被写界深度のソースを表示

{{Redirect|ピント}}
{{Redirect|ピンボケ|[[RKBラジオ]]の番組|ピンボケ! (ラジオ番組)}}
{{Multiple image |float=right |direction=vertical
| width = 250
| image1 = Deepfocus.JPG
| caption1 = 被写界深度が深い写真<br> [[焦点距離]]18mm([[APS-C]]) [[アパーチャー|絞り]] F22
| image2 = Sessha-flower.jpg
| caption2 = 被写界深度が浅い写真<br> [[焦点距離]]50ミリ([[APS-C]]) [[アパーチャー|絞り]] F1.4 [[接写リング]]使用
}}
'''被写界深度'''（ひしゃかいしんど、{{Lang-en|Depth of field, DOF}}、{{Lang-nl|Scherptediepte}}）とは、[[写真撮影]]において、[[焦点 (光学)|ピント（焦点）]]を合わせた距離を中心とした遠近の距離範囲のうちで、ピントがほぼ合ったように鮮明に見える範囲の広さを指す<ref name="nikon"/>。ピントの[[語源]]は[[オランダ語]]で、焦げる点を表す Brundpunkt の Punkt（点、ポイント）である。

一般的に[[写真撮影]]ではピントを合わせた距離に位置する像は鮮明に見え、その距離から遠近双方へ離れるほど、像は次第に不鮮明となる。被写界深度が深いほど、より遠近の広い範囲に亘って像は鮮明に見える。逆に浅いほど鮮明に見える範囲は狭く、遠近両側に離れた像は[[ボケ (写真)|ボケ]]て（不鮮明に）見えることとなる。

== 概要 ==
[[写真撮影]]の際、[[写真レンズ|レンズ]]を通して[[被写体]]のある点に焦点（ピント、フォーカス）を合わせると、厳密にはその一点にしか焦点はあっていないが<ref>実際には、光の色（[[波長]]）の違いによる屈折率の違いや、レンズ自体の様々な[[収差]]によって、完全な1点となることはない。</ref>、人間の目には、その前後も焦点が合っているように見える。被写界深度とはその範囲をいう。ボケがある程度以下だと、人間の[[視力]]ではボケを判別できないことから生ずる。

レンズは、[[F値]]（絞り値）を上げる（光の入り口を小さくする）ことで、被写界深度を広げられる。被写界深度はF値、レンズの焦点距離、撮影距離（被写体とカメラの間の距離）で決まる。絞り値を自由にコントロールできるカメラでは、この原理を利用し、意図的にF値を上げることで、広い範囲に焦点の合った写真を撮影したり、逆に絞りを開けて、被写体の前方・後方をぼかしたりと、多彩な[[表現]]が可能となる。これは、視力の弱い人が光の入り口である[[目]]を細めると物がはっきり見えるのと同じ[[原理]]である<ref>{{Cite web|和書|url=https://acuvuevision.jp/gimon/vol10_1|title=目を細めると見やすくなるのは、なぜですか？ &#124; 瞳のギモン|accessdate=2024-03-05|publisher=[[ジョンソン・エンド・ジョンソン]]}}</ref>

結像位置は被写界深度の中央ではなく、カメラに近い側が浅く（ピントが合っているように見える範囲が狭く）、奥側が深く（ピントが合っているように見える範囲が広く）なる<ref>{{Cite web|url=https://personal.canon.jp/articles/beginner/glossary/hishakaishindo|website=カメラ初心者教室|title=被写界深度（ひしゃかいしんど）|publisher=[[キヤノン]]|accessdate=2024-07-28}}</ref> <ref>{{Cite web|url=https://personal.canon.jp/product/camera/rf/rf-lensworld/knowledge/depth-of-field|website=レンズの基礎知識|title=被写界深度|publisher=キヤノン|accessdate=2024-07-28}}</ref> <ref name="kotobank">{{kotobank|被写界深度}}</ref> <ref name="nikon">{{Cite web|和書|url=https://www.nikon-image.com/enjoy/phototech/manual/19/05.html|title=ニコン公式サイト - レンズ|accessdate=2021-7-21}}</ref>。

右の二つの写真を比較すると、上の写真では近くのバラにも遠くの洋館にも焦点が合っているように見え、焦点が合っている範囲が手前から奥へと広い。このような状態を「'''被写界深度が深い'''」または「'''[[パンフォーカス]]'''」という。

一方、下の写真では花の「シベ」の部分にしか焦点が合っておらず、花びらでさえ奥側と手前側はぼけている。焦点が合っている範囲が狭いこのような状態を、「'''被写界深度が浅い'''」という。

同じ内容を指して''被写体深度''と言う表記が用いられることがあるが、これは[[誤用]]である。また、''[[焦点深度]]''は別の概念で、結像面（例えば[[写真フィルム|フィルム]]や[[撮像素子]]の表面）側における範囲のことである。<!--[[バックフォーカス]]を示すDepth of focusと混同されることが多いので注意が必要である。-->

{{Multiple image
| align = center
| direction = 
| width = 250
| footer = 距離50mmの対象を[[アパーチャー|絞り]]によって、様々な被写界深度で撮影した<ref name="photoskop">{{Cite web |url=http://www.photoskop.com/player.html?l=all&ch=3&sec=0 |title=photoskop: Interactive Photography Lessons |date=April 25, 2015 |accessdate=2015-04}}</ref>。左ほど被写界深度が浅く、右ほど被写界深度が深い。
| image1 = Dof blocks f1_4.jpg
| caption1 = [[アパーチャー|絞り]] {{f/|1.4}}. 被写界深度 0.8{{nbsp}}cm 
| image2 = Dof blocks f4_0.jpg
| caption2 = 絞り {{f/|4.0}}. 被写界深度 2.2{{nbsp}}cm
| image3 = Dof blocks f22.jpg
| caption3 = 絞り {{f/|22}}. 被写界深度 12.4{{nbsp}}cm
}}

== ピントが合っているとはどういうことか ==
[[画像:A70-210mmF4+LX.jpg|right|210 px|thumb|1980年代に流行した被写界深度曲線が刻まれたズームレンズの例。この曲線内に距離目盛りがあれば、ピントが合っていることの目安となる。]]

理想的な写真レンズにおいてピントが合っていると言うことは、被写体の位置に点光源があると想定したとき、その点光源から放たれた光が、[[写真フィルム|フィルム]]面ないしは[[撮像素子]]表面においてもただ一点にのみ収束するということである。そのような状態は実現できないのであるが、[[実用]]上は仮想的な点光源からの光が結像面上でもっとも強く収束するような条件をもって、ピントが合っていると考える。理想的にピントが合っている状態でも、実際のレンズでは諸[[収差]]などのため結像面上での像はぼやけ、[[絞り (光学)|絞り]]の形状が円形であるならば点光源からの光が結像面上ではある円形の範囲に広がる。このように、実際にはピントが合っていてもいなくても点光源からの光が結像面上で結ぶ像は円形となり、この円のことを'''錯乱円'''と呼ぶ。錯乱円の大きさはレンズの[[焦点距離]]と[[F値|絞り値]]に依存し、被写体の位置がピントが合っている場所から離れれば離れるほど大きくなる。

錯乱円の大きさが、フィルムに塗布された乳剤中の感光性物質の粒子の大きさや、撮像素子の画素ピッチよりも小さかったならば、ピントが厳密に合っているのかどうかを撮影された画像から区別することは不可能である。また、撮影された画像を鑑賞する際に、錯乱円の大きさが人間の目で見て点と区別がつかないほどに小さければ、その位置でもピントが合っているとみなしてかまわない。そのような最大の大きさを持つ錯乱円のことを特に'''許容錯乱円'''と呼び、フィルムや撮像素子のサイズなどによって異なってくる。
[[Image:Depth of field diagram.png|frame|center|ピントが合っている場合、蝶はシャープに見え、あっていない場合はぼやけて見える]]

=== フィルムフォーマットごとの許容錯乱円の一覧 ===
以下にさまざまなフィルムフォーマットにおける許容錯乱円の大きさについて典型的に使用される大きさを例示する。ただし、これらはあくまでも典型的な数値であり、大きく引き伸ばすときはこれより小さな数値が要求されるし、用途によってはもっと大きな数値で十分な場合もある。

{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|+'''写真フィルム用フォーマット'''
|-
! サイズ
! [[写真フィルム#規格別|フィルム<br />フォーマット]]
! 撮像面サイズ<!--{{fn|1}}-->
! 許容錯乱円の直径
|-
! rowspan="2" | 小サイズ
| [[APS-Cサイズ|APS-C]]<!--{{fn|2}}-->
| 22.5mm x 15.0 mm
| 0.019 mm
|-
| 35mm
| 36 mm x 24 mm
| 0.026 mm
|-
! rowspan="6" | [[中判カメラ|中判]]
| 645
| 56 mm x 42 mm
| 0.043 mm
|-
| 6x6
| 56 mm x 56 mm
| 0.049 mm
|-
| 6x7
| 56 mm x 69 mm
| 0.055 mm
|-
| 6x9
| 56 mm x 84 mm
| 0.062 mm
|-
| 6x12
| 56 mm x 112 mm
| 0.077 mm
|-
| 6x17
| 56 mm x 168 mm
| 0.109 mm
|-
! rowspan="3" | [[大判カメラ|大判]]
| 4x5
| 102 mm x 127 mm
| 0.100 mm
|-
| 5x7
| 127 mm x 178 mm
| 0.135 mm
|-
| 8x10
| 203 mm x 254 mm
| 0.200 mm
|}

== 焦点距離・絞りと被写界深度 ==
一般に被写界深度はレンズの[[焦点距離]]、[[絞り]]、許容錯乱円の大きさに依存する。具体的には次のように計算される。

はじめに、その距離の被写体にピントを合わせたとき無限遠が被写界深度の後端ぎりぎりに入るような距離（これを'''過焦点距離'''と呼ぶ）を計算する。過焦点距離を''H''、レンズの焦点距離を''f''、レンズの絞り値を''N''、許容錯乱円の直径を''c''とするとその関係は以下のとおりとなる。
{{indent|<math>H \approx \frac {f^2}{Nc}</math>}}
（以降の計算を単純にするための近似値。正確には<math>H = f + \frac{f^2}{Nc}</math>）

つぎに、任意の距離の被写体に焦点を合わせたときの被写界深度の前端と後端をそれぞれ計算する。被写体の距離を''s''、被写界深度の前端後端をそれぞれ''D''<sub>''N''</sub>、''D''<sub>''F''</sub>とすると以下のとおりとなる(レンズの焦点距離に対して、レンズから被写体までの距離が十分に大きい場合の近似)。
{{indent|<math>D_N \approx \frac {s(H - f)}{H + s - 2f}</math>}}
{{indent|<math>D_F \approx \frac {s(H - f)}{H - s}</math>}}

上記の式から以下のことがわかる(式から直接読み取るのは困難だが、実際に計算すると分かる。厳密な式と計算法は例えば外部リンク「カメラと光について」等に記載がある)。
* 被写界深度はレンズの'''[[焦点距離]]が短い（[[広角レンズ|広角より]]な）ほど深くなる'''。
* 被写界深度は'''[[絞り (光学)|絞り]]を絞り込む（[[F値]]が大きい）ほど深くなる'''。

この性質を利用して、トイカメラやレンズつきフィルムなどの多くは、ピント合わせのための機構を省略した[[パンフォーカス]]の設定で使用することが多い。

しかしながら、絞り値をあまり大きくすることにも問題がある。ある程度以上絞り込んだ場合、絞りによる[[光]]の[[回折]]現象によっていわゆる'''[[小絞りボケ]]'''と呼ばれる現象が発生する。許容錯乱円の大きさが小さい、小サイズフォーマットほどこの傾向は顕著となり、デジタルカメラなどで問題とされるケースがある。

また、被写界深度はフィルムフォーマットの影響も受ける。同じ[[画角]]で撮影しようとしたとき、焦点距離はフィルムや撮像素子のサイズに比例し、許容錯乱円の直径もまた大雑把にはフィルムのサイズに比例する。前者はフィルムのサイズが小さいほど被写界深度が深くなる影響を及ぼし、後者は逆にフィルムのサイズが小さいほど被写界深度が浅くなる影響を及ぼす。前者の影響は後者の影響よりも大きいため、同じ画角・距離・絞り値で撮影したときの被写界深度はフィルムサイズが小さいほど深くなることになる（詳しくは下記外部リンク参照）。デジタルカメラは、既存の35ミリフィルムでの画面サイズよりも小さな撮像素子を使っていることが多い（[[35mmフルサイズ|フルサイズ]]機を除く）ので、被写界深度が深くなり、ボケを生かした撮影などには不向きであるといわれているが、一方パンフォーカスの撮影や奥行きのある被写体のマクロ撮影には向いている（近接撮影では被写界深度が浅くなりやすい）。

== 被写界深度を生かした写真表現 ==
=== パンフォーカス ===
{{main|パンフォーカス}}
冒頭のバラと洋館の写真は[[パンフォーカス]]といわれる写真である。被写界深度が深く、近景から遠景まですべてピントが合って見える。

遠くのものも、近くのものもハッキリ写ってほしいという願望は、平均的なカメラ利用者にとって、ごく自然なものといえよう。たとえば、観光地に行って背景と、手前の人物の両方にピントが合っていなければ[[記念写真]]としては失格である。そのため、こういう場合は、被写界深度を深くし、手前から遠景までピントを合わせ[[パンフォーカス]]状態で撮るのが適切である。

できるだけ、[[広角レンズ]]を用い、[[絞り]]を絞り込んで（[[F値]]を大きくする）撮影するのが基本である。ただ、絞り込むと、どうしても[[シャッター速度]]が遅くなり、暗いところでは[[シャッター速度#ブレ|ブレ]]の原因になる。ある程度、[[ISO感度|感度]]を上げてシャッター速度を短縮することも一つの工夫である。また、絞りすぎると、[[光]]の[[回折]]現象のため[[小絞りボケ]]が生じるので注意が必要である。

[[携帯電話]]のカメラ、[[コンパクトカメラ]]や[[レンズ付きフィルム]]はパンフォーカスに適合して設計されることが多い。

パンフォーカスは、[[風景写真]]などによく利用される。また[[スナップ写真]]に用いると、ピント合わせの時間が省略でき、シャッターチャンスをつかみやすい。

=== ぼけ表現 ===
[[画像:Josefina with Bokeh.jpg|thumb|200 px|ポートレートにおけるボケ表現]]
{{main|ボケ (写真)}}
逆に、被写界深度を浅くして、主役のみにピントを当て、背景や前景をぼかす写真表現もある。これを[[ボケ (写真)|ボケ表現]]という。[[ポートレート]]などではこの方法が多用される。[[望遠レンズ]]を用い、[[絞り]]を開き、背景をぼかし、人物を浮かび上がらせるという手法である。[[花]]などの写真にも取り入れられている。これは日本発祥の方法で、[[2000年]]ごろから諸外国でも'''Bokeh'''（ボケ）という言葉が使われ、斬新な表現手法として注目されている
<!--  <ref>[[:en:Bokeh]]</ref>{{出典無効|date=2015-06-24}} -->
<ref>
{{Cite book|和書
  | author = [[堤一夫]]
  | title = BOKEH PHOTO FAN
  | publisher = [[玄光社]]
  | series = 玄光社MOOK
  | volume = 
  | edition = 第1版
  | date = 2017年8月3日
  | pages = 14
  | url = 
  | doi = 
  | id = 
  | isbn = 978-4-7683-0869-1
  | ncid = 
  | ref = {{Sfnref|堤|2017}}
  }}
</ref>。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}
<!--
{{fnb|1}ここに示したサイズは代表的な値である。たとえば、すべての6x7判カメラで56mm x 69mmのサイズで撮影されるわけではない。
{{fnb|2}}このフォーマットはデジタルカメラにおいて一般的に使用されているフォーマットである。
-->

== 参考文献 ==
<!-- 実際に参考にした文献一覧（本文中の追加した情報の後に脚注を導入し文献参照ページを示して、実際に参考にした出典〈書籍、論文、資料やウェブページなど〉のみを列挙して下さい。さらにこの項目を理解するのに役立つ関連した文献は、「関連文献」などとセクション名を分けて区別して下さい。） -->
* Hummel, Rob (editor). ''American Cinematographer Manual'', 8th edition. Hollywood: ASC Press, 2001.

== 関連項目 ==
<!-- 本文記事を理解する上での補足として役立つ、関連性のある項目へのウィキ間リンク、ウィキリンク。出来る限り本文内に埋め込んで下さい。 -->
{{commons|Depth of field|被写界深度}}
* [[写真レンズ]]
* [[絞り (光学)]]
* [[F値]]
* [[焦点距離]]
* [[画角]]
* [[パンフォーカス]]
* [[ボケ (写真)]]
* [[焦点合成]]
* [[小絞りボケ]]
* [[シャインプルーフの原理]]

== 外部リンク ==
* [http://cweb.canon.jp/ef/special/lens/index.html レンズ解説サイト] - キヤノン
<!-- 以下は英語版より -->
* [http://www.dofmaster.com/dofjs.html Depth of field calculator]（英語）
* [http://www.luminous-landscape.com/tutorials/dof2.shtml Demonstration that all focal lengths have identical depth of field]（英語）
* [http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/depth-of-field.htm Depth of Field]: illustrations and terminology for photographers（英語）
* [http://www.dofmaster.com/dof_imagesize.html Explanation of why "... all focal lengths have identical depth of field"] is true only in some circumstances.（英語）

{{写真}}

{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:ひしやかいしんと}}
[[Category:幾何光学]]
[[Category:撮影技術]]
[[Category:写真の技法]]