被写界深度の原理

絞ってF値を小さくすると取り込む光の量が減って、被写界深度が浅くなりますが、その理由は何でしょうか？

何故、取り込む光の量が減ると、奥がぼけるのでしょうか？
仕組みが知りたいです。

No.1 回答者： vaidurya 回答日時： 2013/10/31 00:19

許容錯乱円という言葉があります。

錯乱円というのは、平易に言えばボケのことです。

つまり、円状に錯乱している点だけど
ここまでは、錯乱していないことにしましょう。という許容範囲内の錯乱円。

つまり、理論上はボケているけど
その写真としてボケていないとみなせる範囲があるわけです。

ボケの大きさは、絞りの大きさで決まるので
絞りの大きさが変われば
ピントがあっている平面の前後に
ピントがあっているとみなせる範囲が変わります。

光学的な特性から、それは手前側よりも遠い側のほうが広く(長く)なります。


で、なぜ絞りを開くと、ボケが大きくなるのか?という話は
図解されているサイトを探せばいいのですが…
簡単に言えば、被写体に対してピントを合わせると
その前後の物体から反射された光は、撮像面の前後にずれた位置に焦点します。

そのズレが大きいほど、撮像面では大きな錯乱円となりますが
その錯乱円を描くはずの光束の一部が、絞りによって遮られれば
錯乱円は小さくなります。

No.2 回答者： kuma-gorou 回答日時： 2013/10/31 06:51

ごく簡単に言うと、結像面に対し、光束が鋭いか拡散かと言う事です。

レンズを通った光束は、必ずレンズ焦点の後方で一点に集まります。
光束が、一点に集まる面は、撮影距離が短いほど、焦点より後方に移動します。
この時、光束が鋭い方が、実物の前後にもピントが合っているように見えるのです。

【被写界深度】
光学物理的にピントが合うのは、レンズ光軸に対する垂直の所定の平面だけ。
ただ、人の目の分解能では、3/10～3.3/10mmより小さい円は、円か点が見分けが出来きません。これを、「許容錯乱円」と言って、実用上ピントが合っていると見なし、その範囲の事を被写界深度と呼びます。
一般的に35mm判は、許容錯乱円径の値を30/1000～33/1000mmとします。これは、引き伸ばし倍率を10倍とした時、人の目の分解能に一致するから。
当然、イメージセンサーが小さい程、許容錯乱円径は小さい値となります。

No.3 回答者： gengensan 回答日時： 2013/10/31 08:50

因みに

絞ると実効Ｆ値は『大きく』なり
被写界深度が『深く』なる
ですよ。

No.4 回答者： metabonajiiji 回答日時： 2013/10/31 21:13

何故、取り込む光の量が減ると、奥がぼけるのでしょうか？との事ですが

取り込む光の量が減った増えたと　被写界深度は相関関係にありません。
また　絞ってF値を小さくすると取り込む光の量が減って　と言うのも間違いです。
F値は小さいほど（同じ口径のレンズなら）取り込む光の量はふえます。


前方被写界深度 ＝ Ｒ^２・δ・Ｆ/ｆ^２＋Ｒ・δ・Ｆ
後方被写界深度 ＝ Ｒ^２・δ・Ｆ/ｆ^２－Ｒ・δ・Ｆ
f=レンズ焦点距離 F=　Ｆ値（絞り値） R=被写体までの距離δ=許容錯乱円径
δは３５mmフィルムの場合０．０３とするのが一般的です
誤解を恐れず単純に言えば　レンズの口径が大きくなればピントの合う範囲は狭くなる　と言うことです。