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被写界深度はどう計算されるか

被写界深度（DOF）とは、ピントを合わせた点の前後で、許容できる程度にシャープに見える範囲のことです。これは4つの要素によって決まります：絞り（F値が大きいほどレンズの開口部が狭まり被写界深度が深くなる）、焦点距離（レンズが長いほど同じ画角での被写界深度は浅くなる）、撮影距離（被写体が近いほど被写界深度は浅くなる）、そして錯乱円cを通じて表されるセンサーサイズ——目がまだシャープな点として認識できる最大のボケの大きさ（フルサイズ0.030 mm、APS-C 0.020 mm、マイクロフォーサーズ0.015 mm、1インチ0.011 mm）。大きなセンサーほど、同じ知覚的なシャープさを得るためにより小さく厳しい錯乱円が必要になり、これが同じ画角・同じ絞りでもより浅い被写界深度になる理由の一つです。

計算は2段階で行われます。まず過焦点距離を求めます：H = f² ÷ (N · c) + f。ここでfは焦点距離、Nは絞り値（F値）です。次に、このHを実際の撮影距離sに適用して近点・遠点のシャープな限界を求めます：近点 = s·(H − f) ÷ (H + s − 2f)、遠点 = s·(H − f) ÷ (H − s)——sがHに達すると遠点は無限遠になります。

計算例：フルサイズボディ（c = 0.030 mm）に50 mmレンズ、f/2.8、撮影距離3mの場合。Hは約29.8mになります。これを近点・遠点の式に当てはめると、近点は約2.73m、遠点は約3.33m——合計約60cmのシャープな範囲となり、バストアップポートレートには十分ですが、それ以上の余裕はあまりありません。

知っておくべきこと

被写界深度は、ピント位置の前後で均等に分かれることは決してありません。通常の撮影距離では、シャープな範囲のおよそ3分の1が被写体の手前に、3分の2が奥に広がります。マクロ撮影の距離ではこの比率は50/50に近づき、過焦点距離またはそれ以遠にピントを合わせると、遠点の限界は無限遠まで広がります。

• センサーサイズが被写界深度を変える主な理由は、同じ画角を得るために必要な焦点距離にあります：マイクロフォーサーズのカメラは、フルサイズと同じ画角を得るためにより短いレンズを必要とし、短いレンズは同じF値でも本質的により深い被写界深度を生み出します——よく知られた経験則では、マイクロフォーサーズのf/2.8はフルサイズのf/5.6とほぼ同等に見えるとされます。
• ポートレートでは、より明るい絞り（f/1.8〜f/4）が被写体を背景から分離します——近点・遠点の範囲が両目と鼻をカバーしているか確認してください。風景写真では、より小さな絞り（f/8〜f/11）と過焦点距離へのピント合わせを組み合わせることで、手前から無限遠まで許容できる程度にシャープに保てます。
• 絞り込みがどこまで有効かには回折という実用上の限界があります：ほとんどのセンサーでf/11〜f/16程度を超えると、計算上の被写界深度は増え続けているにもかかわらず、絞りをさらに狭めることで画像全体が軟調になり始めます。