第6 回目 ボケが変わる「絞り」

似顔絵 一眼レフのレンズには「絞り」があって、これを開けたり絞ったりすることでフィルムに当たる光の量を調整しています。また、「絞り」を調整するとピントの合っていると見倣(みな)せる範囲(被写界深度)も変わります。「絞り」を絞るほどにピントの合う範囲が広くなり、逆に「絞り」を開ければピントは狭い範囲にしか合わなくなります。これらは写真撮影の基本ですが、よくよく考えると不思議なことばかりです。

 今回は、こうした「絞り」の不思議に迫ります。

1. 絞りって何 ?

 人や動物の眼の中には「虹彩(iris)」と呼ばれる絞りがあり、虹彩で形づくられる孔(貫通している “穴” を特に “孔” といいます)を「瞳孔(どうこう)」と呼ぶことはご存じですね。
 瞳孔は、明るい場所では径は小さく、暗い場所では径は大きくなって、網膜に当たる光の量を調整しています。
 人の眼の色はひとそれぞれですが、これは虹彩の色の違いによるものです。虹彩の表面にあるメラニン色素の密度が低いと青く、密度が高いと茶色や黒になるそうです。
 人の眼の虹彩は径の大小が同心円状に変化するため、瞳孔はいつも円形です。しかし、猫の眼は垂直方向に長いスリット状に変化し、馬では水平方向に長い楕円形になります。また、ハート形、ひし形、ひょうたん形の瞳孔の動物もいるそうです。これらは、それぞれの動物の生活に役立つように進化したものだといえるでしょう。

1.1. 絞りのつくり

 一眼レフのレンズの絞りは、数枚から10数枚程度の黒い絞り羽根を動かし、人の眼と同じように口径を同心円状に変化するつくりです。このような絞りを虹彩絞り or アイリス絞りと言います(映画やビデオ撮影では絞り(広義には露出)のことをアイリスと呼ぶことが多いようです)。

いきなり余談ですが、

絞りの開口のかたちは真円に近い方が、
絞り羽根の枚数は偶数枚より奇数枚のほうが(=正奇数角形の開口のほうが)、

ボケはきれいに写るそうです。

 本題に戻って、英語ではカメラのレンズの絞りを “diaphragm” といいますが、障害物とか詰め物の意味をもつ “stop”、あるいは孔を意味する “aperture” も絞りを意味する単語として使われています。
 絞り優先AEモードを [A] モード(メーカーによっては [Av] モード)というのは、この “aperture” の頭文字から取ったものです。

 現在の一眼レフのレンズの絞りは、ファインダーを観察している間は常に開放になっています。このため明るい像を観察でき、さらにピント合わせも容易です。
   シャッター(レリーズ)ボタンを押すと瞬時に、設定した絞り値になるまで絞り羽根が動き、同時にボディではレフレックスミラーが上がり、シャッターが開きます。シャッターが閉じると、ミラーが元の位置に復元し、レンズの絞り込まれた絞り羽根も元の開放状態に戻ります。あっという間の出来事ですが、結構ややこしい作動です。

 「ファインダー像と実際の写真写りが違う」印象を持つことがあるはずですが、原因の一つがこの絞りの作動の仕方にあります。ファインダーの像は開放絞りで観察し、実際の写真は絞りを絞った状態で撮影しているときなどはとくに印象の食い違いが生じるわけです。

 一眼レフカメラによっては、絞り込み(プレビュー)機構搭載の機種もあり、この機能を使えば、事前に絞りを絞った状態のファインダースクリーン上の像を観察できます。
 実際に絞り込むと像は暗くなりますが、被写界深度などを正しく確認できます。
 ただし、厳密にはファインダースクリーンのマット面の性質によって、ファインダー像は、実際の写真写りよりも少しピントが良く(=被写界深度が深く)見えるようです。

<写真 1.a.〜1.c.>レンズの絞り羽根(Ai AF Nikkor 50mm F1.8)

photo1.a.

<写真 1.a.>
このレンズには絞りリングがあり、一眼レフカメラに装着しない状態で絞りリングを操作すると、絞り羽根が動きます(メーカーによって異なります)。
絞りリングを操作して f 2 に設定。

photo1.b.

<写真 1.b. >
絞りリングを操作して f 8 に設定

photo1.c.

<写真 1.c.>
絞りリングを操作して f 22 に設定

1.2. F 値とは何か ?

 絞りの大きさを示す数値に F 値(f – number)があり、多くのカメラやレンズでは次のような数値の系列になっています。

…1, 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64, 90……

 一見、妙な数値の羅列に見えますが、一つ飛ばしに見ていくと倍々になっていることに気づくはずです。つまり、これは、√2 ≒1.41421356……の倍数の系列なんですね。では、この数値が何を意味しているかというと、レンズの焦点距離(f)を絞りの直径(d)で割った値です。つまり、F = f / d というわけ。本連載の初回に、ピンホールカメラを紹介しましたが、この時の F 値と同じような考え方です。
 少しややこしい話ですが、レンズを通過する光量(像の明るさ)は、絞りの面積に比例します。つまり、F 値の 2 乗に反比例します。つまり、上の系列で F 値が一段大きくなるごとに光量は半分々々になっていくのです。

 ちょっと余談ですが、像の明るさが正確に F 値の 2 乗に反比例するのは、被写体が光軸上にあり、しかも被写体との距離が十分に長い時(=撮影倍率が十分に小さい時)だけです。撮影倍率を m とすると、正確な像の明るさは F(1 + m)の 2 乗に反比例します。このため中間リングやベローズなどを用いた接写などでマニュアル撮影をする場合には、+ 側(オーバー)の補正が必要になります。このように補正した実質的な F 値を「有効 F 値」と呼びます。もっとも、カメラの TTL 露出計で測光する場合には、こうした補正を考慮する必要はまったくありません。

 また、コンパクトカメラなどに使われる安価な広角レンズと距離計連動式カメラ用の高価な広角レンズの一部には、画面周辺部の光量が目立って低下する(=画面の四隅が暗く写る)ものがあります。

 なお、F 値には、レンズのガラスに実際に吸収される光は考慮されていません。実用上の問題はまずありませんが、同じ F 値のレンズだからといって、必ずしも像の明るさは厳密に同じではありません。

 レンズの絞りを開放にした時の F 値を、開放絞り値(開放 F 値)といい、レンズの重要な属性として名称にも記されています(例えば、1 : 1.4, F 1.4, f / 1.4 など異なる表記の仕方があります)。逆に、最も絞った F 値を最小絞り値といいます。これはカタログなどに表示されています。
 開放 F 値の小さいレンズを使えば、明るい像を得ることができます。このため暗い場所での撮影に有利な他、背景などを大きくボカした写真を撮影するのに適しています。ただ、開放 F 値を小さくするには口径を焦点距離に比例して大きくする必要がありますから、レンズは大きく重くなり、設計も困難で、価格も高くなるのが普通です。こうしたレンズを、「明るいレンズ」と呼ぶことがありますが、レンズ自体の透過率が高いわけではありません。
 英語では「ハイスピードレンズ」ともいいます。

 これまた余談ですが、写真レンズの理論的な最大の明るさは F = 0.5 です。口径の大きなレンズを作ればよさそうですが、そういうわけにはいかないようです。

2. 絞りで何が変わる ?

 前述したとおり、絞り(値)を変えると像の明るさが変わります。と同時に、ピント面の前後のピントが合っていると見倣(みな)なせる範囲(被写界深度)も変わります。これは、一眼レフカメラの使用説明書にも必ず記載されており、まあ、常識といっていいでしょう。
 レンズあるいはカメラを操作して絞り(値)を変えるのは簡単ですが、それで撮影目的や被写体のあり方とマッチしたいい写真に仕上がるかどうかは、意外に難しいものです。とりあえずは、マニュアルモードか [A] 絞り優先AEモードにして、絞り(値)をご自分で調整することを覚え、なおかつできるだけ大きな幅で絞り(値)を変えて撮影してみることから始めてください。1 段や 2 段の絞り(値)の変化では、思ったほどの効果の変化が得られない場合が多いでしょう。
 まずは試しに、1.)開放絞り(値)、2.)最小絞り(値)、3.)それらの真ん中あたりの F 値の計 3 枚を撮影してみると、はっきりした違いを実感できるはずです。

2.1. 絞りと明るさ

 [M] マニュアル露出モードで、シャッタースピードは変えずに絞り(値)だけを変えて撮影し、<写真 2.a.〜c.>に示しました。

 f 5.6 の<写真 2.b.>が標準的な露出で、f 2 の<写真 2.a.>は + 3 段の露出オーバー、f 16の<写真 2.c.>が – 3 段の露出アンダーです。

 +/- 3 EV の総計 6 EV 変えた両極端でも、画像は確認できます。写っていないというわけではありません。というよりも、ポートレートとして見た時、+ 3 段もオーバーの<写真 2.a.>が一番いいように見えたりもすることも……。

 といった次第で、「絞り(値)は思い切って変えて、仕上がりを見比べるところからスタートするのが一番」というわけです。

<写真 2.a.〜c.> 絞りによる露出の変化(Ai AF DC Nikkor 135mmF2)

photo2.a.

<写真 2.a.>
f 2 で撮影(+ 3 段露出オーバー)

photo2.b.

<写真 2.b. >
f 5.6 で撮影

photo2.c.

<写真 2.c.>
f 16 で撮影(- 3 段露出アンダー)

2.2. ボケと被写界深度

 <写真 3.a.〜c.>は、<写真 2.a.〜c.>と同じ条件で撮影したものですが、[A] 絞り優先AEモードにしてシャッタースピードも同時に変えて露出を適正に揃えたものです。
 背景のボケ方に大きな違いがあります。絞りを開けた<写真 3.a.>では背景が大きくボケ、絞りを絞った<写真 3.c.>では背景のボケが小さくなっています。このように、絞り(値)の調整で、ピントを合わせた被写体の前後のボケの大きさを変化できます。
 このボケの大きさは、基本的に絞りの直径(d)に比例します。つまり、F 値に反比例し、レンズの焦点距離(f)に比例するわけです。
 また、ピント面と被写体とのズレが大きくなればなるほど、ボケも大きくなります。

 被写界深度とは、このボケが小さくて、あたかもピントが合っているように見倣せる範囲のことです(第 4 回の 1.1. ピント面と被写界深度 の図 1 参照)。つまり、絞りを絞り込むほどに被写界深度は深くなります。
 このように、絞り(値)に応じて被写界深度が変わるのは、被写体の前後のボケの大きさの変化の裏返しなのです。
 このため、被写界深度は 1)絞り値の他に、2)レンズの焦点距離や 3)撮影距離によっても変わります。
 基本的には下表のとおりですが、特に望遠レンズ(=焦点距離が長い)や接写(=撮影距離が短い)の場合には、被写界深度は大変浅くなり、ピント合わせに慎重を要します。
 また、被写体より手前の方が、奥よりも大きくボケるため、被写界深度は近くに短く(浅く)、遠くに長い(深い)性質もあります。しっかり覚えておくとよいでしょう。

被写界深度

<写真 3.a.〜c.> 絞りによる被写界深度の変化(DC Nikkor 135mmF2D)

photo3.a.

<写真 3.a.>
f 2 で撮影(背景に注目)

photo3.b.

<写真 3.b.>
f 5.6 で撮影

photo3.c.

<写真 3.c.>
f 16 で撮影

2.3. ボケを制御する、面白レンズ

 本題とは直接は関係ありませんが、非常に興味深いレンズを紹介しておきます。
 「AI AF DC Nikkor 105mm F2D」および「AI AF DC Nikkor 135mm F2D」は、「DC(デフォーカス・コントロール)機能」を備えています。デフォーカスというのは要するにボケのことで、要するにボケをコントロールする機能付きレンズなのです。
 このレンズは、「好ましいボケ味」とは、「点光源がきれいな円形にぼけ、ボケの中心に芯があって充分な解像力を持ち、その中心をハロ(=軟らかい光の滲み)が取り囲む、そしてその輪郭がソフトに減衰し、エッジをはっきり出さない」と仮定したうえで、各人各様の好みが異なるボケ味を可変としています。
 鏡筒にはおなじみの絞りリングの他に「DC リング」があり、これを F(Front)側にセットすると被写体の手前が大きくボケ、逆に R(Rear)側にセットすると被写体の奥が大きくボケます。レンズの球面収差を変えることで、被写体の前後、あるいは被写体そのもののボケを微妙に調整する仕組みです。
 この「DC リング」には F 値のような数値が記されていて、撮影絞り値よりも大きな数値にすれば、被写体そのものもソフトフォーカスのような描写になります。
 「DC リング」は調整する度にピントを合わせなおす必要があります。
 「DC リング」を操作しても、ファインダースクリーン上での観察では、ほとんど違いは見えませんが、実際の撮影結果にはかなりの違いが出ます。
 特にポートレート撮影には、使い手のある面白いレンズといえるでしょう。

<写真 4.a.〜c.> デフォーカス機能(AI AF DC Nikkor 135mmF2D)

photo 4.a.
photo 4.b.

<写真 4.a.>
前ボケ優先モード:「DCリング」を「F」側にセット(絞り値は、開放のf 2 で撮影)

「正」の球面収差を発生させると、前景からの光は像の中心に核を持ち、その周囲をハロが取り巻いて、全体として軟らかなボケ像に(=光のエネルギーの集中する「火面」が 1 つになり、ピント面より前方ではエネルギーが芯近傍に集中、周辺部はなだらかに減衰するため)。一方、後景からの光は円環状のエッジのボケ像になる。

photo 4.a.
photo 4.b.

<写真 4.b.>
通常モード:「DCリング」を「0」にセット(絞り値は、f 2 )

球面収差をほぼ完全に補正しているので、光のエネルギーの集中度を示す「火面」は 2 つでき、前景と背景が比較的似かよったボケ味に。

photo 4.c.
photo 4.d.

<写真 4.c.>
後ボケ優先モード:「DCリング」を「R」側にセット(絞り値は、f 2)

「負」の球面収差を発生させると、背景からの光は中心に核を持った柔らかなボケ像に(=「火面」が 1 つになり、ピント面より後方ではエネルギーが芯近傍に集中して、周辺部はなだらかに減衰するため)。一方、前景からの光は円環状のエッジのボケ像になる。

3. 絞り設定の応用ワザ

 一般的なレンズの絞りは、だいたい 7 段分くらいの範囲で変えることができます。
 上述の 2.2.の<写真 3.a.〜c.>の場合で、6 段分の変化で、かなりの描写の違いがあることは確かですが、だからといって冷静な眼で見ると「だから何なんだ ?」といった気分になることも……。
 こうした次第ですから、絞りによる写りの変化というのは、ある意味では些細(ささい)なことなのです。こだわりだしたらキリがありませんが「だからどうした !?」といわれれば答えに窮します。
 というわけで、絞りの性質を有効に使うための常套手段を二つ、それからちょっと難しいけれど意外な効果を得られる「手作り絞り」をご紹介しましょう。

3.1. 望遠レンズを開放絞りで使う

photo 6.

 ポートレート撮影では大変よく使われるテクニックです。焦点距離が長い望遠レンズはそれだけでも被写界深度が浅いのですが、開放絞りを選ぶことで被写界深度をさらに浅くし、背景や前景を大きくボカし、被写体だけにピントを合わせて撮影するものです。
 <写真 6.>は、300mm F2.8 レンズにて、その開放絞り値 f 2.8 で撮影しました。
 とはいえ、被写体と背景または前景がほぼ同じ距離にある場合(=壁にもたれかかった人物を真正面から撮影するときなど)には、思ったような効果は得られません。ピントを合わせたい被写体とボカしたい背景や前景との距離をできるだけ大きく離すのがコツです。この距離さえ十分にとれるなら、35mm(135)判で焦点距離 50mm 内外のいわゆる標準レンズでも、かなり大きな効果が得られます。

3.2. 広角レンズを最小絞りで使う

 焦点距離が短い広角レンズは、被写界深度が大変深いのが特徴です。レンズ付きフィルムやコンパクトカメラには主に広角レンズが使われる理由のひとつは、被写界深度の深さを活かし、ピント合わせ機構の簡略化あるいは省略が可能だからでは(!?)。
 こうしたわけで、必ずしも最小絞り(値)でなくてもいいですが、できるだけ絞り込んで撮影することで、手前から奥までおしなべてにピントの合った写真を撮影することができます。

 コツは、ピントを合わせたい手前と奥の間にレンズの距離を合わせることです。手前から 1 / 3、奥から 2 / 3 くらいがもっとも効率的です。
 そのようなポイントに AF でピントを上手く合わせることは難しいとき(例えば、フォーカスロックに適したよい目標が見当たらないとき)には、レンズの鏡筒の被写界深度表示(目盛り:残念なことにこの表示を省略した AF レンズが最近どんどん増えています)を参考にして、マニュアルでピントを合わせる方が具合がいいでしょう。

 ちなみに、レンズ鏡筒の被写界深度表示の省略に先鞭をつけたあるメーカーには、”ピントを合わせたい範囲の一番手前で 1 回、そして一番奥で 1 回、シャッターボタンを半押しして入力、改めて構図を決めてからシャッターをレリーズするだけで、あとはカメラが適切なピントと絞り値(とシャッタースピード)を選んでくれる”=「深度優先AE(DEP)モード」という、なかなか便利な機能を搭載しているAF一眼レフカメラがあります(基本的にかんたんに上手く撮れるモードなのですが、スローシャッターにはご注意 !)。
fig.1

<図 1.>
被写界深度を有効に使うには、レンズの距離目盛り(昨今のAFレンズでは省略されているものも)を、ピントを合わせたい手前から 1 / 3、奥から 2 / 3 くらいに合わせます。


photo 7

<写真 7.>
18mmF2.8 レンズにて、その最小絞り値(f 22)で撮影

 無限遠が被写界深度の遠い方にぎりぎり入る距離を「過焦点距離」といいます。撮影する F 値に合わせて、この距離にレンズの距離目盛り(昨今のAFレンズでは省略されているものも……)を合わせておけば、無限遠からかなり手前までかなり広範囲にピントが合います。これは、マニュアル・フォーカスでのスナップ撮影には大変有効な手法です(くれぐれもスローシャッターによる手ブレにはご注意 !)。

3.3. 「手作り絞り」で、ボケの形を変える

 レンズの前枠に手作りの絞りを付けることで、ボケの形を変えることができます。
 手作り絞りの形や向きが、そのままボケになって写ります。作例のようにイルミネーションなどの点光源などのボケを、さまざまに演出することができます。
 「手作り絞り」の大きさやレンズの焦点距離などによっては、画面がケラれる場合もありますから、ファインダーで確認しながらいろいろ試してみてください(=焦点距離の長い望遠レンズを使用し、「手作り絞り」の孔は小さめにしたほうが具合がいいようです)。
 なお、レンズ本体の絞りはできるだけ開け、[A] 絞り優先AEモードで撮影してください。

<写真 8.a.〜c.>「手作り絞り」でボケの形を変えた例

photo 8.a.
photo 8.b.

<写真 8.a.>85mm F1.4 レンズを使って開放絞り(f 1.4)で撮影

photo 8.a.
photo 8.b.

<写真 8.b.>同レンズに「猫の目」のような「手作り絞り」を装着(絞り値は f1.4)

photo 8.e.
photo 8.f.

<写真 8.c.>同レンズに「星」型の「手作り絞り」を装着(絞り値は f1.4)

 さて、今回はここまで。「手作り絞り」には意外な面白さがありますので、望遠レンズをお持ちの方は、ぜひ楽しんでもらいたいとおもいます。

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