レンズ交換のポイント画角とF値について

画角とF値

家電量販店のカメラコーナーに行くと、そこにはコンパクトデジタルカメラとデジタル一眼カメラが並んでいて、どのようなタイプのカメラを選べば良いのか迷ってしまう人も多いのではないでしょうか。 カメラ選びについては「カメラ記事一覧」でお探し頂けます。今回は、一眼カメラを買ったら一歩前進!レンズ交換やカメラ用語に必ず出てくる画角とF値についてご紹介いたします。

今さら聞けないデジカメ用語の画角とF値

カメラを手にして未だにきちんと理解していないライトユーザーのためのプチ一眼カメラ講座です。「画角」「F値」を知っていると、今後レンズを購入する際に非常に役立ちます。

デジタル一眼カメラは撮影シーンに合わせてのレンズ交換が魅力です

コンパクトデジタルカメラとデジタル一眼カメラの大きな違いの一つにレンズ交換の有無が挙げられます。

コンパクトデジタルカメラは撮影に必要な機能がすべて1つの筐体の中に収められているのが特徴で、デジタル一眼カメラはカメラボディーとレンズが独立している、撮影を行う時にはデジタル一眼カメラの本体にレンズを装着するなどの違いがあります。

本格的さを求めるならデジタル一眼カメラ

一見、デジタル一眼カメラはレンズとボディーが別々になっているので面倒に感じる人も多いかと思われますが、本格的な写真撮影をするのであればデジタル一眼カメラが断然お勧めです。
お勧めとなる理由は、解像度が高い、カメラ自体の重量があるのでシャッターを切った時の手ぶれが起こり難い、シャッター速度などを変える事出来るので、シーンに合わせた写真撮影が出来るなどがあります。

デジタル一眼カメラをお勧めする中でもレンズ交換が出来る事は、一番の理由でもあり、同一メーカーのレンズであればすべてのレンズを利用出来るなどのメリットを持っています。

レンズ選びのポイント

レンズにはそれぞれ画角と焦点距離があります。

焦点距離はデジタル一眼カメラでピント合わせを行った時、デジタル一眼カメラ内部の撮像素子とレンズまでの距離で、レンズには50mmや105mmなどの数値で焦点距離が記載してあります。
ちなみに、レンズの種類の一つにズームレンズと呼ぶものがありますが、ズームレンズの焦点距離は35-105mmなどのように、焦点距離の両端の数値が記載してあるのが特徴です。

35ミリは広角レンズ、50ミリは標準レンズ、105ミリは望遠レンズなどのように焦点距離に応じてレンズの呼び名が変わりますが、ズームレンズの場合は広角レンズや標準レンズ、望遠レンズなどの焦点距離すべてを網羅しているレンズでもあり、デジタル一眼カメラとズームレンズ1本があれば様々シーンの撮影が出来るわけです。

画角は撮影画角と呼ぶもので、撮像素子に写る範囲を角度で表示するもので、画角が広くなると撮影する範囲が広くなり、画角が狭い場合には撮影範囲は狭くなります。
そのため、焦点距離が変わる事で撮影画角が変化するのが特徴で、焦点距離が短いレンズ(例えば広角レンズ)ほど画角は広くなるので、撮影範囲が広がります。
一方、焦点距離の長いレンズ(例えば望遠レンズ)ほど画角は狭くなるので、被写体は大きく撮影が出来るなどの違いがあります。

デジタル一眼カメラ用レンズのF値について知っておくべきこと

レンズ交換可能なデジタル一眼カメラのレンズには、300mm F2.8と300mm F4のように、同じ焦点距離でありながらFの数字が異なる複数の商品がラインナップされることがあります。

F値の表記

F2.8の部分はメーカーによってf/2.8と表現される場合もありますが、どちらも同じく光学性能を表す変数のひとつで、日本ではF値または口径比と呼ばれています。口径比の定義は焦点距離をレンズの口径、厳密には光学的に有効な直径で割った数字です。
例えば焦点距離300mm、口径107mmのデジタル一眼カメラ用レンズならばF=300÷107≒2.8となります。口径比は文字通り距離の変数を距離の変数で割ったものですから単位はありません。

口径、焦点距離の英語名がそれぞれaperture、focal lengthなので、光学の世界では口径をa、焦点距離をflの記号で表します。この習慣からfl÷aの計算式で得られる口径比は、flとの違いを明確にするためにFと書くのが一般的です。ただし、flはレンズの合成焦点距離ですから、何枚もの単レンズを組み合わせたデジタル一眼カメラ用レンズの場合、商品本体の長さとは一致しません。

また、写真用レンズにはセンサーあるいはフィルムに届けるべき光の量を少なくするための絞りと呼ばれる機構が内蔵されていて、いわゆる民生用のデジタル一眼カメラ用交換レンズの場合、最大でF22やF32まで絞れるようになっているのが一般的です。そのため、実際に撮影する際の絞り値と区別する目的で、仕様としてレンズに記されているF2.8なりF4の値は開放F値と呼ばれます。ちなみに天体望遠鏡や双眼鏡には必要がないため絞りは付けられていません。

開放F値

一方、デジタル一眼カメラユーザーが交換レンズを選ぶ立場で考えれば、同じ焦点距離で比較した場合、開放F値が小さい方がより明るく、レンズ直径が太いという事実が重要になってきます。

明るいレンズの利点は速いシャッターを切れることです。超高感度センサー搭載のデジタル一眼カメラが一般に普及するようになった今日では、ISO6400以上でも綺麗な写真が撮れるため、小さなF値にこだわる場面は昔に比べれば少なくなりました。例えば、曇天の屋外やフラッシュ撮影が可能な屋内写真ならば、並のレンズ交換式デジタル一眼カメラにF5.6程度のレンズの組み合わせで十分綺麗な写真を撮ることができます。逆に言えば、フラッシュが禁止されている薄暗い屋内やモータースポーツといった動きの速い被写体をぶれずに撮るためには依然として明るいレンズが必要です。

レンズを通過する光の量は径の二乗に比例するため、F値が1/2になれば径が2倍になったことを意味し通過する光量は4倍になります。例えばF5.6に比べてF2.8の光量は4倍になるため、同じ露光量を得るのに必要なシャッター速度を4倍に速めることが可能です。

つまりF5.6で1/50秒必要な光量ならばF2.8では1/200秒の露出で済むメリットが生まれます。被写体ぶれはシャッター速度よりも速く被写体が移動することによって発生する画像のぶれなので、プロ用のデジタル一眼カメラを持ってきても手ぶれ補正機能を使っても三脚を使っても、それだけでは解決することができない物理現象です。

背景ぼかしのアレについて

太いレンズ直径がもたらすメリットははっきりとしたアウトフォーカス効果、いわゆるボケです。これは径の小さなレンズからの光は鋭角に焦点を結び、径が大きくなるほどより大きな角度を以て光が焦点を結ぶことに起因する現象です。つまり、後者は焦点から少し外れただけで像が大きくぼけてしまうことを意味します。そのため、被写体前後、特に向かって手前にある余計な物体をぼかしたい時に重宝する特性で、ポートレートには必須といえる撮影方法です。

ちなみにこの逆の特性を利用したのが、著名な建造物などを手で支えているように見せかけるトリック写真で、深い被写界深度を積極的に活用した良い例です。極小サイズのレンズを持つスマートフォンなどが得意とする分野ですが、デジタル一眼カメラでも、広角系のレンズを使って絞れるだけ絞ることによって同様の効果が得られます。ただし、その場合適正シャッター速度がそれに比例して遅くなるので場合によっては三脚が必要になるので注意が必要です。

また、副次的な作用として開放F値が2.8以下のレンズを使うとオートフォーカスの精度が向上するメリットも生まれます。大雑把に言えば浅くなった被写界深度を利用することによってピント位置を正確に検出する方式です。ただし、組み合わせるデジタル一眼カメラのオートフォーカスセンサーがF2.8に対応している場合に限られる恩恵なので、予め調べておく必要があります。

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