カメラレンズのF値について

質問

カメラレンズのF値ですが、何故（1,1.4,2,2.8,4,5.6～）なのでしょうか？
√によってそういう数値になっていることは分かっています。では何故、１、２、４、８、１６という数値をレンズにあてているのでしょうか？
初歩的な質問で申し訳ないのですが、分かる方教えてください。

回答No.5

mtaka2 · ベストアンサー

既に回答2に書かれていますが、
「人の目の明るさの感じ方は対数的だから」というのが答えでしょう。
例えば、
明部と暗部の明るさが
・それぞれ10と20な状況
・それぞれ1000と1010な状況
を考えてください。
このとき、明部と暗部の違いは「差が10」です。
では、どちらも明部と暗部の違いは同じように見えるかというと、
そんなことはなく、実際には1000と1010の方は、ほとんど違いが無いように見えるでしょう。

そうではなく、もし明部と暗部が
・それぞれ100と200な状況
であれば「明るさに2倍の差がある」ということで、「10と20」な場合と同様な明るさの違いがあるように感じることになります。

このように、人間の眼は「倍率」で明るさの違いを認識しますので、
「10と40」だったら、40は10の2倍の2倍なので、明るさの差は「10と20」の場合の倍
「10と80」だったら、80は10の2倍の2倍の2倍なので、明るさの差は「10と20」の場合の3倍
と感じます。
ここで、「2倍」を基本に説明しましたが、別に2倍である必要はなく、「10倍」単位で計っても構いません。
ですが、基準の目盛りはできるだけ細かい方がいいので、一番小さな整数倍ということで「2倍」を基本にしているのです。

カメラでは、この「2倍」基準に、光量のコントロールを行います。
そのため、シャッタースピードについては、2倍の変化を基準(1段階)にして、
露光時間を半分にすれば、明るさは1段階暗くなります。
露光時間を1/4=半分の半分にすれば、明るさは2段階暗くなります。
露光時間を1/8=半分の半分の半分にすれば、明るさは3段階暗くなります。
ということで、1/2秒、1/4秒、1/8秒、1/16秒、1/32秒、1/64秒、1/128秒、1/256秒、1/512秒、1/1024秒…
という設定ができるようになっているのです。
(カメラの設定は1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125、1/250、1/500、1/1000になっていますが、これは人が見て分かりやすいように四捨五入して表示してるだけで、内部的には上述ような倍々な数字列になってます)

さて、レンズの絞りについてですが、F値はレンズの直径を基準にした数値ですが、レンズを通る光量はレンズの面積に比例します。
そのため、直径を半分にすると光量は1/4=半分の半分、2段階暗くなってしまいます。
そこで、√2=1.4倍を基準にすることで、
直径を1/1.4にすると、面積は1/2=半分で、1段階暗くなる
直径を1/2にすると、面積は1/4=半分の半分で、2段階暗くなる
直径を1/2.8にすると、面積は1/8=半分の半分の半分で、3段階暗くなる
といった感じで、絞りでも「1段階ずつの光量変化」を設定できるようになるのです。

以上が、F値が1,1.4,2,2.8,4,5.6…になっている理由です。

お礼

３回ほど読み返してしまいました。
理解できました。ありがとうございます。
１段階ずつにするための、√だったのですね。
２、４……だと、２段４段……になってしまうからという事ですよね。
なるほど。すっきりしました。ありがとうございます。