ショートバックフォーカスとは？フランジバックとの違いとミラーレスのレンズ設計を解説
ショートバックフォーカスとは、交換レンズの後端にある最後のレンズ面から撮像面までの距離を短くできる光学設計を指します。ミラーレスカメラでは、一眼レフに存在した反射ミラーとミラーボックスが不要になったため、レンズ後部を撮像センサーへ近づけやすくなりました。この構造によって、特に広角レンズや大口径レンズでは光学設計の自由度を高めやすくなっています。
ここで混同しやすいのが「バックフォーカス」と「フランジバック」です。バックフォーカスはレンズ最後面から撮像面までの距離、フランジバックはカメラのマウント面から撮像面までの距離です。似た話題で同時に登場するため同じ意味として扱われることがありますが、基準となる位置が違います。短いフランジバックを採用したミラーレスシステムは、レンズ後部を撮像面へ近づける余地を作りやすく、その結果としてショートバックフォーカスを生かしたレンズを設計しやすくなります。
キヤノンでは、APS-C一眼レフ用のEF-Sレンズですでに「Short Back Focus」という考え方を採用していました。さらにEOS Rシステムでは、一眼レフ用EFマウントの44mmより大幅に短い20mmのフランジバックを持つRFマウントを採用しています。内径54mmの大口径と短いフランジバックを組み合わせることで、レンズの後玉を撮像面近くへ配置できる自由度が増し、従来とは異なる光学設計が可能になりました。
ショートバックフォーカスは「レンズが必ず小さくなる技術」でも「短いほど必ず高画質になる仕組み」でもありません。実際のレンズサイズや画質は、焦点距離、開放F値、イメージサークル、収差補正、AF機構、手振れ補正、防塵防滴、鏡筒強度など多くの条件で決まります。重要なのは、光学設計者が後群の位置や径を選べる範囲が広がり、目的に応じた設計をしやすくなることです。
バックフォーカスとフランジバックの違い
ショートバックフォーカスを理解するには、最初に二つの距離を分けて考える必要があります。カメラのマウント規格として固定されているフランジバックと、個々のレンズの光学設計によって変わるバックフォーカスは、密接に関係していても同じ数値ではありません。
バックフォーカスはレンズ最後面から撮像面までの距離
バックフォーカスは、交換レンズの後端側にある最後のレンズ面から、フィルム面または撮像センサー面までの距離です。レンズ内部には複数の光学素子があり、最後のレンズがマウント面より前方へある場合も、マウントよりカメラ内部側へ張り出している場合もあります。そのため、バックフォーカスはマウント面から測るフランジバックと一致するとは限りません。
一眼レフでは、撮影直前までレンズと撮像面の間に反射ミラーが存在します。ミラーが上下する空間を確保する必要があるため、後玉を極端に撮像面へ近づけることはできません。特に短い焦点距離の広角レンズでは、本来置きたい位置より前方へ光学系を配置しなければならず、それを補うために複雑な構成が必要になることがあります。
ミラーレスではこの反射ミラーがなくなり、レンズ後部をセンサー側へ大きく近づけられます。これがショートバックフォーカスを生かしやすい理由です。RFマウントとEFマウントの物理的な違いについては、RFマウントとEFマウントの違いでも詳しく整理しています。
フランジバックはマウント面から撮像面までの距離
フランジバックは、カメラとレンズが接触するマウント基準面から撮像面までの距離です。これはレンズごとに変わる寸法ではなく、同じマウント規格を使用するボディで一定に保たれます。レンズは、この規定された位置に撮像面があることを前提として無限遠から近距離までピントが合うように設計されています。
キヤノンEFマウントのフランジバックは44mm、RFマウントは20mmです。どちらもマウント内径は54mmですが、ミラーを必要とするEFと、ミラーのないRFでは撮像面までの距離が大きく異なります。EOS Rシリーズのボディが一眼レフより薄く作りやすいことにも、この差が関係しています。
フランジバックが短ければ、その距離すべてをバックフォーカスとして使わなければならないわけではありません。レンズ後端をどこまで後方へ伸ばすかは個々の光学設計で決まります。EOS RシリーズとRFマウントの構造については、EOS Rシリーズ完全ガイドでも確認できます。
ショートバックフォーカスとショートフランジバックは同義ではない
「ショートバックフォーカス」と「ショートフランジバック」は、ミラーレスの説明で一緒に使われるため混同されやすい言葉です。ショートフランジバックはマウント規格そのものの距離が短いことを表し、ショートバックフォーカスはレンズ最後面と撮像面の距離を短くした光学構成を表します。
短いフランジバックを採用すると、レンズ後群を撮像面へ近づけるための物理的な空間が生まれます。そのため両者は強く関係しますが、同じものではありません。短いフランジバックのカメラへ装着するレンズでも、望遠レンズなどでは後玉が撮像面から離れた位置に置かれることがあります。逆に一眼レフでも、APS-C機の小さなミラーを利用して一般的なEFレンズより後玉を撮像面へ近づけたEF-Sレンズが存在します。
EF-Sはこの違いを理解する代表例です。EF-Sボディのフランジバック自体はEF系の44mmを維持していますが、APS-C用の小型ミラーによってレンズ後端を通常のEFレンズより奥へ配置できます。EF-Sレンズで採用された考え方については、EF-Sレンズのショートバックフォーカス設計で詳しく解説しています。
ミラーレスでショートバックフォーカスが使いやすくなった理由
一眼レフからミラーレスへの移行では、ファインダー方式だけが変わったわけではありません。レンズと撮像面の間にあった大きな可動ミラーがなくなったことで、カメラ内部の空間条件そのものが変わりました。この変化が、交換レンズの光学設計にも大きな影響を与えています。
ミラーがなくなり後玉をセンサーへ近づけられる
一眼レフでは、レンズを通った光を光学ファインダーへ導くため、撮像面の前に反射ミラーを配置します。シャッターを切るとミラーが跳ね上がり、その後ろにある撮像面へ光が届きます。この機構ではミラーが動く空間を空けておかなければならず、レンズ後端がボディ内部へ大きく入り込む設計には限界があります。
ミラーレスでは撮像センサーから得た映像を電子ビューファインダーや背面モニターへ表示するため、反射ミラーが不要です。マウント面と撮像面の距離を短くでき、レンズ後端をセンサーへ近づけるための自由度が生まれます。これにより広角だけでなく、標準、大口径単焦点、ズームなどでも従来とは異なる後群配置を選択できます。
EOS Rシステムは、このミラーレス構造を前提にRFマウントを新設しています。一眼レフEOSからミラーレスへ移行したことで何が変化したのかは、EOS Rシステムとミラーレス化の進化でも詳しく整理しています。
広角レンズでレトロフォーカスの制約を緩和しやすい
一眼レフ用の広角レンズでは、焦点距離そのものより長いバックフォーカスを確保しなければならない場合があります。例えば20mm前後の広角レンズでも、一眼レフではミラーを避けるため撮像面から大きく離れた位置へ後玉を置く必要があります。そのため、前方に負の屈折力を持つレンズ群を置き、実際の焦点距離より長いバックフォーカスを確保するレトロフォーカス型の構成が広く使われてきました。
ミラーレスではミラーを避ける必要がなくなるため、広角レンズの後群を撮像面へ近づけやすくなります。レトロフォーカス的な構成そのものが完全に不要になるわけではありませんが、一眼レフほど強くバックフォーカスを伸ばす必要がなくなり、収差補正やレンズ配置に使える自由度が増えます。
一方、デジタルセンサーでは周辺部へ極端な角度で光が入ると、周辺光量や色かぶりなど別の問題が発生する可能性があります。このため単純に後玉を限界まで近づければよいわけではなく、センサーのマイクロレンズやレンズ側の光線設計まで含めて調整されます。広角レンズの画角や描写については、広角レンズの撮影テクニックでも詳しく紹介しています。
ショートバックフォーカスでも大型レンズは大型になる
ショートバックフォーカスの利点として小型化が挙げられることがありますが、すべてのレンズが小さくなるわけではありません。F1.2やF1.4の大口径単焦点、F2通しのズーム、高倍率ズーム、超望遠レンズなどでは、大きな光束を通したり、多数の収差を補正したりするために大径レンズや多くの光学素子が必要になります。
短いバックフォーカスの価値は、必ず小型化することではなく、設計者が小型化、高画質、大口径、ズーム比など複数の目標から優先順位を選びやすくなる点にあります。あるレンズでは小型化へ使い、別のレンズでは周辺画質へ使い、さらに別のレンズでは従来困難だった開放F値を実現するために使われます。
RF28-70mm F2 L USMはその象徴的な例で、ズーム全域F2という仕様を実現するため大きな光学系を採用しています。ショートバックフォーカスが「小型化だけの技術」ではないことは、RF28-70mm F2 L USMの実写と描写を見ると理解しやすくなります。
キヤノンで見るショートバックフォーカスの変化
キヤノンの交換レンズでは、ショートバックフォーカスという考え方はRFマウントから突然始まったものではありません。APS-C一眼レフ用のEF-Sレンズですでに採用され、その後ミラーレス専用のRFマウントでさらに大きな設計自由度を得る流れがあります。
EF-Sレンズは一眼レフの中でバックフォーカスを短くした
EF-SレンズはAPS-CサイズのEOS一眼レフ向けに設計されたレンズです。APS-Cはフルサイズよりセンサーが小さいため、必要なイメージサークルを小さくできます。さらにAPS-C一眼レフでは反射ミラーもフルサイズ機より小さくできるため、その空いた空間へレンズ後端を張り出させる設計が可能になりました。
このためEF-Sレンズでは、通常のEFレンズよりバックフォーカスを短くできます。特に広角ズームでは、APS-Cで必要な広い画角を確保しながらレンズを小型化するうえで有利です。一方、レンズ後部がフルサイズ一眼レフの大きなミラーと干渉する可能性があるため、EF-Sレンズは対応していないフルサイズEFボディへ装着できない機械構造になっています。
EF-Sの小型化にはショートバックフォーカスだけでなく、小さなイメージサークルも大きく関係します。センサーサイズと必要なレンズ像の関係については、小さなイメージサークルとはで詳しく整理しています。
RFマウントは54mmの内径と20mmのフランジバックを組み合わせた
RFマウントはEOS Rシリーズ用に設計されたミラーレスマウントです。内径はEFマウントと同じ54mmですが、フランジバックはEFの44mmから20mmへ短縮されています。ミラーを必要としない構造によって、同じ54mmという開口径を使いながら後玉を撮像面の近くへ配置しやすくなりました。
大きな後玉をセンサー近くへ配置できると、画面周辺へ向かう光線を無理に大きく曲げずに済む構成を選びやすくなります。これは周辺収差の補正や大口径化で有利に働く可能性があります。一方で、実際の設計はレンズごとに異なり、すべてのRFレンズが後玉を限界までセンサーへ近づけているわけではありません。
RFマウントの特徴はショートバックフォーカスだけではなく、電子接点を12点へ増やした高速通信も含まれます。光学設計と電子制御を一体で考えたEOS Rシステム全体の構成は、キヤノン大全から各RFレンズやEOS Rボディへたどれます。
EFレンズをRFボディで使えるのは24mmの差を埋められるから
EFマウントのフランジバックは44mm、RFマウントは20mmなので、その差は24mmあります。EFレンズをEOS Rシリーズで使う場合、マウントアダプター EF-EOS Rがこの24mmの空間を作り、EFレンズを一眼レフと同じ位置へ保持します。
標準タイプのアダプターには焦点距離を変更する光学系がないため、フルサイズEOS RへEF50mm F1.8を装着すれば50mm F1.8のままです。アダプターはレンズを正しい距離へ移動させ、電子接点を通してAFや絞りなどの情報を中継する役割を持ちます。
ショートフランジバックのミラーレスでは、長いフランジバックを前提とした旧レンズを正しい位置へ置くための空間を確保しやすいことが分かります。焦点距離や画角がアダプターでどうなるかは、マウントアダプターで画角は変わるのかで詳しく解説しています。
各社ミラーレスマウントのフランジバック
ミラーレス各社は、それぞれ異なるマウント径とフランジバックを採用しています。数値だけを比べて優劣を決めることはできませんが、一眼レフ時代より短いフランジバックを採用し、光学設計の自由度を広げるという方向は共通しています。
ニコンZマウントは16mmのショートフランジバック
ニコンZマウントの内径は55mm、フランジバックは16mmです。一眼レフ用Fマウントのフランジバックは46.5mmなので、Zマウントでは撮像面とマウント面の距離が大幅に短縮されています。
ニコンはZマウントで大口径とショートフランジバックの組み合わせを重視しており、大きな後玉をセンサーに近い位置へ置く光学設計や、非常に明るいレンズなどを開発できる余地を広げています。FマウントからZマウントへの移行でも、FTZ系アダプターでフランジバック差を補うことで多くのFマウントレンズを使用できます。
同じメーカーでも、一眼レフ用マウントからミラーレス専用マウントへ移ると物理寸法そのものが大きく変わります。ニコンの場合の歴史と互換性については、ニコンFマウントからZマウントまでの歴史で詳しく整理しています。
ソニーEマウントは18mmでAPS-Cとフルサイズを共用する
ソニーEマウントのフランジバックは18mmです。Eマウントは当初APS-CのNEXシリーズで採用され、その後フルサイズのα7シリーズにも同じ機械マウントが使われました。フルサイズ対応レンズはFEレンズと呼ばれますが、マウント自体はEマウントです。
短いフランジバックによって、一眼レフ用Aマウントレンズだけでなく、多くの旧マウントレンズをアダプター経由で使いやすい構造になっています。初期のミラーレス市場でオールドレンズとの組み合わせが広く利用された背景にも、18mmという短いフランジバックがあります。
一方、マウント径やフランジバックだけでレンズ性能は決まりません。ソニーは比較的小さなマウント内径の中でフルサイズまで展開し、多様な大口径レンズを実現しています。AマウントからEマウントへの構造変化については、ソニーのマウントの歴史で詳しく確認できます。
富士フイルムXマウントなども短いフランジバックを採用する
富士フイルムXマウントのフランジバックは17.7mmです。APS-C専用システムとしてレンズとボディを一体的に設計でき、必要なイメージサークルをAPS-Cへ絞りながら、後玉をセンサー近くへ配置できる自由度を持っています。
マイクロフォーサーズやLマウントなど、ほかのミラーレス規格でも20mm前後の短いフランジバックが採用されています。それぞれセンサーサイズ、マウント径、レンズラインアップが異なるため、単純に数値が短いシステムほど優れているとはいえません。
交換レンズシステムでは、フランジバックはあくまで設計条件の一つです。センサーサイズ、イメージサークル、マウント径、電子通信、レンズラインアップまで含めてシステムとして見る必要があります。Xマウント、マイクロフォーサーズ、Lマウントの違いは、マイクロフォーサーズ・Xマウント・Lマウント比較で詳しく紹介しています。
ショートフランジバックがレンズ互換性へ与える影響
短いフランジバックは純正レンズの設計だけでなく、他のマウントのレンズを利用する際にも大きな意味を持ちます。特に一眼レフ用レンズからミラーレスへ移行する場合、フランジバック差を物理的なアダプターで補えることが重要です。
長いフランジバックのレンズは短いマウントへ変換しやすい
EFレンズをRFボディへ装着できる理由は、レンズ側が44mm、ボディ側が20mmという関係にあります。24mmの差があるため、その空間へアダプターを入れればEFレンズを本来の位置に置くことができます。同じ考え方で、各社のミラーレスでは一眼レフ用レンズを利用できるマウントアダプターが数多く存在します。
マニュアルフォーカスの機械式レンズであれば、必要な距離を確保するだけの金属製アダプターで使える組み合わせもあります。電子制御レンズでは、物理的な距離に加えて絞り、AF、手振れ補正、Exif情報などの通信を変換する必要があります。
キヤノンEFレンズをEOS Rシリーズで利用するときの基本的な仕組みについては、EOS RでEFレンズを使う方法で詳しく解説しています。
短いフランジバックのレンズを長いマウントへ移すのは難しい
逆方向は簡単ではありません。例えばRFレンズは20mmのフランジバックを前提に設計されています。これを44mmのEF一眼レフへ装着しようとすると、レンズをEFマウント面より24mmもセンサー側へ沈めなければ本来の位置になりません。
しかし一眼レフ内部にはミラーやシャッター機構があり、その場所へRFレンズを物理的に入れることはできません。レンズを外側へ置いたままでは撮像面との距離が長くなりすぎ、一般的な撮影距離で正常にピントを合わせられなくなります。
補正レンズを使って光路を変更する方式なら理論上別の方法は考えられますが、画質、明るさ、AF、電子制御まで維持する必要があり、単純な筒状アダプターでは解決できません。RFレンズとEFレンズの互換性やアダプターの制約については、Canonマウントアダプターのデメリットでも詳しく整理しています。
装着できてもAFや絞りまで同じとは限らない
フランジバック差を埋められることと、すべての機能が正常に使えることは別の話です。機械式の古いレンズならピントと絞りを手動で操作できますが、電子制御レンズではボディとレンズの通信規格をアダプターが正しく中継しなければなりません。
キヤノン純正EF-EOS R系アダプターでは、対応するEF・EF-Sレンズの電子通信を中継できます。一方、古いサードパーティ製レンズや異なるメーカー間の電子アダプターでは、AF速度、連写、絞り制御、手振れ補正などに制限が生じる場合があります。
ショートフランジバックはアダプターを作るための物理的な余裕を与えますが、電子互換性まで自動的に生み出すわけではありません。AF駆動方式とアダプターを組み合わせたときの考え方については、STM・USM・VCMの違いでも詳しく紹介しています。
まとめ
ショートバックフォーカスとは、レンズ最後面から撮像面までの距離を短くした光学設計です。フランジバックはマウント面から撮像面までの距離なので、両者は関連していますが同じものではありません。ミラーレスでは一眼レフの反射ミラーがなくなったためフランジバックを短くでき、その空間を利用してレンズ後群を撮像面へ近づける設計を選びやすくなりました。
この構造は特に広角レンズで大きな意味を持ちます。一眼レフではミラーを避けるためにバックフォーカスを長く確保する必要がありましたが、ミラーレスではその制約が緩和されます。大きな後玉をセンサー近くへ配置したり、光線を無理に曲げない構成を選んだりできるため、収差補正、大口径化、小型化など複数の方向へ設計自由度を使えます。
キヤノンではAPS-C一眼レフ用EF-Sレンズでもショートバックフォーカスを採用していました。EF-Sではフランジバックそのものを変えず、小型ミラーを利用して通常のEFレンズより後玉を撮像面へ近づけています。RFマウントではさらに、内径54mmとフランジバック20mmを組み合わせ、ミラーレス専用システムとして大きな設計自由度を確保しました。
ニコンZマウントは16mm、ソニーEマウントは18mm、富士フイルムXマウントは17.7mmと、主要なミラーレスシステムはいずれも一眼レフより短いフランジバックを採用しています。数値が短いほど自動的に高画質になるわけではなく、マウント径、センサーサイズ、光学設計、電子制御などを組み合わせたシステム全体で性能が決まります。
短いフランジバックには、旧一眼レフ用レンズをアダプターで使いやすいという副次的な利点もあります。長いフランジバックを前提としたレンズは、差の分だけアダプターで距離を追加できます。逆に短いフランジバック用レンズを長いフランジバックの一眼レフへ装着することは物理的に難しくなります。ショートバックフォーカスとショートフランジバックを分けて理解すると、ミラーレス用レンズの光学設計だけでなく、マウントアダプターやレンズ互換性の仕組みまで理解しやすくなります。
