焦点距離

28mmレンズ

50mmレンズ

70mmレンズ

210mmレンズ

レンズの選択が画角にどのように影響するかの例。上の写真は、被写体から一定の距離を置いて35mmカメラで撮影したものです。

焦点距離fの薄い凸レンズの黒い文字の画像は赤で表示されます。文字E、I、Kの選択された光線は、それぞれ青、緑、オレンジで表示されます。 E(2f)には、同じサイズの実画像と反転画像があることに注意してください。私(f)は無限大にそのイメージを持っています。 K(f / 2)には、2倍のサイズの仮想の直立した画像があります。

このコンピューターシミュレーションでは、被写体をフレーム内に保ちながら(焦点距離を変更して)視野を調整すると(それに応じてカメラの位置を変更して)、画像が大きく異なります。焦点距離が無限遠(視野角0度)に近づくと、光線はほぼ平行になり、被写体が「平らに」見えるようになります。焦点距離が短い(視野が広い)場合、被写体は「短く」見えます。

カメラレンズの焦点距離は通常ミリメートル(mm)で指定されますが、一部の古いレンズでははセンチメートル(cm)またはインチでマークされます。

レンズの焦点距離(f)と視野(FOV)は反比例します。標準の直線レンズの場合、FOV = 2 arctan x / 2f、ここでxはフィルムの対角線です。

写真レンズが「無限大」に設定されている場合、後部節点はセンサーから分離されます。または、レンズの焦点距離によって、焦点面でのフィルム。カメラから遠く離れたオブジェクトは、センサーまたはフィルム上に鮮明な画像を生成します。これも画像面にあります。

近づけるため焦点が合っている物体の場合、レンズを調整して後部節点とフィルムの間の距離を広げ、フィルムを像面に配置する必要があります。焦点距離(f)、前節点から物体までの距離写真(s1)、および後部節点から画像平面(s2)までの距離は、次のように関連付けられます。

1 s 1 + 1 s 2 = 1f。{\ displaystyle {\ frac {1} { s_ {1}}} + {\ frac {1} {s_ {2}}} = {\ frac {1} {f}}。}

s1を小さくすると、s2を大きくする必要があります。たとえば、次のことを考慮してください。焦点距離がf = 50mmの35mmカメラ用の通常のレンズ。遠くの物体(s1≈∞)に焦点を合わせるには、レンズの後部節点は、像面からs2 = 50mmの距離に配置する必要があります。オブジェクトを1m離れた場所(s1 = 1,000 mm)に焦点を合わせるには、レンズを画像平面から2.6mm離してs2 = 52.6mmにする必要があります。

レンズの焦点距離によって倍率が決まります。遠くの物体を画像化する場所。これは、対象のレンズと同じサイズの遠方の物体を画像化する、画像平面とピンホールの間の距離に等しくなります。直線レンズの場合(つまり、画像の歪みがない場合)、遠くのオブジェクトのイメージングはピンホールカメラモデルとして適切にモデル化されます。このモデルは、写真家がカメラの画角を計算するために使用する単純な幾何学的モデルにつながります。この場合、画角は焦点距離とフィルムサイズの比率にのみ依存します。一般に、画角は歪みにも依存します。

焦点距離がフィルムまたはセンサー形式の対角サイズにほぼ等しいレンズは、通常のレンズと呼ばれます。その画角は、印刷物の対角線の一般的な表示距離で見た十分な大きさの印刷物がなす角度に似ているため、印刷物を表示するときに通常の遠近法が得られます。この画角は対角約53度です。フルフレーム35mmフォーマットのカメラの場合、対角線は43 mmで、一般的な「通常の」レンズの焦点距離は50mmです。焦点距離が通常より短いレンズは広角レンズと呼ばれることが多く(35mmフォーマットのカメラでは通常35mm以下)、通常よりも大幅に長いレンズは望遠レンズと呼ばれることがあります(通常85mm以上、35 mmフォーマットのカメラの場合)。技術的には、長焦点距離レンズは、焦点距離がレンズの物理的な長さよりも長い場合にのみ「望遠」になりますが、この用語は、長焦点距離レンズを表すためによく使用されます。

人気があるため35 mm標準のうち、カメラとレンズの組み合わせは、35 mm相当の焦点距離、つまり、同じ画角または視野を持つレンズの焦点距離で表されることがよくあります。フルフレームの35mmカメラ。35 mm相当の焦点距離の使用は、35 mmフィルムよりも小さいセンサーを使用することが多いデジタルカメラで特に一般的であるため、クロップファクターと呼ばれる係数によって、特定の画角を実現するために対応して短い焦点距離が必要になります。

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