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カメラのレンズ口径の算出方法

質問させて頂きます。
レンズ口径が分からず、F値と焦点距離が分かっている場合、
レンズ口径の算出方法は

F値=焦点距離÷レンズ口径 より
レンズ口径=焦点距離÷F値

で合っていますでしょうか?
また口径と有効口径の違いも出来れば教えて下さい。
お願い致します。

●質問者: asdf212asutrf7ik78
●カテゴリ:趣味・スポーツ 家電・AV機器
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 3/3件

▽最新の回答へ

1 ● sasada
●100ポイント ベストアンサー

http://www.enjoy.ne.jp/~k-ichikawa/digitalCamera4.html

F値(F ナンバー)とは、レンズの焦点距離(f)を有効口径(De)で割った値であり、レンズの明るさを示す指標として用いられています。
F値 = f / De

解放F値はレンズの絞りを開放(全開)したときのF値です。

(中略)

上記の仕様のデジカメで有効口径を逆算すると、広角側(ワイド側:Wide)では f = 5.0、 F2.8 であるので
De = 5.0 / 2.8 ≒ 1.8

とありますので、

有効口径=焦点距離÷F値
レンズ口径≧焦点距離÷解放F値

となると思われます。

(参考)
焦点と有効口径の関係
http://www.meirin.org/snoopy/culture/hearts/lenswork/c07.html

有効口径とは - 写真用語 Weblio辞書


asdf212asutrf7ik78さんのコメント
ご回答有難うございます。 直接的に解像度を計算する上で関わるのは有効口径か、レンズ口径のどちらでしょうか? ご回答頂けますと幸いです。

sasadaさんのコメント
焦点に収束する光の束の口径が有効口径です。解像度の計算にかかわるのは、有効口径の方になります。

asdf212asutrf7ik78さんのコメント
いつもお詳しい回答有難うございます。 少し類は違うと思うのですが、 http://m.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/q1141889616 このような記事を見つけたのですが、レンズ口径の大きいレンズの方がやはり同じ有効口径でも解像度(画質)は良くなるのでしょうか。

sasadaさんのコメント
ご提示いただいたページは双眼鏡の話で、“絞り”がない場合の話です。まあ、レンズ付きフィルムもそうですけど。 このページには、レンズ口径が(絞りがないのでこの場合は有効口径も)大きい方がも明るく写るということと、レンズ口径が(この場合は有効口径も)大きい方が解像度が出るということが書かれています。 このページには書かれていませんが、同じ有効口径なら、レンズ口径が大きくても、(有効口径外の部分は像を結ばないので)解像度は良くなりません。

asdf212asutrf7ik78さんのコメント
回答ありがとうございます。 例えば、解像度600万画素という画像であっても、デジタル一眼レフの手のひらサイズ程あるレンズとコンパクトデジカメの600万画素では恐らく1画素への情報量が全く違うと思うのですが、解像度=画質、ではないですよね? また、レンズ付きフィルムのレンズ口径及び有効口径から画素数を割り出す事は可能でしょうか。

sasadaさんのコメント
えーと、解像度という言葉の意味によるのですが、分解能という意味でしたら、600万画素のデジカメは(スペック上は)デジタル一眼レフでもコンパクトデジカメでも、みんなおんなじ分解能だと思います。 一画素あたりの情報量(明るさ)は、f/De(F値)が小さい方が、大きいわけで、一般にはデジタル一眼レフに分があると思います。 >> レンズ付きフィルムのレンズ口径及び有効口径から画素数を割り出す事は可能でしょうか << 画素数を割り出せるとすれば、有効口径とレンズの性能からだと思いますが、なにせアナログなので、私の能力の限界を超えてますね。識者の意見を待ちたいところです。

2 ● kanonk
●100ポイント

F値 =レンズの焦点距離を有効口径で割った値ですが、
レンズ口径=焦点距離÷F値となりますが、正確には値がずれます。
レンズ自体が円形になっているため微妙にずれが生じます。

有効口径というのは、簡単に言うとレンズに光を通してできた光束の直径のことをいいます。
詳しくは下記に記載されています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/F%E5%80%A4


asdf212asutrf7ik78さんのコメント
ご回答有難うございます。 直接的に解像度を計算する上で関わるのは有効口径か、口径のどちらでしょうか? ご回答頂けますと幸いです。

kanonkさんのコメント
解像度計算には有効口径を用います。

asdf212asutrf7ik78さんのコメント
回答ありがとうございます。 例えば、解像度600万画素という画像であっても、デジタル一眼レフの手のひらサイズ程あるレンズとコンパクトデジカメの600万画素では恐らく1画素への情報量が全く違うと思うのですが、解像度=画質、ではないですよね? また、レンズ付きフィルムのレンズ口径及び有効口径から画素数を割り出す事は可能でしょうか。

kanonkさんのコメント
えーと、 画素数と言うのは簡単に言うと、デジタル方式の情報量を表しています。 600万画素は600万個のドットで構成されていると考えればいいとおもいます。 ですからどんなカメラであっても画素数が同じなら情報量は一緒です、が、画質となるとまた別問題で、被写体から発せられる(実際には可視光線が反射した)光がレンズを通過した時点で一つ目の画質が決まります。 大口径のレンズや歪の少ないレンズの方が画質が良くなります。 次にその光を記録する素子の性能によって更に画質が変化します。 これらの性能差によって一眼レフとコンデジでは画質に違いが表れます。 フィルムの場合はアナログですので画素数という単位では表現出来ません。 アナログなので無限と言えば無限なのです。

asdf212asutrf7ik78さんのコメント
やはり解像度=画質、ではないのですね。有難うございます。 また、これは特定の条件でしかないのですが、レンズ付きフィルムのレンズ口径及び有効口径から画素数を割り出す事は可能でしょうか。 また、単焦点一眼レフで同様の条件に近しくして実験する場合、最も違うのはやはりレンズ性能だと思いますが、画素数はどの程度が妥当だと思われますか?

asdf212asutrf7ik78さんのコメント
また、写真屋等に依頼すればレンズ付きフィルムに最も最適な条件(主にいじれるとしたら露光ですが)を整えて撮影させてもらう事は可能でしょうか。

kanonkさんのコメント
レンズ付きフィルムカメラはアナログですので、どうやっても画素数という単位で表現することは出来ません。 単焦点一眼レフデジカメとのレンズの違いを比較したいのであれば、画素数は最大値を選択するべきです。 最低でも1200万画素は必要になります。 レンズ付きフィルムカメラの場合ISO感度はフイルムによって決まりますので、そのカメラに最適な条件で撮影することは可能ですよ。 写真スタジオなどで頼んでみれば大丈夫ですよ。

3 ● ヨネちゃん
●100ポイント

「レンズの有効口径=焦点距離÷F値」
であることはお分かりかと思いますので省略します。

レンズ口径とレンズの有効口径の違いについてですが、
通常のレンズには「絞り羽根」が付いています。
これによってレンズの有効口径を変化させています。
レンズ付きフィルムなどの場合は絞り羽根がありませんから、
極微小なケラレを無視すれば、
レンズ口径とレンズの有効口径は同じであると言えます。


asdf212asutrf7ik78さんのコメント
いつもお詳しい回答有難うございます。 少し類は違うと思うのですが、 http://m.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/q1141889616 このような記事を見つけたのですが、レンズ口径の大きいレンズの方がやはり同じ有効口径でも解像度(画質)は良くなるのでしょうか。

ヨネちゃんさんのコメント
レンズの口径が極端に異なる同じ焦点距離の場合ですが、 口径の大きいレンズの方が同じF値において解像力は良くなると思います。 レンズはその口径をフルに使った開放の状態より、中心部分のみを使用したほうが解像力は高くなります。 開放の状態では、なんとか使用に耐えうるよう設計されていますので、そのまま使うとそれほど解像力はありません。 大きなレンズは、そこからさらに絞り込んで性能を上げることができますが、小さなレンズは既にもう絞り込めないという状態になります。 例えば35mmのF2.0では6枚のレンズを使っています。 http://www.nikon-image.com/products/lens/af/fx/singlefocal/img/ai_af_35mmf2d/02.gif これがF1.8になり、口径が約1.4倍大きくなるだけで11枚のレンズを使います。 http://www.nikon-image.com/products/lens/af/fx/singlefocal/img/af-s_35mmf18g_ed/pic_004.png プラスチック1枚のレンズに比べると、このようなレンズを絞り込めば高い解像力が得られることは想像出来るかと思います。 下のページで、開放F1.4とF8に絞り込んだ比較が載っています。 http://cweb.canon.jp/ef/lineup/wide/ef35-f14l/spec.html

asdf212asutrf7ik78さんのコメント
やはり解像度=画質、ではないのですね。有難うございます。 また、これは特定の条件でしかないのですが、レンズ付きフィルムのレンズ口径及び有効口径から画素数を割り出す事は可能でしょうか。 また、単焦点一眼レフで同様の条件に近しくして実験する場合、最も違うのはやはりレンズ性能だと思いますが、画素数はどの程度が妥当だと思われますか?

asdf212asutrf7ik78さんのコメント
また、写真屋等に依頼すればレンズ付きフィルムに最も最適な条件(主にいじれるとしたら露光ですが)を整えて撮影させてもらう事は可能でしょうか。

ヨネちゃんさんのコメント
レンズ付きフィルムのレンズ口径及び有効口径から画素数を割り出すと、 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B0%8F%E7%B5%9E%E3%82%8A%E3%83%9C%E3%82%B1 において「F11 : 136本/mm」という記述がありますから、 136*24*2*136*36*2=63922176となり、 6400万画素あたりが光学的な絶対限界となります。 ISO=400のネガフィルムを想定するなら、200万画素程度が近似値であると思います。 通常の写真屋さんで光学実験までは行わないと思います。
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