カメラの「F値」って結局なに？

カメラに少し詳しい人なら「F値」というワードはご存じかと思います。

私のざっくりしたイメージは「どれだけ光を取り入れるか」を決めるパラメータです。

普通に写真を撮る分にはこの理解で十分だと思いますが、そもそもF値の定義とかって何なんだろう…？

F値の由来

想像がつく方は多いと思いますが、F値のFは「Focul」（焦点の）という英単語からきています。

Focusではないんだと少し驚きました。F値はF-numberともいいますから、形容詞がくるのが正解ということでしょうか。

F値の定義

ではそのF値の定義とは？次のようになっています。

なんか急に難しく感じますが、落ち着いてみていきましょう。

まず焦点距離ですが、これは中学校くらいの理科の授業で習ったのではないでしょうか？

レンズに光が入ると、光の方向が曲がってどこかで像ができますよね。

その像からレンズまでの距離というのが焦点距離になります。

じゃあ有効口径とは何でしょうか？

簡単に言えばレンズの大きさです。凸や凹になっている部分が大きければ、光がたくさん入ってきます。逆に小さければ光はあまり入ってきません。ちなみに「有効」というのは、「光を曲げて像を作る」というレンズの役割をもつ部分という意味合いを言っているのだと思います。

F値が中途半端な理由

さて、F値がどんな定義なのかはざっくり理解しました。

ところでF値って具体的にどんな数字でしょうか？

カメラをやっている人ならわかると思いますが、「1.4とか2.8、8や22」などがあります。

8とか22は分かるけど、1.4とか2.8って何！？と思いませんか？

それはずばり「有効口径」にヒントがあります。

レンズって基本的に円形の形をしています。円の面積というのは次の式で表されますよね。

つまりレンズを通過する光の量を半分にしたかったら、レンズの半径は1/√２倍にすればいいのです。

この√２はだいたい1.414…なので、1.4という数字が出てくるのです。

ちなみに光の量が半分（あるいは2倍）になる区切りを～段と呼びます。

下に示すように、段が1つずつ変わるごとに√2、すなわち1.414をF値にかけることになります。

F値のシミュレーション

F値について説明しました。

しかし、中々すぐに理解するのは難しいと思ったので、可視化できるよう簡単なシミュレーションを作ってみました。

参考までに是非遊んでみて下さい