今日のおじさん、なに食べました? (仮)

妻の料理と、おじさんの毎日の記録です。ほんのり工学テイスト。

gang01.jpg
↑↑↑夏休みの自由研究。画像クリックで記事一覧を表示します↑↑↑
デジイチ検証実験!レンズの中のゴミ、放っておいて大丈夫?
【今日の夕食】
 今日は、娘(3歳0か月)と2人で、私の実家に遊びにいきました。娘は初めて「チョココロネ」を食べて、上機嫌でした。私も、初めて「あげ2枚入り 赤いきつね(コンビニ限定)」を食べて、なかなか機嫌が悪くない感じです。
N3013092.jpg
OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F2.8、SS1/100、ISO1000
★米飯

★鮭フライ、卵エビチリ
 鮭フライは生協惣菜(焼くだけ)です。エビチリは、妻の手作りで、実家への手土産用でした。

★4点盛りプレート
・とうふ
・もやしピリ辛(韓国風)
・手作りキムチ
・五目煮豆

★ふじりんご

妻の料理を応援して下さい:
写真日記



【今日のおじさん】デジイチ検証実験!レンズの中のゴミ、放っておいて大丈夫?

 今回は、デジタル一眼レフ(ミラーレス)の交換レンズ内に入ってしまった「ゴミ」の影響について書きます。

 「ゴミ」は、写りにどれほどの影響があるのでしょうか?


★レンズの中にゴミが!
 私の愛用しているデジタル一眼カメラ(ミラーレス一眼レフ)、オリンパス「PEN mini, E-PM2」ですが、困ったことがありました。
P3013073.jpg

 レンズの中に、ゴミ(ホコリ)のようなものが見えるのです。
P2163075.jpg

 このカメラは、使用頻度が高く、ソファーの上や、机の上など、放置してあることが多いです。収容ケースは買ってある(→こちらの記事)のですが、最近あまり使っていません。ゴミが入ってしまうのも、仕方ないかもしれません。

 このようなレンズ内のゴミを取り除くのは、一般的に困難なようです。

 では、このゴミは、どのくらい写りに影響するのでしょうか。


★実験!レンズを覆うと写りはどうなるか?
 レンズの中にゴミがあると、撮影される画像に、どのような影響があるのでしょうか。

 極端な例として、レンズの表面に、丸い紙を貼り付けてみました(レンズガードの表面に、セロテープで取り付けました)。
P3013074.jpg

 さて、写りはどうなるでしょうか?

 中央に写らない部分ができそうですか?


★レンズを通る光の挙動
 答えです。

 まず、丸い紙(覆い)を貼り付けないときの写真です。当然ながら、普通に写ります。
a)覆いなし
N3013100.jpg
OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F1.8、SS1/500、ISO800


 次に、丸い紙を貼り付けた場合です。あれれ、普通に写っています!
b)覆いあり
N3013099.jpg
OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F1.8、SS1/200、ISO800

 レンズの真ん中を紙で覆ったのに、写る画像に影響がないのは、不思議に感じます。どのような理由なのでしょう。


 下図1は、レンズを覆わないときの、レンズを通る光の挙動です。光源から出た光は、レンズを通り、撮像素子に像を結びます。ここで、ポイントは、光源から出た光は、いろいろな経路を通って、撮像素子(撮像センサー、フィルム)に届く点です。
<図1>
20140301z1.jpg

 そして、レンズの一部を覆うと、下図2のようになります。
<図2>
20140301z2.jpg

 光の経路のうち、レンズの中央を通るものは、覆いでさえぎられてしまいます。

 しかし、レンズの縁のほうを通る光は、覆いの影響を受けません。このため、撮像センサーに届きます。

 つまり、レンズの全体を覆わない限り、撮像素子に結ばれる像は、見えなくなることはないのです。

 レンズ内にゴミがある場合も同様で、ゴミの形状がそのまま写真に写りこむ、ということはありません。

※写真の同じところに、いつも点のようなカゲができる場合は、レンズではなくて、撮像素子(センサー)へのホコリ付着の可能性があります。


★レンズを覆った時の写りの違い
 以上のように、レンズを覆っても、写真の一部が欠けてしまうことはありません。

 しかし、写りに影響がないかというと、あります。具体的には、次の2点です。

 1.像が暗くなる
 2.ボケの形状が変わる


1.像が暗くなる
 上に示した、レンズの覆いがない写真と、ある写真では、ほぼ同じ明るさで写っています。しかし、撮影条件(露出)を比較すると、次のような違いがあります。

 ・覆いなし:F1.8、シャッタースピード1/500、ISO感度800
 ・覆いあり:F1.8、シャッタースピード1/200、ISO感度800

 つまり、覆いありでは、シャッタースピードが約1/2になっています。これは、覆いによって、撮像素子に届く光の量が減ったためです。少ない量の光で、同じ明るさの像を得るためには、長い時間、光を受ける必要があります。このために、シャッタースピードが遅くなります。

 今回の実験条件では、次のようになっています。
 ・レンズの直径=25mm(焦点距離45mm÷F値1.8)
 ・丸い紙の直径=18mm

 覆い有無でのレンズ開口面の面積は、
 ・覆いなし:3.14×(25mm)^2=1963mm^2
 ・覆いあり:1963mm^2-3.14×(18mm)^2=1963mm^2-1017mm^2=946mm^2

 覆いなし÷覆いあり=946mm2/1963mm2=0.48倍、となります。

 つまり、覆いありでは、覆いなしに比べて、撮像素子に届く光の量が、約1/2になります。このため、シャッタースピードを約2倍にしないと、同じ明るさの写真を撮れません。


2.ボケの形状が変わる
 先の2つの写真を、よく見比べると、ピントの合っていない部分で、見た目に違いがあることが分かります。

 左=覆いなし、右=覆いあり
20140301z12.jpg20140301z11.jpg

 覆いがある場合には、ボケ具合が乱れているように思えます。あまり「きれいなボケ」とは言えません。


 夜景などで写る「点ボケ」を撮ると、違いは顕著になります。

a)覆いなし
N3013112.jpg
OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F1.8、SS1/125、ISO3200

b)覆いあり
N3013111.jpg
OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F1.8、SS1/80、ISO3200

 レンズ中央を丸い紙で覆った場合、「点ボケ」が「ドーナツボケ」になっています。点ボケの形状は、レンズの開口部の形状が、そのまま反映されるのです。


 以上のように、レンズを覆うと、像の明るさや、ボケの形状に差がでます。

 しかし、上ではレンズの面積の半分を覆っている、極端な例です。

 レンズ内の小さなゴミであれば、像の明るさや、ボケに与える影響は、ごくわずかだと思われます。



★「覆い」を利用したレンズ遊び
 ボケの形状が変わる理由を、図で説明します。

 ピント位置よりも、遠くにある被写体を考えます。この場合、下図3のように、撮像素子よりもレンズ側で、像が結ばれます。撮像素子には、ボヤけた像が届きます。しかし、この像は、レンズの覆いのために、上下2つに分かれてしまいます。このため、像は円形になりません。
<図3>
20140301z3.jpg

 次に、ピント位置よりも、近くにある被写体です。この場合は、下図4のように、撮像素子よりもレンズと反対側で、像が結ばれます。撮像素子の像は、やはりボヤけます。
<図4>
20140301z4.jpg

 なお、図3と図4では、ボケの欠けかたが上下反転します。覆いの形状が円形だと、違いはありません。


 このような理屈が分かっていると、レンズ表面を覆って、ボケの違いを楽しむ遊びができます。

 たとえば、下のように、ハート型にくり抜いた覆いを付けると…
PC260657.jpg

 「ハート型の点ボケ」になります!!
MC260703.jpg
OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F1.8、SS1/100、ISO2500

 なぜハート型なのかというと、娘(3歳0か月)が喜びそうだったからです。


★まとめ
 デジタル一眼レフ用のレンズでは、レンズ内部へのゴミの混入が、よく起こるようです。

 レンズを紙で覆って、レンズ内のゴミが写りに与える影響を検討しました。

 実験の結果、像の明るさと、ボケの形状に、違いを確認できました。

 しかし実際には、よほど大きなゴミでなければ、写りに違いは現れない、と考えられます。



応援をお願いします:
写真日記

関連記事
スポンサーサイト
omocha201612.jpg
↑↑↑画像クリックで、我が家のおもちゃを紹介します!↑↑↑









管理者にだけ表示を許可する


ありがとうございます!!!!!
すごい!!
久しぶりに目からウロコが落ちたブログを見つけちゃいました。
本当にありがとうございます。
お料理おいしそうー。

よいお年をお迎えくださいませ。
みゅこ | URL | 2015/12/26/Sat 15:03 [編集]
> みゅこ さん
 コメントありがとうございます!
 お楽しみ頂けたようで、嬉しいです。レンズのホコリと同様、目にウロコが入っていても、見え方は大して変わらないのかもしれません。
 ありがとうございます。
マツジョン | URL | 2015/12/30/Wed 17:23 [編集]



トラックバック
TB*URL







Copyright © 今日のおじさん、なに食べました? (仮). all rights reserved.