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Special Contents : Excellence of Micro Four Thirds

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●一部の誤解から、APS-Cとマイクロフォーサーズのセンサーの大きさに大きな違いがあるように思われていますが、実際には左図のようにフルサイズとAPS-Cほどの差もありませんし、コンパクト用の普及型センサーと比べるとマイクロフォーサーズのセンサーは、かなり巨大なものでもあります。
APS-Cとの面積差であれば、センサーよりもレンズや画像エンジンなどの要素の方が、画質に影響を与える可能性が大きいのです。
●マイクロフォーサーズのセンサーの大きさは「人が持って歩ける高画質」という原則に従って作られたレンズの大きさ限度の判断から割り出されたものです。ある意味では、画質や生産性を損なわずに多種多様なレンズを作るための限界でもあります。
●また、静止画/動画のボーダレス化が当然となった現在では、動画特性(親和性)の面での優位性も大切となります。
長時間露光での熱問題やバッテリー消費問題は、センサーの大きさを如実に反映して多くなってしまうため、少しでも小さなセンサーでの高画質化が必要だからです。
これまで多くの映画・放送用のムービーカメラでは、これらの問題が解決できずに小さな2/3型センサーが長年にわたって使われていました。
しかし、動画用PLマウントレンズのイメージサークルにマッチしながら小型で低電力型のセンサーを搭載するマイクロフォーサーズが登場したことにより、映画・放送業界では大きな変化が起きました。いまや映画・放送業界の新しいスタンダードとしてマイクロフォーサーズ規格の機器が続々と発売され、デジタル時代の新しい規格として広く浸透し始めています。
これは映画・放送業界が発熱問題やバッテリー消費問題とデジタル時代での高画質性能を両立できる唯一の規格だと認めたことを示した事実の一端でもあります。

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●レンズを通った光は出力側レンズ(後端レンズ)からセンサーやフィルムといった結像面に円形に結像しますが、その時に正しく結像している円形の範囲をイメージサークルと言います。
多くの場合、センサーはイメージサークル外周の光量が落ちて結像も崩れる周辺部分にも対応した大きさになっていますが、実際に使っているのは、有効画素と表記されているイメージサークル内の大きさをセンサーサイズとしています。
●左図は、イメージサークルと有効センサーサイズの関係を模式化したものです。一般的にレンズ内の光とレンズから出た光には厳密な物理原則があるため、大きなイメージサークルを得ようとすれば必然的に大きな直径や長さのレンズとして設計する必要が出てきます。
また、光の無理な屈折を避けられるだけの適切なフランジバックも必要となります。マイクロフォーサーズは、これらの物理的な原則を前提に、いかに画質を確保したままレンズを小型化できるか?という限界から考えられた規格です。
●大きなセンサーで小さな高画質レンズということは物理原則として存在しません。フルサイズ機用のレンズも、高価なガラス素材を用いたり大きなサイズになっていないものの多くは、周辺光量不足や結像不足という問題をデジタル処理で消し込んでいるのが実情です。つまり、高画質を追求するならば、センサーの大きさに見合う物理原則に従ったレンズが必要だということです。
それを無視すれば、周辺像流れなどの結像不足は目立つレンズしか作れないのが現実だからです。

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●フィルムカメラでは、レンズから来た光が斜めに入射しても化学反応としてアバウトに感光させていたため、それほど問題にはなりませんでしたが、撮像センサーを使うデジタルカメラではセンサー素子にまっすぐに光を入射させないと光の量が減ったり、光軸がズレて結像に大きな影響を及ぼしてしまいます。
フォーサーズ/マイクロフォーサーズの規格は、その問題を解決するためにテレセントリック性(撮像センサーに真っすぐ入射する性質)を重視したレンズを規定し、撮像センサーに対して有効な(十分な光量とズレのない光軸)光をたっぷりと届けられるように設計されています。
下図は、光を斜めに出すフィルム時代の非テレセントリック型レンズと光を垂直に出すテレセントリック性を高めたレンズの模式図です。

テレセントリック型レンズ

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非テレセントリック型レンズ

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●非テレセントリック型レンズでは、結像の大きさに見合う有効な光は得られていませんが、テレセントリック型レンズは結像全体に有効な光が届いています。
これこそが、マイクロフォーサーズが小型な撮像センサーでありながらもシャープで分解能力に秀でた画像を生み出している秘密なのです。非テレセントリック型レンズでもレンズをより大きくして撮像センサー側に付けられた集光レンズに角度をつけるなどの処理をすればテレセントリック型レンズに近い入射角度の緩やかな光を得られますが、レンズやカメラの大きさは、かなりのものとなり、機動性でも価格面でも実用的とは言えなくなります。
マイクロフォーサーズはレンズと撮像センサーの両方から画質を設計しているからこそ、高画質さと携帯性を両立させられているのです。画質は撮像センサーの大きさだけでは決まらないというのは、こうした物理的な関係が大きく影響しているからです。

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フルサイズ一眼レフA社
APS-C ミラーレスB社
マイクロフォーサーズC社
※上記は当社比較実験結果によるものであり、使用状況などにより変動する可能性があります。

●レンズの性能を表す手段のひとつとしてMTF曲線というものがあります。これは1mm幅の中にある線をどれぐらい忠実に再現できるかということ(空間周波数特性)を調べるもので、被写体から放たれている低周波側と高周波側のコントラストを基に計測することで、レンズの解像力やヌケの良さなどを推し量るものです。
下図は、高性能な小型超望遠として評価の高いZUIKO DIGITALED 150 mm(35mm判換算300mm)のMTF図です。

このMTF図からは、分解している空間周波数(低周波側/高周波側ともに)が高く、ヌケの良さと解像力の両方を高次元でバランスしていることが分かります。低周波側と高周波側の能力に差が出るとコントラスト特性は良くても解像力がないなど、ヌケや解像感の悪いアンバランスな画質となるため、両方が高次元でバランスしていることが高画質レンズでは必須条件となります。
●高周波側が大きく影響するシャープさや解像感は、MTF特性だけではなく、複写撮影をすることで簡単に調べることができます。
左の写真は、性能を見極めるために実写(複写)撮影を元にした同条件(35mm判換算焦点距離、同一の被写界深度設定)でのマイクロフォーサーズとフルサイズとAPS-Cの解像力の比較テストです。
使用した被写体はA2サイズ(420mm×594mm)の地図で、撮影距離42cm、35mm判換算焦点距離24mmでF4の場合の被写界深度に統一。
●拡大された写真を見るとフルサイズ一眼レフとマイクロフォーサーズは、周辺部近くでの像流れもなく、ほぼ互角の解像力を示していますが、APS-Cミラーレスの周辺部は全体にボヤけたように結像が甘くなっています。このように、センサーサイズに対して適正なバランスを壊してまでの過ぎたマウントの小型化やフランジバックの短縮をすると周辺の画質を落とす可能性があります。
●この例はセンサーサイズに関わらず、高画質性にはレンズの性能が欠かせないことを示しています。どんなに大きく高性能なセンサーを持とうとも、過ぎた小型化でレンズの性能が落ちれば、高画質な写真は撮れません。センサーサイズに対してマウントのサイズとフランジバックのバランスの取れたフォーサーズやマイクロフォーサーズは高画質なレンズを提供できます。

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●フランジバックは、2でご説明したとおりセンサーサイズやレンズ設計など多くのことに関連する、高画質性にとっての大切な要素です。理論上では短いフランジバックやバックフォーカスほどレンズの前後を対称形にして広角レンズの高性能化を行いやすいなどのメリットはあります。 但し、センサーの対角長に対して極端に短いと歪曲や周辺部の像流れなどの影響が出やすくなってしまいます。
マイクロフォーサーズでは、これからの新開発レンズの設計・生産の自由度と性能を高められるようにセンサー対角長とフランジバックやバックフォーカスのバランスが決められています。
また、マイクロフォーサーズは、その短いフランジバックにより過去のクラシックレンズの装着も可能で、より多くのレンズをユーザーが安心して楽しめるマウントシステムになっています。
※クラシックレンズの使用に関しては、機能的に制限がある場合がありますので、詳しくは各メーカーにお問い合わせください。

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●いくらフランジバックの短縮が広角側に有利な設計がしやすいとは言っても、実際には短いフランジバックで得た自由度をうまく使うためには、高度な設計や高価なガラス素材を駆使しない限りは実現できないのが現実です。そうなると市販できる価格にも、生産できる本数にも限りが出てくるということになります。
●下の写真は、マイクロフォーサーズ(左)とAPS-C(右)の広角単焦点レンズとの比較です。
焦点距離が多少異なるため、画面全体の歪み感は違っていますが、上の橋の写真の周辺部近くを拡大してみると解像の差が明確になります。右のAPS-Cは顕著な周辺光量落ちと像流れ現象が見られますが、左のマイクロフォーサーズは中央部と遜色なく解像しています。
また、下のTV画面の入った写真では歪みが補正しきれず、弓なりに歪んだ状態も確認できます。
このように無理なフランジバックの設定は、レンズの設計や生産を困難にして画質を劣化させやすくするだけではなく、センサーの持つ能力をうまく引き出せないという結果も招きます。

マイクロフォーサーズ12mm 35mm判換算 24mm
APS-C ミラーレス 16mm 35mm判換算 24mm
※上記は当社比較実験結果によるものであり、使用状況などにより変動する可能性があります。

マイクロフォーサーズ12mm 35mm判換算 24mm
APS-C ミラーレス16mm 35mm判換算 24mm
※上記は当社比較実験結果によるものであり、使用状況などにより変動する可能性があります。

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●APS-Cとマイクロフォーサーズのセンサーの大きさについて1でご説明したとおり、両者にはそれほどの差はなく、面積比で約1.6倍ほどです。この差はセンサーが受ける面積比での光量として見れば、露出値として1段分にも満たないものです。同様に背景のボケ量も1段分にも満たないものと言えます。
どちらの規格もフルサイズのように被写界深度が浅すぎてピント合わせがシビアだということもありませんので、AF速度の面でも有利で、失敗の少ない撮影ができる使いやすい規格でしょう。
●下の写真は、実際に同じシーンをAPS-Cとマイクロフォーサーズで撮影したものです。レンズ特性や画像エンジンの差で色味は異なっていますが、被写界深度は約1段の差でほぼ一致します。
●背景ボケの大きな写真を撮ろうと思えば絞りを開ければ良いだけですし、普段は逆に1段分多い被写界深度の深さを利用してピンボケのない写真が撮りやすいということでもあります。

▲ APS-C ミラーレス:35mm判換算 72mm F5.6
▲ マイクロフォーサーズ:35mm判換算 72mm F5.6
▲ マイクロフォーサーズ:35mm判換算 90mm F1.8
※上記は当社比較実験結果によるものであり、使用状況などにより変動する可能性があります。

▲左:35mm判換算 42mm F8
▲右:35mm判換算 42mm F4.5
▲左:35mm判換算 40mm F5.6
▲右:35mm判換算 58mm F5.6
※上記は当社比較実験結果によるものであり、使用状況などにより変動する可能性があります。

●しかし、実際にボケ量を適切に増やす方法としてはズームリングを望遠側に回したり、レンズを望遠にする方が効果的なのはフルサイズであろうとマイクロフォーサーズであろうと同じです。
左の写真の花は約3倍の焦点距離を持つ標準ズームレンズ(14-42mm)で被写体の大きさを合わせて撮り比べたものです。
背景をぼかすには絞りを開けば良いのですが(左上の比較)、印象的なボケを狙うのならば長距離焦点化も効果的です。同じF値で撮っても18mmほどの焦点距離でこれだけ背景ボケのイメージが違ってきます(左下の比較)。
マイクロフォーサーズには、小型で高性能な望遠系ズームが数多く用意されていますし、美しいボケ味を作り出す円形絞り機構を採用したレンズも豊富です。
絞りのことばかりに気をとられずに、焦点距離の効果を積極的に利用したり、撮影位置を変えてみるのはプロのカメラマンも実践している傑作への第一歩でもあります。

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●フォーサーズ/マイクロフォーサーズの大きな功績は、ボディの小型化や薄型化だけではなく、高画質レンズの確実な小型化を実現したことにあります。特に望遠レンズについて優れた一眼画質の性能をほぼ半分の容積で実現して見せたフォーサーズ。さらに、広角から標準域においても、より使いやすく小型化と軽量化をはかり、動画への最適化も実現したマイクロフォーサーズ。どちらも「人が持って歩ける高画質」という規格の不変の理念から作られました。
●ミラーレス化によって顕著になった「より小型に、より簡便に高画質を楽しみたい」という需要は、技術進化がもたらす様々な恩恵や増える動画需要を反映して、新しい技術でより小型のセンサーを搭載したものも市場では発表され始めています。
このことは「センサーの大きさだけが画質を決めるのではない」というフォーサーズ/マイクロフォーサーズの主張が正しかったことを示す一面でもあります。
●しかし、センサーやレンズの製造に関わる画期的な発明や発見がない限り、電子や光学の物理原則に変わりがないのも事実です。
マイクロフォーサーズは、35mmカメラの原点となったオスカー・バルナックの思想を元に「鑑賞に値するための画質」と「持ち運びに苦労しない携帯性」の2つを高い次元で満足させるために策定されています。その意味では、現在の科学的な背景が変わらない限りは、最善のシステムだと私たちは考えています。

●せっかく交換レンズを楽しめる一眼を買ったのに「レンズが重い/大きいから持ち歩きたくない」ということになっては、意味がありません。マイクロフォーサーズなら、一眼の高画質性能を最小限の大きさで実現することを大前提として開発された規格ですので、例えば使用率の高い広角ズーム域(18mm〜35mm域)と標準ズーム域(28 mm〜85mm域)、望遠ズーム域(150mm〜600mm域)の3種を持って行こうとしても約850gの重量でしかありません。しかもフルサイズの7.2%、 APS-Cの42%という体積であり、ボディと一緒に小型のバックに納めての山道歩きも苦痛になりません。

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●レンズまでの確実な小型化により、システムとしての画期的な高画質性と小型化を実現しているマイクロフォーサーズは、豊富な専用レンズ群と、専用アダプターを介してもAFが使える最上級の高画質性を誇るフォーサーズレンズ群が思う存分に使えます。
●また、多くのクラシックレンズやアクセサリー群が用意されているのも大きな魅力です。
※クラシックレンズやアクセサリーの使用に関しては、機能的に制限がある場合がありますので、詳しくは各メーカーにお問い合わせください。

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