写真用フィルター

透明フィルターは、ウィンドウガラスフィルターや光学フラットとも呼ばれ、透明で、（理想的には）入射光をフィルタリングしません。透明フィルターの唯一の用途は、レンズの前面を保護することです。

透明なガラスは紫外線をある程度吸収します。

UVフィルターは、目に見えない紫外線を遮断するために使用されます。ほとんどの写真センサーやフィルムは、紫外線に少なからず敏感です。紫外線は通常、青色光として記録されるため、人間には感知できない紫外線への感度によって、大気中のもやの青みがかった色合いが不自然に強調されたり、紫外線が豊富な空に照らされた日陰の被写体が不自然に青みがかって写ったりすることがあります。

通常、カメラレンズのガラスやプラスチックは、短波長の紫外線に対してはほぼ不透明ですが、長波長（可視光に近い）の紫外線に対しては透明です。UVフィルターは、可視スペクトルのすべてまたはほぼすべてを通過させますが、紫外線はほぼすべて遮断します。（ほとんどのスペクトル操作フィルターは、通過させる放射線にちなんで名付けられています。グリーンフィルターと赤外線フィルターは、その名前の色を通過させますが、UVフィルターは紫外線を遮断します。）ほぼすべての撮影でレンズに付けたままにしておくことができます。UVフィルターは、クリアフィルターと同じように、主にレンズ保護のために使用されることがよくあります。Haze-2AやUV17などの強力なUVフィルターは、スペクトルの紫色の部分の可視光の一部をカットし、淡い黄色をしています。これらの強力なフィルターは、霞の除去に効果的で、^{[ 7 ] [ 8 ]}デジタルカメラの紫色のフリンジを軽減し、^{[ 9 ]}淡い青空を微妙に暗くして、空と雲のコントラストを向上させます。強力なUVフィルターは、日陰で昼光タイプのフィルムを使用して撮影したカラー写真を暖色にするためにも使用されることがあります。これらは元々、航空監視写真のコントラストを高めるために開発されたもので、高地における強い紫外線の影響を軽減するために登山写真家によって採用された。

過酷な環境など、特定の状況では保護フィルターが必要となる場合がある一方で、この方法には欠点もある。保護フィルターの使用を支持する論拠としては、以下のようなものがある。

• レンズを落とした場合、前面のレンズエレメントではなく、フィルターに傷がついたり破損したりする可能性が高い。
• フィルターはレンズ表面やコーティングを傷つけることなく頻繁に洗浄できます。洗浄によって傷がついたフィルターは、レンズを交換するよりもはるかに安価です。
• 砂嵐が発生した場合、フィルターはレンズ前面を摩耗や傷から保護します。
• キヤノンのLシリーズレンズの一部など、一部のレンズは防塵防滴性能を完全に発揮するためにフィルターの使用が必要となる。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

それらの使用に反対する議論には以下が含まれる：^{[ 13 ]}

• 別の要素を追加すると、その表面が完全に平坦かつ平行でない場合、画質が低下する可能性があります。信頼できるメーカーのフィルターであれば問題が発生する可能性は非常に低いですが、一部の「格安」製品は光学性能が劣る場合があります。
• 空気とガラスの界面での2つの追加反射は、必然的にある程度の光損失をもたらします。表面にコーティングが施されていない場合、各界面で少なくとも4パーセントの光損失が発生します。また、レンズフレアの問題が発生する可能性も高まります。^{[ 14 ]}
• 低品質のフィルターはオートフォーカスに問題を引き起こす可能性があります。
• フィルターによってはレンズフードとの併用ができない場合があります。すべてのフィルターにねじ込み式フードに必要なネジ山が付いているわけではなく、クリップ式フードを取り付けられるとは限りません。また、1枚または複数枚のフィルターの上にレンズフードを取り付けると、フードとレンズの間に隙間ができてしまい、周辺光量落ち（ケラレ）が発生する場合があります。

紫外線フィルターによるスペクトルUV遮断には大きなばらつきがある。^{[ 15 ]}

紫外線フィルターは、短い紫外線波長を減衰させ、可視光線波長を透過させるように設計されているため、一般的な写真撮影に適していますが、赤外線写真用のフィルターは、可視光線スペクトルの一部を遮断し、赤外線スペクトルのより長い波長の光を透過させるように設計されているため、濃い赤色から黒色に見えることがあります。

歴史的に、Wratten 番号は赤外線写真で使用されるフィルターのスペクトル吸収特性を記述するために使用されてきました。^{[ 3 ] : 28–29 [ 18 ] : 64–65}一般的なタイプには、Wratten #87、88、および 89 シリーズのフィルターが含まれます。Wratten 番号は順番に割り当てられているため、一貫した論理はありません (たとえば、#89B フィルターは、フィルターが約 720  nm で 50% の透過率を達成する遷移波長を持ち、#87 は遷移波長が約 795  nm です。白黒赤外線フィルムは青色の波長に対してかなりの感度を保持しているため、^{[ 19 ]}コントラストを下げるために赤色およびオレンジ色のフィルターが使用されることがあります。

他のメーカーは、フィルター名に遷移波長を組み込んでいる場合がある。例えば、Hoya R72（720  nm）とRM90（900  nm）は赤外線写真用で、それぞれWratten No. 89Bと87Bに相当する。^{[ 20 ]： 62}カラー赤外線フィルムで使用する場合、一部のメーカーは、青色と緑色の可視波長を制限し、赤色スペクトルの大部分を透過させ、遷移波長が約550  nmのフィルターを推奨している。^{[ 3 ]： 28-29}

偏光フィルターの効果

それなし

と

水面からの反射を軽減するために使用される偏光フィルター

偏光フィルターは、カラー写真とモノクロ写真の両方に使用され、無色透明で色バランスに影響を与えませんが、特定の偏光方向の光を遮断します。これにより、非金属表面からの斜め反射が軽減され、カラー写真では空を暗くすることができ（モノクロ写真ではカラーフィルターの方が効果的です）、不要な反射を除去することで画像の彩度を高めることができます。

直線偏光フィルターは効果的ですが、デジタル一眼レフカメラのようにミラーやビームスプリッターが光路にある場合、測光やオートフォーカス機構に干渉する可能性があります。円偏光フィルターも効果的で、測光やオートフォーカスには影響しません。^{[ 21 ]}

ニュートラルデンシティフィルター（NDフィルター）は、均一な濃度を持つフィルターで、あらゆる色の光を均等に減衰させます。写真のトーンバランスを変えることなく、通常の光条件下で適切な露出を得るために必要な時間よりも長い露光時間（ブレを生み出すため）や、より大きな絞り値（選択的フォーカスのため）を可能にするために使用されます。

グラデーションNDフィルターは、異なる箇所で減衰率が異なるNDフィルターで、通常は片側が透明で、もう片側に向かって濃度が高くなるようにグラデーションがかかっています。例えば、一部が深い影で一部が明るく照らされているシーンを撮影する場合に使用できます。そうしないと、影の部分にディテールが全く残らなかったり、ハイライト部分が白飛びしてしまうからです。^{[ 22 ]： 50-51}

適切な色変換フィルターは、フィルムストックの定格色温度（通常、プロ用白熱光源の場合は 3200～3400 K [ b ]、昼光の場合は 5500～5700 K [ 24 ]）にバランスの取れていない照明によって引き起こされる色かぶりを補正するために使用されます^。色変換フィルター^は、可視光の波長範囲を減衰させて、知覚される色温度を変化させます。^{[ 25 ] : 7 [ 20 ] : 61～62}デジタル写真の普及により、これらのフィルターの必要性は大幅に減少しました。これは、画像が撮影されたときにカメラの設定で、または後でソフトウェア操作によって色のバランスを補正できるためです。

これらの色変換フィルターは、メーカーごとに異なる非標準化された番号で識別されます。多くのフィルターメーカーは、Wratten 番号を使用するか、それを参照します。^{[ 20 ]} Wratten 番号は、アプリケーションが作成されたときに順番に割り当てられました (青色冷却フィルターの場合は 80 xと 82 x、琥珀色暖色フィルターの場合は 81 xと 85 x )。そのため、番号とその効果を結びつける体系的な論理はありません。たとえば、80A フィルターは最も強い「冷却」効果があり、次に 80B が続き、どちらも 82C より強く、82C は 82B より強いです。80/85 シリーズは「色変換」フィルターと見なされ、対応する 82/81 シリーズは「光バランス調整フィルター」であり、一般的に 80/85 シリーズよりも効果が弱いです。^{[ 23 ]： 35-36}通常、昼光用フィルムで使用される80Aブルーフィルターは、白熱灯のフォトフラッドライトによるオレンジ/赤みがかった色合いを補正し、低温の家庭用白熱灯による強い色合いを大幅に改善する一方、85Bアンバーフィルターは、タングステンフィルムに昼光で撮影した写真の青みがかった色合いを補正する。^{[ 18 ]： 4}

混乱を避け、写真家が適切なフィルターを選択できるようにするために、B+W ^{[ 3 ] : 18–21}、Rodenstock ^{[ 25 ] : 7}、Hoya ^{[ 26 ] : 58–59}などの一部のメーカーは、カラー変換フィルターの効果を定量化するmiredシフトをフィルター名に含めたり、使用したりしています。特定の色温度に関連付けられた mired 値は、ケルビン単位の色温度の逆数に を乗じることで計算されます。$10^6$: ^{[ 23 ] : 43}

${\displaystyle M={\frac {{10}^{6}}{T}}}$

シフトとは、フィルムと光源のミレッド値の差のことである。^{[ 27 ]： 6-7}最小の知覚可能な色温度変化が10ミレッドのシフトによるものであるため、10ミレッド＝1デカミレッドとなるデカミレッドが用いられることもある。^{[ 23 ]： 39}

$\displaystyle \Delta M=M_{film}-M_{light}={\frac {{10}^{6}}{T_{film}}}-{\frac {{10}^{6}}{T_{light}}}}$

この式から、フィルムの色温度が光源よりも高い場合は、負のミレッドシフトが必要となり、「冷却」フィルターが用いられます。これらのフィルターは目に見える青色を呈し、色の彩度が高いほど冷却効果が強くなります。同様に、フィルムの色温度が光源よりも低い場合は、正のミレッドシフトが必要となり、琥珀色の「暖色」フィルターが用いられます。

色変換フィルターを重ねると、加算的なミレッドシフトが発生します。たとえば、Wratten 80A (-130 mired) と Wratten 82C (-60 mired) を重ねると、合計で -190 mired のシフトが発生します。^{[ 26 ] : 58–59 [ 27 ] : 7}一般的な色変換フィルターのセットは、±15、±30、±60、±120 mired などの幾何級数を持ち、^{[ 23 ] : 41}これはおおよそ Wratten フィルターのパターンに対応しており、重ねることで中間値を取得できます。

色変換および光バランス調整（LB）フィルターは、色補正フィルター（CCフィルター）とは区別する必要がある。色補正フィルターは、着色面からの反射、蛍光灯（スペクトルが不均衡）、水中撮影、シュワルツシルト効果（相反則不成立とも呼ばれる）など、さまざまな原因で生じる特定の色かぶりを除去する。^{[ 23 ]： 43}

一般的に、CCフィルターは、加法混色（赤、緑、青）と減法混色（シアン、マゼンタ、イエロー）の両方の原色において、5～50%の濃度で供給されます。グラフィック効果のため、または重要な作業におけるフィルムバッチ間のカラーバランスの差を補正するために使用されます。^{[ 23 ]： 43～44}蛍光フィルターは一般的にマゼンタ色相を持ち、過剰な緑色光を選択的に吸収し、FL-Dのように昼光バランスフィルムで使用する場合はFLという文字を含む名称が付けられます。^{[ 25 ]： 6}

減法混色フィルターは、特定の色の光を吸収し、残りの色だけを透過させることで機能します。画像を構成する三原色を視覚的に表現するために使用できます。印刷業界では色分解に最もよく用いられていましたが、デジタル技術の進歩と普及に伴い、その使用頻度は減少しています。

「色彩強調」または「紅葉」フィルターとして販売されているジジミウムフィルターも同様に機能します。スペクトルの黄色部分（ 589  nm）の狭い（または広い）帯域の色を除去します。^{[ c ]}天体観測用フィルターの中には、同様に高濃度のジジミウムを使用するものもあります。ジジミウムを使用しない天体観測用フィルターでさえ、通常は何らかの狭帯域通過カラーフィルターです。

カラーフィルターは、白黒写真において、シーン内のさまざまな色の効果を変化させ、白黒で記録されるさまざまな色のコントラストを変えるために一般的に使用されます。一般的な経験則として、カラーフィルターは、その色を選択的に明るくし、他の色、特に補色を暗くします。これは、フィルターがその色を透過させ、他の色を減衰させるためです。^{[ 23 ]： 20}

例えば、黄色のフィルター、あるいはより劇的なオレンジ色や赤色のフィルターは、露出補正後、青空を暗くしながら雲を明るく残すことで、雲と空のコントラストを高めます。濃い緑色のフィルターも空を暗くし、さらに緑の葉を明るくすることで、空とのコントラストを際立たせます。淡い黄緑色のフィルターは、肌の色を明るい灰色から暗い灰色に表現し、濃い赤や青をほぼ黒に暗くするため、パンクロマチックフィルムの標準的なポートレートフィルターとして使用されていました。

スカイブルーのフィルター（シアン）は、古いオルソクロマチックフィルムの効果を模倣します。あるいは、 「トゥルーブルー」フィルターを使用すれば、青色光のみに感度を持つさらに古いフィルムの効果も再現できます。これにより、青色は明るく、赤色と緑色は暗く表現され、青空は曇り空と同じように表示され、空と雲のコントラストがなくなり、金髪は暗くなり、青い目はほぼ白くなり、赤い唇はほぼ黒くなります。

拡散フィルターは、コントラストを低下させるという逆の効果を持ち、さらにピントを「ぼかす」ことで、小さな傷や汚れを目立たなくします。

クロススクリーンフィルター（スターフィルターとも呼ばれる）は、明るい物体から放射状に線が伸びる星形パターンを生成します。この星形パターンは、フィルターに埋め込まれた非常に細かい回折格子、またはフィルター内のプリズムによって生成されます。星の数と各星の点の数は、フィルターの構造によって異なります。^{[ 22 ] : 60-61 [ 28 ] : 31-33}回折格子のパターンは、結果として得られるハイライトの形状にも影響を与える可能性があります。^{[ 28 ] : 25-26}

画面を横断する写真フィルター

クロススクリーンフィルターで撮影した写真

別の星型フィルター

拡散フィルター（ソフトニングフィルターとも呼ばれる）は被写体を柔らかくし、夢のような霞みを生み出します（光子拡散を参照）。^{[ 28 ]： 30-31}これはポートレート撮影で最もよく使用され、専用のソフトフォーカスレンズと同様の効果が得られます。また、コントラストを下げる効果もあり、フィルターはその目的のためにも設計、ラベル付け、販売、使用されています。この効果を実現する方法は数多くあり、そのためメーカーによってフィルターの特性は大きく異なります。主なアプローチは、フィルター内に何らかのグリッドやネットを使用するか、透明だが光学的にシャープではない素材を使用するかの2つです。^{[ 6 ]： 44-45}

どちらの効果もソフトウェアで実現可能であり、原理的には効果レベルを非常に精密に制御できますが、見た目は大きく異なる場合があります。シーンのコントラストが高すぎると、デジタルイメージセンサーやフィルムのダイナミックレンジを超えてしまう可能性があり、これは後処理では補正できないため、画像撮影時にコントラストを下げる必要がある場合があります。

クローズアップレンズは厳密にはフィルターではなく、フィルターのようにレンズに取り付けるアクセサリーレンズです。そのため、「クローズアップフィルター」という紛らわしい代替用語が使われることもあります。クローズアップレンズは、フィルターメーカーが自社製品ラインの一部として、同じホルダーや取り付けシステムを使用して販売していることがよくあります。クローズアップレンズは、クローズアップ撮影やマクロ撮影に使用される単レンズまたは二枚レンズの収束レンズで、読書用の眼鏡と同じように機能します。撮影レンズの前に収束レンズを挿入することで、レンズ全体の焦点距離が短くなります。

クローズアップレンズは通常、焦点距離（メートル）の逆数である光学パワーで表されます。複数のクローズアップレンズを組み合わせて使用​​することもできます。組み合わせたレンズの光学パワーは、構成レンズの光学パワーの合計です。例えば、+1、+2、+4ジオプトリーのレンズを組み合わせることで、+1から+7まで1刻みで範囲を調整できます。

スプリットディオプターは、通常のフィルターホルダーにクローズアップレンズの半円形部分だけを組み込んだものです。これを使うと、近距離の被写体と遠くの背景を、すべてにピントを合わせて撮影できます。スプリットディオプターではないレンズでは、被写界深度が浅くなりすぎてしまいます。^{[ 22 ]： 48-49}

多重像フィルター（多像フィルターまたは万華鏡フィルターとも呼ばれる）は、一般的に中心の被写体を周辺部に1回以上繰り返す多面レンズを使用する。画像は放射状または平行に繰り返される場合がある。^{[ 22 ]： 58-59 [ 28 ]： 26-27}

円形フィルターの最も一般的な標準フィルターサイズには、30.5  mm、35.5  mm、37  mm、39  mm、40.5  mm、43  mm、46  mm、49  mm、52  mm、55  mm、 58 mm  、62  mm、67 mm、72 mm、77  mm、82  mm、86  mm  、95 mm  、105 mm、112  mm、122  mm  、127  mm があります。フィルターの直径は、43 mm から 58  mm までは 3  mm ごとに、62 mm から 82  mm までは 5  mm ごとに着実に増加します。この範囲内の他のフィルターサイズは、フィルターサイズが非標準であるか、カメラレンズでほとんど使用されていない可能性があるため、見つけるのが難しい場合があります。ミリメートルで指定されたフィルターの直径は、フィルターハウジングの雄ネジの直径を示します。ネジピッチは、リングサイズに応じて0.5  mm、0.75  mm、または 1.0  mm です。一部のサイズ（例：30.5mm  ）では、複数のピッチのものが存在します。ほとんどのフィルターは0.75mm ピッチのネジ山を使用していますが、一部のメーカーは1.0mm ピッチのネジ山を使用しています。ネジ山ピッチが異なるフィルターは、異なるピッチのネジ山を持つレンズとは互換性がありません。

特定のレンズのフィルター径は、通常、レンズ面に⌀記号で表示されています。例えば、レンズに「⌀55  mm」または「55⌀」と表示されている場合、55  mmのフィルターまたはレンズフードが装着可能であることを意味します。

角型フィルターでは、2インチ×2インチ、3インチ×3インチ、4インチ×4インチが歴史的に非常に一般的で、現在でも一部のメーカーで製造されています。100  mm×100  mmは4インチ×4インチに非常に近く、多くの同じホルダーを使用でき、現在（2006年）で最も人気のあるサイズの1つであり、映画業界では事実上の標準となっています。75  mm×75  mmは3インチ×3インチに非常に近く、今日ではあまり一般的ではありませんが、1990年代には非常に流行していました。

フランスのメーカーであるCokinは、Cokinシステムと呼ばれる3つのサイズの幅広いフィルターとホルダーを製造しています。「A」（アマチュア）サイズは 幅67mm、「P」（プロフェッショナル）サイズは 幅84mm、「X Pro」は 幅130mmです。他の多くのメーカーも、Cokinホルダーに適合するフィルターを製造しています。Cokinは、100mmフィルター用のフィルターホルダーも製造しており 、これを「Z」サイズと呼んでいます。Cokinのフィルターのほとんどは、CR-39などの光学樹脂で作られています。正方形/長方形のフィルターホルダーには、通常、回転させる必要があり、製造コストが高い偏光フィルターやグラデーションフィルターなど、いくつかの円形フィルターエレメントを取り付けることができます。

かつて（1980年代から1990年代半ばまで）、CokinはHoyaの「Hoyarex」システム（主に樹脂製の 75mm x 75mmフィルター）やAmbico製のシリーズと競合していたが、どちらも市場から撤退した。小型（84mm ）の「システム」シリーズは、Formatt Hitechによって（2012年現在）まだ製造されている。^{[ 31 ]}一般的に、あるシステムの正方形（場合によっては長方形）フィルターは、サイズが正しければ別のシステムのホルダーで使用できるが、それぞれ異なるフィルターホルダーシステムを製造しており、それらを一緒に使用することはできなかった。Lee、Tiffen、Formatt Hitech、Singh Rayも、100×100mmとCokin「P」サイズの正方形/長方形フィルターを製造している。   

ジェルフィルターは正方形のものが非常に一般的で、円形のものはめったに使用されません。これらはゼラチンまたはプラスチック製の薄くて柔軟なシートで、たるみを防ぐために硬いフレームに固定する必要があります。ジェルは写真用フィルターとしてだけでなく、照明用途、特に舞台照明用に幅広い色で製造されています。ジェルホルダーは、すべての正方形「システム」メーカーから入手できますが、多くのカメラメーカー、ジェルフィルターメーカー、高価なプロ用カメラアクセサリーメーカー（特に映画やテレビカメラ市場をターゲットとするメーカー）からも提供されています。

角型フィルターシステムには、フィルターホルダーに取り付けるためのレンズフードが用意されていることが多い。

特定の幅（67mm  、 84mm、 100mmなど）のグラデーションフィルターは、グラデーションの位置を写真内で上下に移動できるように、正方形ではなく長方形に作られることが多い。これにより、例えば夕焼けフィルターの赤い部分を地平線に配置することができる。これらは、前述の「システム」ホルダーと組み合わせて使用​​される。

ローライやハッセルブラッドをはじめとする一部のメーカーは、フィルター用のバヨネットマウントシステムを独自に開発している。各システムには複数のサイズがあり、ローライの場合はBay IからBay VIII、ハッセルブラッドの場合はBay 50からBay 104までとなっている。

1930年代以降、フィルターはシリーズマウントと呼ばれるサイズシステムでも製造されるようになりました。シリーズフィルターは、ネジ山のない円形のガラス片（または場合によっては他の素材）です。初期のシリーズフィルターにはガラスの周囲に縁がありませんでしたが、後期のより一般的なシリーズフィルターでは、ガラスが金属製の縁に取り付けられていました。シリーズのサイズ表記は通常、ローマ数字のIからIXで表されますが、シリーズ4.5やシリーズ5.5のように、ローマ数字で表されないサイズもいくつかあります。

シリーズフィルターのほとんどのサイズは現在では廃れており、1970年代後半までに生産が終了しています。しかし、シリーズ9（IX）は映画業界の標準となり、シリーズ9フィルターは特にプロの映画撮影向けに今日でも生産・販売されています。^{[ 34 ]}

シリーズフィルターをカメラレンズに取り付けるには、まず適切なアダプターをレンズに取り付けます。アダプターは、レンズにねじ込むか、レンズに押し込むか、レンズ鏡筒にクランプで固定します。次に、フィルターをアダプターにセットし、最後に、保持リングをアダプターにねじ込んでフィルターを固定します。場合によっては、レンズフードや2枚目のフィルターなどの追加のアクセサリーをアダプターに取り付けることができ、フード自体が保持リングの役割を果たすこともあります。^{[ 35 ]}シリーズフィルター用に設計されたレンズには、前面に適切なアダプターが内蔵されており、通常は保持リングのみが必要です。