カメラのレンズに関係する焦点距離と画角って何？

こんにちは！
ネットワークカメラとIP監視カメラシステムのシステム・ケイです。
皆さんは、カメラの性能を確認する際に出てくる焦点距離と画角が何かご存知でしょうか？
なんとなくわかるけど具体的な違いや特徴はわからないという方も多いのではないでしょうか。

今回の記事では、カメラのレンズに関わる焦点距離と画角について、できるだけわかりやすく解説していきます。

焦点距離とは

焦点距離とは、被写体にピントを合わせた際の
レンズの中心からイメージセンサー(撮像素子)と呼ばれる画面までの距離のことです。
焦点距離によって撮れる映像の範囲が変わり、焦点距離が短いほど視野が広くなり、焦点距離が長いほど被写体を拡大して写すことができます。

イメージセンサーについて、詳しくはこちらをお読みください。
撮像素子とは？役割と要素の詳細について説明します！

画角とは

画角とは、​画面に写る範囲の広さを角度で表したものです。
角度が広がると広角に広い範囲を写し出し、狭まるとより望遠に狭い範囲を写し出します。
ここで、画角を簡単に理解できる例をお話します！

みなさんは、絵を描く時などに両手の親指と人差し指で四角い枠を作って、前後に動かしながら描く範囲を決めるといった作業をした経験はないでしょうか？
実際にやってみると分かりますが、指で作った枠に被写体を収めた状態で前後に動かすと、枠内に写り込む被写体の範囲が変わりますよね。
枠を被写体に近づけると被写体が枠内に大きく写り込み、枠を被写体から遠ざけると被写体は小さく、背景などが広範囲で写り込むようになります。

この枠内に写る範囲が画角なのです！
つまり、画角は撮影できる範囲を決める大事な要素と言えるでしょう。
一般的には、画角が45°のものが標準レンズ（焦点距離50mm前後）と呼ばれており、60°以上のものが広角レンズ（焦点距離35mm以下）、30°以下のものが望遠レンズ（焦点距離70mm以上）と呼ばれています。
そのため、より広範囲の映像を撮りたい方は広角レンズを。より遠くの映像を撮りたい方は望遠レンズがおすすめです。

※レンズの焦点距離は、すべて35mm判換算での表記です。
35mm判換算という意味については、画角とイメージセンサーの関係でお話します。

焦点距離と画角の関係

焦点距離と画角は、どちらも映像の範囲を決めているもので、その関係も密接です。
焦点距離の長さによって画角が変わる原理は、図のようになっています。

実際のカメラの構造はもっと複雑で、レンズも複数枚で構成されていたり、レンズからセンサーまでの長さが焦点距離より長くなるものも存在しますが、原理としてはこのようになります。

画角とイメージセンサーの関係

上の図を見てお気づきになった方もいるかもしれませんが、画角はイメージセンサーのサイズによっても変わります。
焦点距離が同じでもイメージセンサーが大きくなると画角は広がり、イメージセンサーが小さくなると画角は狭くなるのです。

例えば一眼レフカメラの場合はフルサイズ（36mm×24mm）やAPS-C（23.6mm×15.8mm）が良く使われている規格です。他にもマイクロフォーサーズ、1インチ、1/3インチなどがあります。フルサイズとAPS-Cでは同じ焦点距離のレンズで撮影してもイメージセンサーのサイズが異なるので、画角も変わってしまいます。

そこで、先ほど一般的な画角とレンズの説明に記載した35mm判換算についてお話します。

35mm判換算とは？

35mm判換算とは、同じ焦点距離のレンズを使用し、フルサイズとAPS-Cなど異なるサイズのイメージセンサーで撮影した時の画角を35mm判を基準にして換算した焦点距離を表します。
これは、カメラのセンサーサイズが異なるために生じる画角の違いを、フィルムカメラ時代に代表的なフィルムサイズであった35mm判を基準に換算する事で、異なるセンサーサイズによる画角や焦点距離の違いを一般的に比較しやすくした表現です。

なぜ35mm判換算が重要？

カメラの様々なセンサーサイズにより、同じ焦点距離のレンズでも異なるセンサーでは画角が変わってしまいます。
35mm判換算を用いることで、カメラ間での画角の違いを理解しやすくなり、あるセンサーサイズでどのような撮影範囲が期待できるかを、フルサイズを基準にして判断できるようになります。
特に、カメラを選ぶ際や異なるカメラシステム間での撮影機材の比較をする時に役立ちます。

なぜ35mm判が基準となっているかと言うと、フィルムカメラの時代にさかのぼります。
フィルムカメラの時代にもデジタルカメラのイメージセンサーの違いと同様にフィルムのサイズもAPCや6×4.5など複数のサイズのフィルムがありました。
その中でも一眼レフカメラやコンパクトカメラ、レンズ付きフィルムなど一般的に幅広く使用されていたフィルムが35mmフィルムでしたので、35mm判を基準に焦点距離を換算されていました。
カメラの主流がフィルムカメラからデジタルカメラに移り変わっても、フィルムカメラ時代の名残で35mm判を基準とした35ミリ判換算が使用されています。

実際の換算方法

例えば、APS-Cサイズのセンサーを持つカメラ（センサーサイズが約22.2×14.8mm）で50mmのレンズを使用した場合、35mm判換算での焦点距離は約75mm（具体的な換算係数はセンサーのサイズによって異なりますが、APS-Cでは約1.5xから1.6xが一般的）になります。この換算を行うことで、異なるセンサーサイズを持つカメラにおける、実際の撮影範囲を把握しやすくなります。

焦点距離別レンズとおすすめの撮影用途

広角レンズ

焦点距離	35mm以下
適した用途	広い景色や近距離の被写体の撮影
特長	焦点距離が短く広い視野を持ったレンズです。被写体とその周囲の背景との距離感を強調する傾向があり、写真に奥行きや立体感を与えることができます。画像の周辺部分の歪みが、クリエイティブな視覚効果として活用されることもあります。

標準レンズ

焦点距離	50mm前後
適した用途	一般的な写真撮影、風景、ポートレート
特長	焦点距離が中程度で、人間の視覚に近く様々なシーンで使いやすい画角のレンズです。そのため撮影された画像は自然でリアルな視野を持ち、被写体の形やサイズを歪めることなく表現できます。 非常に扱いやすいレンズです。

望遠レンズ

焦点距離	70mm以上
適した用途	野生動物やスポーツの試合など遠く離れた被写体の撮影
特長	焦点距離が長く、被写体を拡大して撮影するのに適しています。 背景との距離感を圧縮する効果もあり、背景が被写体に近づいて見え、被写体を際立たせることができます。 また、長い焦点距離を持つ望遠レンズは、被写界深度が比較的浅くなります。 これにより、被写体を際立たせるために背景をぼかしやすく、ポートレート写真や花の撮影などで特に効果的です。 デメリットは、レンズが大きく重いため携帯性が悪い点です。

単焦点レンズ

焦点距離	固定
適した用途	夜景、風景、ポートレート
特長	単焦点レンズは、焦点距離が固定されたレンズで、ズーム機能はありません。 しかし、絞り値が大きい（f値が小さい）ものが多くより多くの光を捉えることができるため、夜景などの暗い場所の撮影や背景のボケを美しく出す動きのある被写体の撮影に適しています。 また、複数のレンズ群を使うズームレンズと比べ、歪みや色収差も少ない映像を撮影することができます。撮影時に焦点距離を動かす動作がないため、操作が簡単といったメリットもあります。

ズームレンズ

焦点距離	広角～望遠（可変）
適した用途	撮影環境が変わりやすいシチュエーションにも対応
特長	一つのレンズで複数の焦点距離をカバーできるため、レンズ交換の手間が省けることや、携帯性が高いといった利点のあるレンズです。また、被写体に近づかなくても遠くの被写体を拡大して撮影できるため、撮影の柔軟性が高いです。

ネットワークカメラのレンズと適した用途については、こちらもお読みください。
レンズの種類について

広角(魚眼)レンズで撮影した写真

焦点距離を変えて写真や映像の雰囲気を変えてみよう！

焦点距離は、写真や映像の雰囲気を変える上でとても重要です。
例えば、カメラの位置を変えずに焦点距離だけ変えて撮影するズーム撮影では、「何を伝えたいか？」「どれをメインに撮るか？」といった目的によって、被写体を変えて撮ることができます。

また、レンズに取り込む光の量を調節する絞りの開閉でピントを調節しますが、焦点距離でも背景へのピントの当たり方を変えることができます。
具体的には、下記のように焦点距離を調整して撮ります。

• 焦点距離が長いほど被写体の背景はボケ、被写体が際立って撮れる。
• 焦点距離が短くなると全体にピントが合って背景もしっかり写り、奥行きが出て遠近感がでる。

このように、同じ場所で撮影をしても、焦点距離を変えることによって映像の奥行き感が変わり、雰囲気を変えることができます。

例えばスナップでは、35mm〜50mmあたりでワイド気味に撮っておき、あとからトリミングしやすくすることが多いです。ポートレートでは、ボケを大きくするために85mm〜135mmがおすすめです。

全体をしっかり撮りたいのか、特定の被写体を際立たせたいのか、撮りたい映像のイメージによって焦点距離を決めるのがおすすめです。

まとめ

焦点距離と画角の関係について、いかがでしたでしょうか？
カメラ選定などでお困りのことがありましたら、システム・ケイまでお気軽にご相談ください！