Ｆ値とは

学生のときにＦ値は焦点距離÷レンズの口径と習いました。
１０年間デジカメをさわっていてＦ値の計算がおかしいのでは
と常々おもっていました。

例えばfinepixA340は焦点距離38mm～114mm、Ｆ値は2.8～4.8です。
http://kakaku.com/spec/00500810615/

焦点距離÷レンズの口径でレンズの口径は変化しませんから
上記で焦点距離が３倍になればＦ値も３倍になるはずですが、意に反して4.8です。

最初は記載ミスくらいに考えていたのですがどのデジカメもこんな調子で
どうも私の思っているＦ値の式と違うようです。
ひょっとしてデジカメのＦ値の求め方って違うやり方で求めますか？

No.1 回答者： tokpy 回答日時： 2008/01/25 15:21

> デジカメのＦ値の求め方

レンズ口径と焦点距離が同じでも，レンズの材質やコーティングなどの要素で実際に撮像素子に届く光の量は変わります。また，複数のレンズを組み合わせていますので，単純に計算した式とは合わないようです。それで，実際の透過光量で表しているのでしょう。

例えば，手持ちのDMC-FZ10は12倍ズームですが，スペック上は「全領域F2.8のレンズを搭載している」となっています。

http://aska-sg.net/shikumi/018-20060111.html

この回答へのお礼

さっそくのレスどうもです。

実際の透過光量ですか？
リアル商品ではそんなことでＦ値を出していたんですか！！
なら全然分からないわけですね。

全域2.8は今確認してみました。本当ですね、驚き。

お礼日時：2008/01/25 15:37

No.2 ベストアンサー 回答者： okg00 回答日時： 2008/01/25 15:36

http://www.nikon.co.jp/main/jpn/feelnikon/discov …

3倍でも、長さが3倍という事は面積比(つまり光量)では3*3の9倍という事。

よって、4.8÷√3≒2.8
という事では?
※専門家の解説を待ちます

つーか、このF値クラスのカメラって多いですね。

この回答への補足

Ｆ値の２乗が焦点距離に比例することが判明しました。
どうも焦点距離÷レンズの口径っていうのは一番最初のときだけ成立するようです。

質問の場合はこれが一番近いようです。

補足日時：2008/01/28 13:39

この回答へのお礼

またまたレスどうもです。
これまた、説得力ある回答ですね・・・

Ｆ値っていうのは焦点距離の２乗に比例しているのですか。
あのＦ＝焦点距離÷レンズの口径っていうのは単なるデコレーションなのか・・・

前の方の全Ｆ値2.8っていうのもあるし、う～～ん、混乱してきました。

お礼日時：2008/01/25 15:48

No.3 回答者： kuma-gorou 回答日時： 2008/01/25 17:37

＞学生のときにＦ値は焦点距離÷レンズの口径と習いました。

正確には、「【レンズの有効口径÷焦点距離】の逆数」です。まぁ、結果は同じですけどね。

ところでレンズのタイプにレトロフォーカスタイプやテレタイプが有るのはご存知ですね。
レトロフォーカスタイプは、レンズの最後面より結像面側に第二主点（後側主点）があり、テレタイプは、レンズの最前面より前に第二主点あります。
レトロフォーカスタイプは、レンズ口径の割りにはF値が大きく、テレタイプは口径の割にはF値が小さいのです。

この事からお解かりのとおり、【レンズの物理的な口径と光学的な有効口径は別物】なんです。
だから、ズームレンズの有効口径はズーミングで変化するのです。

MF時代には、Ｆ値不変のレンズも有りましたよ。AFでＦ値不変のレンズは絞りに連動機構が入っています。

この回答への補足

レスありがとうございます。

>レンズのタイプにレトロフォーカスタイプやテレタイプが有るのはご存知ですね

存じてないです。
教科書にもそんなに詳しく書いてなかったと思います。
教養課程なので多分？

>レンズの物理的な口径と光学的な有効口径は別物
これが本当の答えの真相っぽいけど私の力ではもうダメ
話がふっとんでます（Ｘ＿Ｘ）

最後の連動機構の話が最初の方の説明と重なって理解できました。

補足日時：2008/01/26 00:55

No.4 回答者： kuma-gorou 回答日時： 2008/01/25 18:25

【一部修正】

修正前）MF時代には、Ｆ値不変のレンズも有りましたよ。AFでＦ値不変のレンズは絞りに連動機構が入っています。

修正誤）MF時代には、Ｆ値不変のズームレンズも有りましたよ。AFでＦ値不変のズームレンズは絞りにズームカム連動絞り補正機構が入っています。

なお、No1さん回答の「透過率」云々は、Ｆ値の数値とは別次元の問題です。
Ｆ値は、あくまで光学物理に基づく計算値です。

No.5 回答者： foobar 回答日時： 2008/01/25 21:49

F値の計算での有効径は、正しくは入射瞳径（レンズ前方から見た、みかけの絞りの大きさ）ですね。

入射瞳径はズーミングによって変わる（望遠側では大きくなる）ことも多く、ズーム比ほどにはF値は変わらなかったりします。
（試しに、レンズを前方から見ながら、ズームすると、見た目の開口（絞り）の大きさが変わるのが判ります）

レンズの構成をうまくすると、焦点距離変化分だけ瞳径が変わって、F値一定のズームレンズ、というのもできます。（F値一定のズームレンズには、こうやっているものも結構あります。）

この回答へのお礼

レスありがとうございます。
そうですか、体感的にも焦点距離とＦ値は比例の関係にないですか。

しかも複数レンズを使うとＦ値そのものが変わってしまうのですね。
ここら辺りが原因のような気がしてきました。

お礼日時：2008/01/26 01:10

No.6 回答者： harrywithers 回答日時： 2008/01/26 07:49

F値の計算方法は知りませんが、レンズの焦点距離が根本的に間違っています。

コンパクトデジカメは、CCDサイズが、銀塩フィルム(36mm×24mm)に対して、
1/6程度と、かなり小さいために、レンズの焦点距離も短くなります。

その為にコンパクトデジカメでいう、38mm～114mmというのは、
実際のレンズの焦点距離ではありません、
銀塩フィルムサイズ換算での38mm～114mm相当という表記です。

finepixA340のレンズの周りに、5.8-23.2mm　などと表記されていませんか？
この数値が、実際のコンパクトデジカメの焦点距離に成ります。

上記の数値は手元のキヤノンパワーショットＡ540の数値ですが、
銀塩フィルムサイズの換算値では、35mm－140mmです。
http://cweb.canon.jp/camera/powershot/a540530/in …

※通常、カメラのレンズは、単体のレンズではなく、レンズシステムとも言うべき
　何枚ものレンズを複雑に組み合わせたもので、F値が変わらないズームレンズは
　いくらでも有ります。
http://www.nikon-image.com/jpn/products/lens/af/ …
http://www.nikon-image.com/jpn/products/lens/af/ …