#15 🔭単焦点レンズについて

2024年7月23日 00:01

今回は、カメラを始めた時に私が思っていた疑問について改めて深掘りしたいと思う。
少し難しい話で、専門的な話になるので私も正直にわかってはいない。

わかってはいないのだが、なんとなく噛み砕いて記事を書いてみるので、なんとなくで理解してもらえたらと思う。

カメラにおけるレンズの焦点距離とは？

一眼カメラ買ったとしても、レンズが無ければ写真は撮れない。じゃあ、買うのであればどんなレンズがいいのだろうか、と思う事はみなさんあったのではなかろうか。
今回の記事は、そういうガイド的な記事ではない事を先に注意しておく。

レンズの焦点距離というと、24mmより短いと超広角、24〜35mmよりは広角レンズ、35〜55mmが標準レンズ、55〜135mm準望遠レンズ、135mm以上は望遠レンズ、みたいな感じだろうか？だいたいこんな感じのカテゴライズに分かれると思う。
（時代や人によっては、35mmは広角だ！28mmは標準だ！のような違いはあるので、上記はあくまで私の感覚とする）

何となく”写真の広さ”という認識が強いのではないだろうか？
もちろん焦点距離と、画角と呼ばれる写真の広さには関係があり、だいたい合ってるとも言えなくもない。
ただ、少し調べた事がある人であれば、いやいやこれはカメラ側のセンサー（もしくはフィルム）からレンズの中心までの距離をいう事だと知っているだろう。
簡単に言うと、レンズを通った光が像を結ぶまでの距離である。

私の疑問①

レンズというと、1枚だけのイメージだけれど、実際カメラのレンズというやつは6群7枚というように１つのレンズに7枚使われていたりする。

センサーからどのレンズまでの距離なのだろうか？
まずひとつ目の疑問である。
同じ焦点距離のレンズでも長さが違う事に疑問を感じたことは無いだろうか？
私はかなりある。凄く気になるのである。

これは、光学的な話になるのだけれど先ほどの例だと7枚のレンズを通った光の経路から、結果だけを見てしまうとする。その結果を１つのレンズだと仮定するとここがレンズの中心（主点）になるよね？ということのようである。
すごくわかりにくいのだけれど、途中でウネウネ曲がる光線は足し引きしていくと結果としてはこのくらい曲がるから、じゃあ1枚のレンズでこのくらい曲がる事と同じだよね！という意味。

つまり、焦点距離とはセンサーから物理的にレンズの真ん中だったり、1番初めのレンズだったりと簡単に出せるものではないということのようだ。
ひとつスッキリした。

単焦点レンズとは？

ひとつスッキリしたところで、カメラのレンズには単焦点レンズというものがある。
こちらは焦点距離が固定なので画角が変えられないという物だ。ズームレンズと比較してズーム出来ないと言えばなんとなく分かると思う。
複数枚ものレンズが移動すればレンズの主点が変わるという事である。

私の疑問②

ここで単焦点レンズに疑問が湧いた。
それはマニュアルでピント合わせをしていた時である。少しだけれどピント合わせをしたら、画角が変わっている感じがするのである。
調べていくとこれは”フォーカスブリージング”と呼ばれる現象だということを知った。
フォーカスブリージングは、ピント位置を変化させることで画角が変わってしまうというものらしい。

それはつまり、レンズの主点位置が変わっている事を意味しているのではないだろうか？
つまり、単焦点レンズは単焦点と言う訳ではないのでは無かろうか？
ふたつ目の疑問である。

ピント合わせは焦点距離の移動である

いろいろ省略すると、ピント合わせの時に焦点距離は変わっているのである。
まあ、普通に考えればレンズを通った光が像を結ぶのは1点なので、レンズを動かさずにその像の位置を変えるのは無理だとすぐ気付くのだけれど、私はここに来るまでに時間が掛かった。

それでそもそも単焦点とはどこから来ているのか？それを探す旅が始まったのだが、案外それはすぐに見つかった。
少しだけ焦点距離の話に戻るのだが、そもそも先ほどまで説明していた、レンズの焦点距離とは、無限遠の時にセンサーとレンズの主点の距離の事のようで、私達が普段50mmは良いと言ってるものは厳密には50mmでは無かったりするのだ。ここは、レンズの繰り出し量というものがそれにあたると思う。

確かに無限遠からピントを手前に持ってくるとレンズは伸びる方向に動くのは以前から疑問だったし、マクロアダプターなる接写リングをレンズとカメラとの間に挟むと近接撮影出来るのも謎だったのだが少しだけ納得した。
ただし、レンズの主点がどう変わるか計算式は詳しくないので、物理的にレンズが伸びても焦点距離が長くなるのか短くなるのかは私にはわからない。

ちなみに、フォーカスブリージングが無いレンズもある。
こちらは画角が変わらない。
凄い技術だと思うけれど今回は省略する。

まとめ

結局何が言いたかったのかと言われると、自分でもよくわからない記事になってしまったが、簡単にまとめてみる。

①レンズの焦点距離は、レンズの主点からセンサーまでの距離を言うが、レンズの主点とは物理的な中心地点ではない。

②レンズの焦点距離とは、ピントを無限遠に合わせた時のセンサーとレンズの主点の距離を言う。

③無限遠から手前にピントを持っていくと、レンズは伸びるので、単焦点レンズとは言えど焦点距離は変化する。この現象をフォーカスブリージングと言う。
※フォーカス方式の違いにより一部、この現象が起きないものもある。また、全てのレンズに当てはまるかと言われると自信は無い。

④同じ焦点距離のレンズでも、ピントの位置次第で画角が変わる。

⑤ズームレンズは無限遠の時の画角を変えられるからズームレンズ、単焦点レンズは無限遠の時の画角はひとつしかないので単焦点レンズ。

単焦点レンズなのだから、ずっと画角が変わらないと思っていた私にとっては、マニュアルフォーカスレンズでの撮影は疑問だらけだったが、いろいろ調べていくうちにスッキリする結果となった。
~~（そもそも、その先入観がどこから来たのかは謎である。私の勘違いから始まった記事とも言える）~~

とはいえ、画角が変わるといっても微々たる物であるからこんな記事を書く程でもないのだが、自分の疑問とそれに対して形に対する答えを形に残しておきたかったので、まあいつもの自己満足である。
先ほども、普段私達は50mmは良いと言っていても実は50mmでは無かった、と大袈裟に書いたが、ピント合わせによる焦点距離の変化は、ほぼ50mmというか50mmには違いないと言ってもいい微々たるレベルなのでわかりやすくする為の誇張表現であると弁明しておく。

ただ、けっこう難しい内容で間違えていないかと言われると自信はないので参考程度にして頂けたらと思います。
今回の記事を書くに当たって参考にしたもののリンクを貼っておきます。
おそらく私の記事よりは、そちらの方がわかりやすいかもしれない。

最後にオマケも用意してみた。

https://www.toshiba-teli.co.jp/pdf/technology/technical/t0004_Lens_Terminology_j.pdf