光とレンズの勉強5 〜焦点深度とF値〜

いよいよ、あのよく聞くF値です。

焦点深度

被写体距離は変えないで、映像素子の位置を前後に動かす。
像がボケるが、そのボケが許容錯乱円の直径に収まる範囲のことを焦点深度と呼びます。

F値

焦点距離f とレンズの有効径D の比をF値と呼びます。

$$
F = \frac{f}{D}
$$

レンズの有効径Dが大きくなると、レンズを通過する光量が大きくなり、明るくなる
↔︎ レンズの有効径Dが大きいとF値が小さくなる
↔︎ F値が小さくなると、明るくなる。

レンズ有効径Dが1/2になると、F値は2倍になる。
レンズ有効径は直径のため、直径が 1/2 となるとレンズの面積は 1/4 となる。
レンズ面積と通過光量は比例するため、ここからレンズ有効径Dが1/2になると光量は1/4となる。
言い換えると、F値が2倍になると、光量が1/4となる。

F値とレンズ有効径と光量の関係

上記の表のままだと、1/4 → 1/16 と光量が劇的に減りすぎるので、無理数（ルート）で間を埋めてみる。

F値とレンズ有効径と光量の関係（2）

よく見るF値1.4がでてきました。
F値1.4は絞りなし状態から 光量を1/2 減らした（有効径は 1/√2）ものです。

F値の導出の理屈、小さいほど明るい意味がわかりました。
今日はここまで。