センサーサイズとイメージサークルと焦点距離

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今回はカメラを使って写真を撮る上で
必ず触れるであろう「焦点距離」と
「35mm判換算焦点距離」について
解説をしていきます。

 

焦点距離とは何か?

そもそも写真における焦点距離とは、

写真を撮るときの画角のことです。

 

標準とされるのは50mm、

それよりも値の小さいものは広角、

値の大きいものは望遠と呼ばれます。

 

 

光学的には厳密にはレンズから

撮像素子(センサー)までの距離なのですが、

写真用レンズにおいては

画角で考える方が扱いが便利なので

今回は

「写真の画角を変える数値」

という認識になります。

 

センサーサイズとイメージサークルと焦点距離

焦点距離について考えるために、

まずはセンサーサイズと

イメージサークルについて知っておきましょう。

 

 

まずはセンサーサイズについてです。

デジタルカメラにはイメージセンサー

というものが載っており、

この大きさがセンサーサイズになります。

 

一般にフルサイズと呼ばれる

カメラのセンサーは36mm×24mmの大きさです。

 

これはフィルムカメラのフィルムの大きさと

同じであることからフルサイズと呼ばれており、

実はフルサイズよりも大きな「中判」と

呼ばれるセンサーも存在しています。

 

これに対してマイクロフォーサーズは

17.3mm×13.0mm、

APS-Cは23.5mm×15.6mm前後と

フルサイズに比べて小さめの

センサーサイズになっています。

 

またイメージサークルに

ついても見ていきましょう。

イメージサークルとはレンズが

作る円形の像の直径のことで、

フルサイズ用レンズではおよそ43.2mmとなります。

 

 

この数値はセンサーの対角線の

長さに等しいことから、

三平方の定理を用いてセンサーサイズから

求めることができます。

 

 

計算してみると、

APS-Cに対応するのはおよそ28.4mm、

マイクロフォーサーズに対応するのはおよそ21.6mmとなります。

 

 

このセンサーサイズの対角線の

長さに合わせてレンズも設計されているというわけです。

 

ここまでの話を図で表すとこのようになっています。
それぞれのセンサーサイズに接している

円がイメージサークルの大きさになっています。

 

例えばCanonのEF-Sレンズがフルサイズの

ボディで使用することができないのは、

それらのレンズがAPS-Cまでのイメージサークルしか

持っていないからということになります。

 

 

例えばこれらのレンズはフルサイズで

撮影しようとすると周囲が黒くなってしまいます。
(このような現象を「ケラレ」と言います)

 

 

ちなみにNikonのDXレンズは

フルサイズボディで使用が可能ですが、

その際はセンサーが自動でAPS-Cのサイズに

クロップされることでケラれることを防いでいます。

図で表すと以下のようになります。

まずはAPS-Cセンサーのボディに

フルサイズのレンズを装着した場合です。

 

ここではイメージサークルの大きさを薄い灰色、

センサーの大きさを濃い灰色で示しています。

 

このようにイメージサークルの中に

センサーはすっぽりと収まっています。

 

この場合なら問題なく使用できます。

続いてフルサイズセンサーのボディに

APS-Cのレンズを装着した場合はどうでしょう。

 

これを見ると濃い灰色で示されたセンサーは

薄い灰色で示されたイメージサークルから

左右がはみ出してしまっています。

 

このとき濃い灰色の部分には

レンズからの光が届かず、

真っ黒になった写真になってしまうのです。

 

 

ではなぜセンサーサイズや

イメージサークルが焦点距離と

関わってくるのでしょうか。

先ほどの図をもう一度見てみます。

これを見てみると、

フルサイズの赤い枠で撮影しているときに

比べて画角が狭くなっているのが

お分かりいただけるでしょうか?

 

つまり、同じ焦点距離のレンズを使用しているのにも

かかわらず画角が異なるということに

なってしまっています。

 

 

これを解消するのが「35mm判換算焦点距離」という概念なのです。

前置きが長くなりましたが、ここからが本日の本題です。

 

「35mm判換算焦点距離」について知る

35mm判換算焦点距離とは、

一言でいえば

「フルサイズ以外のセンサーで撮影した写真を

もしフルサイズのセンサーで撮影しようとすると、

何mmのレンズを使えばいいのか」

ということになります。

 

この計算で登場するのが先ほどの

イメージサークルの大きさなのです。

 

 

例えばAPS-Cのイメージサークルの直径は28.4mm、

フルサイズのイメージサークルの直径は43.2mmでした。

 

この二つの円の大きさの比はおよそ1.5倍となります。

 

したがって撮影される大きさも

フルサイズよりAPS-Cのほうが

1.5倍大きくなるということです。

 

例えばフルサイズセンサーのボディに

50mmのレンズをつけて撮影した画像があるとしましょう。

このとき赤い円がフルサイズセンサーの

イメージサークル、赤い四角形は

フルサイズセンサーの撮影範囲です。

 

同様に青い円と四角形はAPS-Cセンサーの

イメージサークルと撮影範囲に対応しています。

(本来であれば赤い四角形の外側を写すことはできませんが、

今回は説明のために便宜上写しています)

 

フルサイズセンサーで

撮影した画像はこのようになります。

 

この焦点距離はもちろん50mmです。

それに対してAPS-Cセンサーで

撮影した画像はこのようになります。

 

明らかに画角が狭くなっているのが

お分かりいただけるでしょうか。

 

 

このときにイメージサークルの直径の比から考えると、

APS-Cで撮影した画像はフルサイズで撮影した画像に

比べておよそ1.5倍焦点距離が

長くなっていると考えることができます。

 

すなわち、このときの「35mm判換算焦点距離」は

50mmの約1.5倍でおよそ75mmとなります。

 

一般化すると、

APS-Cセンサーの場合はレンズの表記に1.5倍、

マイクロフォーサーズセンサーの場合はレンズの表記に2倍をすると

35mm判換算焦点距離を求めることができます。

(ただしCanonのカメラに

搭載されているAPS-Cサイズセンサーは

他社に比べてわずかに小さいため、

レンズ表記の1.6倍が35mm判換算焦点距離となります。)

 

それぞれのカメラの特性を理解しよう

一般的にフルサイズはAPS-Cや

マイクロフォーサーズセンサーに

比べて優れていると言われています。

 

 

確かに画質面などを見れば

フルサイズセンサーが

一歩抜きんでていることは確かです。

 

 

しかしAPS-Cやマイクロフォーサーズにも

メリットがあります。

 

それが望遠域での強さです。

CanonのAPS-Cセンサーボディに

300mmのレンズで撮影(=換算480mm)

 

作例は300mmのレンズを使用していますが、

APS-Cセンサーのボディで

撮影しているためよりアップで

被写体を捉えることができています。

 

 

他にもボディとレンズ全体の小型化が

可能な点などのメリットもあります。

 

実際に撮影する際には広角から

望遠まで様々な焦点距離を

使用する機会があると思います。

 

 

それぞれのボディやレンズの特性を

理解して使いこなすことで、

よりよい写真を撮ることができるでしょう。

(著者:フォレストカメラ スタッフ中澤 )

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