レンズの絞りについて

レンズを絞ると絞りの中の円は小さくなるのに、なぜフィルムや画像素子上では
影ができないのでしょうか？
絞り羽の円の形は小さくなるのに画像上はどの絞りでも全体が写るのは不思議です。
絞りの大きさによってくり抜かれた円形の画像が出てきそうなのに。。。？
絞りを絞ると円が小さくなるから円の大きさに応じた影ができてしまいそうなのに、
できない理屈がわかりません。
お分かりの方、わかりやすくお教え下さい。よろしくお願いいたします。

No.7 回答者： petit-kujira 回答日時： 2014/10/20 18:02

とても面白い質問です。

このような疑問を持つことは非常に大切だと思います。
私の答えは単純です。レンズが小さくなっただけのことです。つまり、絞りで隠された部分のレンズは無いに等しいということです。レンズが小さくなれば、光量が減るのは当然です。それが絞り効果です。

No.6 回答者： hokyu 回答日時： 2014/09/28 06:01

質問者様のプロフィールがデタラメで無いならば私と質問者様は概ね同年代であり、基本的に同じ内容の義務教育を受けてきた筈です。

そこで質問者様には数十年前の記憶を掘り起こしていただきたく思うのですが、確か小学校理科で「光の基本的な性質～反射・屈折・分散～」について習いませんでしたでしょうか？勿論小学校レベルですから基本概念のみで数式などは扱いません。今回の件の理解にはそれで充分足りますので。

さて、こういった件を正確に理解するためには数式必須ではあると思うのですがあいにく私は理系であっても理数系では無い人間なのでｗ
質問者様はどうですか？カメラマニアは概して理論派が多いイメージですが、当カテゴリが「芸術・アート」であることから鑑みて質問者様は感性派なんじゃないかと勝手に思っているのですがｗ
質問者様が感性派である場合はこういった疑問を感じたらとりま画を描いてみることをお勧めします。ソレが正解の画かどうかはともかく「まず描いてみる」ことです。

＞すべての光がレンズ上に来るのにどうして光が混ざり合わないのか
＞不思議です。
＞仮に、青色の電球と赤色の電球が対になって置いてあるものを映した場合
＞紫の色ができそうなのですが・・・・・

コレをイメージ図にしますと、画角内の異なる点Aと点Bから発した光が撮像素子上の同一の１点に収束することになってしまいますが…？（「混ざる」とはそういうこと）
その法則が成り立つ世界ですと何を撮っても「真っ暗な長方形の中心にポツンと光点がある」という現代アート的なモノしか撮影出来ないことになってしまいますが、我々が撮りたいのはそんな謎アートでは無い筈です（笑）
ここで重要な基礎概念は冒頭に記載の「小学校理科で習った光の基本的な性質」のうち「屈折」に関する項目です。即ち「入射角が異なれば屈折の具合が異なる」ってところを質問者様は忘れてしまってます。
「画角内の異なる点Aと点Bから発した光」ですから、これは当然レンズへの入射角がそれぞれ別であり、必然的に焦点を結ぶ位置が異なります。
「画角内の点A」からの光が焦点を結んだ「撮像素子上の点A'」、「画角内の点B」からの光が焦点を結んだ「撮像素子上の点B'」はそれぞれが１対１の関係であり、同様に「画角内の点Xに対する撮像素子上の点X」が無数に存在する訳ですよ。
ここまで理解出来ればレンズが光を集めて画像を作る仕組みが分かるんじゃないですかね？「点描」の概念で捉えれば理解も容易いかと思われ。



*******以下おまけ（編集可能。但し管理者が内容を理解出来ない場合は中途半端な編集はやめれｗまるっと削除すればいいじゃない人間だものｗｗ）****************

No.5さんの回答内容が簡略化され過ぎているためか、私ごときの脳ミソではちょっと理解できませんｗ
もう少し説明を盛った方が未来の閲覧者に有益かと存じますがいかがでしょうか？

＞それと、絞りの形状でボケ方が変わるのもなんかヒントの気がして

絞りが撮像素子上に影を落としているからｗ
絞り羽の影が撮像素子に到達すればこそ、点光源のボケに絞り羽の形状が反映されるのです。
絞りの変更によって明るさを変えたり被写界深度を変えたり出来るのもすべて「絞りの影が撮像素子まで届いている」からだと私は思ってるのですが…。

まぁ、視点を変えれば異なる見方もあるのかもしれませんねｗ

No.5 回答者： miura8miiura 回答日時： 2014/09/27 17:20

実際の焦点面はフィルム（センサー）位置なのですが、原理ということで簡単に説明しています。

絞りの機構の位置が、フィルム面に影を落とさない位置に設置してあるから
が、答えになります＾＾

No.4 回答者： hokyu 回答日時： 2014/09/27 04:42

光学的にマニアックな知識以前の日常的で当たり前な前提条件をごく簡単に説明致します。

「画角内に存在する対象のどの点から発せられた光も一旦レンズ前面の全ての箇所を通過して屈折・収束される」

ってだけですよｗ

例えば画角の隅っこに豆電球的な何かがあったとしても、そこから発した光は「レンズ前面の全ての箇所を通過して」いますので、レンズ外周付近を絞りで覆ったところで中央付近はガラ空きですから問題なく撮像素子まで届く訳ですよ。無論、絞りでカットされた分は減光してますけどね。

…もしかして質問者様の脳内イメージだと、画角端っこにある光はレンズの端っこを通って来てることになってませんか？
そのように勘違いしてたら永遠に答えにはたどりつきません。

尚、今回記載した「光学系以前の前提条件」は、我々が日常的に目視で経験し続けている事象であり、それが当たり前過ぎるが故に大抵の人間はいちいちそうだと認識などしていないでしょう（笑）
光学系について多少なりとも思いを馳せた事のある人間ならばちゃんと認識してる筈ですが、ちゃんと認識してる人間にとっては敢えて説明するまでも無い当たり前の事象ですから、ついつい説明を省くことになっても不思議は無いことでしょう。
前回答者も、まさかそこから説明しなければならなかったとは露程も思わなかったに違いありません。

この回答への補足

すみません。疑問なんですが、
すべての光がレンズ上に来るのにどうして光が混ざり合わないのか
不思議です。
仮に、青色の電球と赤色の電球が対になって置いてあるものを映した場合
紫の色ができそうなのですが・・・・・

変な疑問をいだいてしまってすみません。

補足日時：2014/09/27 11:20

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

＞「画角内に存在する対象のどの点から発せられた光も一旦レンズ前面の全ての箇所を通過して屈折・収束される」
まだ、いまいちですが理解に近づいた気がします。
とりあえず、一眼レフカメラのレンズを外してファインダーをのぞいたらなんとなくわかってきたような。
それと、絞りの形状でボケ方が変わるのもなんかヒントの気がして

日常を形作ってる光の世界って人の目のシステムの上で成り立ってる形であって、見る目というか見る機能を
変えたらまた違った形状になるんですね。
ただ、光がそこにあって同じシステムを使って見るとそれは法則にのっとったものだからあるものでとか・・・
なんだかわけわからなくなってきましたｗ

光学の世界っておもしろいですね。
最近、写真好きから、カメラとか光学好きになってきました。

ただ、作品を作る上でそういうことも学んどけば面白いのかなと思います。

どうもありがとうございます。
お力をいただき、もう少し考えてみます。

お礼日時：2014/09/27 11:16

No.3 回答者： kuma-gorou 回答日時： 2014/09/26 11:15

最初は、ズブの素人さん（失礼）かと思いきや結構理解されておられる様子に付、もう少し突っ込んで・・・

レンズには、主点が二つあります。
前方主点・前側主点・第一主点などと呼ばれるものと、第二主点で、絞りは、この間に設けられます。
で、第二主点が、そのレンズの焦点距離であり、第二主点がレンズ最前面より前方にあるものが、望遠タイプorテレタイプと呼ばれるもの。
第二主点が、レンズ最後面より後方にあるものを、レトフォーカステレタイプと呼びます。

で、何を言いたいかと言うと、絞りは、レンズの光学的中心に近い位置に有ると言う事です。
先に、黒い紙に穴を開けた話をしましたが、この紙を目に近付ける程に影は薄くなります。
これが、目の中に入って瞳に置き換わったとお考え下さい。
瞳は、自動絞りです。この影は映りますか？

つまり、光学的中心付近に設けられた絞りは、通過する光（光束）は、コントロールするが影にはならないと言う事です。

この回答へのお礼

kuma-gorouさん
お返事ありがとうございます。
お礼が遅くなってしまいすみません。ちょっとずつですがわかってきました^^
昔のフィルムカメラをレンズを外してのぞいてみたりして
理解しようとしたり、色々考えてました。
レンズが光を集める仕組みはだんだんとわかってきたような気が...
光って不思議なものですね

お礼日時：2014/09/27 11:04

No.2 回答者： kuma-gorou 回答日時： 2014/09/25 16:28

もう少し正確に言うと、アウトフォーカスの部分では、影ではありませんが、絞りの形のボケになります。

その為、最低でも６枚以上の絞り羽を使います。
また、２段ほど絞ったところで、絞りの形が真円に近くなるものを円形絞りと呼びます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
確かに、昔のレンズだと円形絞りじゃないのが多いから、玉ぼけにならないですよね。
ただ、理解できるにはちょっとまだ難しいです。
ただ、光束という言葉と、ピンホールカメラってなんだかポイントの
ような気がします。
結構マニアックな質問でしたので、なかなか答え難いと思いますが、教えて下さって
感謝です。
なかなか簡単に説明できないですよね。
レンズのイメージサークルの影っていうのは一般的に言うとケラれるって
ことですよね？
そこら辺ぐらいまではなんとかわかるんですが、とにかくまず、光束を調べてみます。
ありがとうございます。

お礼日時：2014/09/25 22:36

No.1 回答者： kuma-gorou 回答日時： 2014/09/25 16:14

多分、貴方は、黒い紙に穴を開けて覗くと、あたかも竹の筒から外の景色を視るようなものだと考えたのでしょう？

さにあらず、簡単に言うと、レンズを通ってきた光束が焦点を結ぶ位置に、フィルムやイメージセンサーがあるから。
つまり、絞りは、レンズを通る光束の量をコントロールしているのです。

と言っても難しいかな？
じゃ、貴方は、ピンホールカメラって知ってる？　理屈は、それと同じとお考え下さい。

まぁ、レンズのイメージサークルと言うものはありますが、これと、貴方の言われる絞りの影とは、次元の異なる現象です。