された回折限界絞り値と同じかそれより開いている場合、回折はまだシャープネスを左右する主な要因ではなく、ピント精度・レンズ性能・手ブレなど他の要素の方が重要です。その値を超えると、計算機が示す「エアリーディスク径」の数値が、許容錯乱円に対してボケの円がどれだけ大きくなったかをおおよそ示します。この比率が1.0倍を超えて大きくなるほど、特に大判プリントや大きなトリミングで軟化がより目立つようになります。
計算例1:代表的な絞り値でのエアリーディスク
波長550nm(0.00055mm)を使うと、エアリーディスク径は 2.44 × 0.00055mm × N、つまりF値1あたり約1.342マイクロメートルです。
- F8:1.342 × 8 = 約10.7マイクロメートル
- F11:1.342 × 11 = 約14.8マイクロメートル
- F16:1.342 × 16 = 約21.5マイクロメートル
- F22:1.342 × 22 = 約29.5マイクロメートル
フルサイズの許容錯乱円は0.030mm、つまり30マイクロメートルです。両者が等しくなるのは N = 30 / 1.342、約22.4なので、フルサイズの回折限界絞り値はF22付近になります。APS-C(許容錯乱円0.020mm)は N = 20 / 1.342、約14.9でF15前後、マイクロフォーサーズ(0.015mm)は約11.2でF11前後です。
計算例2:画素ピッチで答えを絞り込む
4500万画素のフルサイズセンサーは、36mmに横約8,256画素が並ぶので、画素ピッチは 36 / 8,256、約4.36マイクロメートルです。エアリーディスクが2画素分(約8.7マイクロメートル)に達するとピクセル単位で回折が見え始める、というより厳しい慣例を使うと、N = 8.7 / 1.342、約6.5となり、およそF6.5からF8です。一方、1200万画素のフルサイズ機(横約4,256画素)は画素ピッチが約8.46マイクロメートルで、2画素分は16.9マイクロメートルなので、N は約12.6です。センサーサイズも計算機の基準値(F22付近)も同じなのに、ピクセル単位の目安は1段半以上違います。2画素という基準はあくまで慣例なので、絶対的な法則ではなく参考として使ってください。
計算例3:ハイパーフォーカル距離と絞ることで得られるもの
基本の式は H = f² / (N × c) + f です。フルサイズ(c = 0.03mm)で50mmレンズをF8で使うと、2,500 / 0.24 = 10,417mmに50mmを足して、H は約10.5mです。そこにピントを合わせると、約5.2mから無限遠までが許容範囲に入ります。F16まで絞ると H は 2,500 / 0.48 = 5,208mmに50mmを足した約5.26mで、近点は約2.6mです。近点側のシャープな範囲は約2.6m広がりますが、エアリーディスクは約10.7から21.5マイクロメートル、許容錯乱円に対して0.36倍から0.72倍に大きくなりました。こうした距離はハイパーフォーカル表で一覧でき、2段絞るときの露出コストは露出ステップ計算機で確認できます。シャッター時間は4倍になります。
よくある間違い
- 回折限界絞り値を崖のように扱う。 軟化は徐々に現れるので、数値より3分の1段絞った程度で大きな問題になることはまれです。
- センサーが違うのに絞り値だけで比べる。 同じF値ならどのセンサーでもエアリーディスクの大きさは同じですが、小さなセンサーはより小さいボケでないとシャープに見えません。フォーマット間で設定を置き換えるときはクロップファクター計算機が役立ちます。
- 無限遠のシャープさを求めて習慣的にF22を使う。 ハイパーフォーカル距離に合わせたF11の方が、同程度の深度をはるかに少ない軟化で得られることが多くあります。
- ぼやけをすべて回折のせいにする。 ピントミス、被写体ブレ、周辺部の収差の方がよくある原因です。
- 出力サイズを無視する。 Web用の画像では見えない回折が、大判プリントでは見えることがあります。プリント解像度計算機で想定サイズを確認しましょう。
計算の限界
許容錯乱円は、想定した鑑賞サイズと視力に基づく慣例であって、物理定数ではありません。エアリーの式は緑色の光と理想的なレンズを前提にしていますが、実際のレンズには開放から1、2段絞ったあたりに独自の最高画質の絞りがあり、F8くらいまで周辺部が目に見えて甘いレンズもあります。深度の数値は許容できるシャープさの範囲を示すもので、刃物で切ったような境界ではありません。数値で妥当な範囲を決め、最後は自分のファイルで確かめてください。
シナリオ:手前の花と遠くの稜線
フルサイズに24mmレンズで、約0.9m先の花と無限遠の稜線の両方を許容範囲に収めたいとします。F11を選ぶと、ハイパーフォーカルは 24² / (11 × 0.03) + 24 = 576 / 0.33 + 24、約1,770mmなので1.77mです。そこにピントを置くと近点は約0.89mになります。F11のエアリーディスクは約14.8マイクロメートルで、30マイクロメートルの許容錯乱円の約半分なので、計算機でも問題なしと表示されます。4500万画素機ではこの円が約3.4画素にまたがるため、等倍で見ればわずかな甘さがありますが、通常のプリントでは見えません。F16まで絞っても近点は約0.6mへわずかに改善するだけで、エアリーディスクは許容錯乱円の0.72倍まで大きくなります。そこで私たちはF11を維持し、花をもっと近づけたい場合はフォーカススタックを検討します。
絞る前のチェックリスト
- センサーサイズを確認し、まず回折限界絞り値を見ます。
- ハイパーフォーカル距離を計算または調べ、無限遠ではなくその距離にピントを合わせます。
- エアリーディスクを許容錯乱円と比べ、おおよそ1.0倍以下に収めます。
- 高解像度機なら、基準値から1段ほど下げて考えます。
- 連写や連続撮影に入る前に、テストカットを1枚、等倍で確認します。
よくある質問
フルサイズでF22は常に避けるべきですか?
常にではありません。この計算機の基準値にあたる絞りなので、等倍では軟化が目立ちますが、小さなプリントなど、極限のシャープさより被写界深度が大事な場面では十分使えます。
高画素機の方が以前のカメラよりF11で甘く見えるのはなぜですか?
画素が小さいほど、同じ回折ボケをより細かく解像するためです。ボケそのものは同じで、センサーがそれをよりよく写し出しているだけです。
焦点距離は回折限界絞り値を変えますか?
いいえ。エアリーディスクはF値と波長だけで決まり、焦点距離には依存しません。焦点距離は被写界深度とハイパーフォーカル距離を変えるので、計算機には入力します。