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カメラのレンズ枚数
私が愛用しているニッコール望遠レンズ VR70～200mmF2.8G ED は実に21枚のレンズが使われています。 レンズ一枚の光の透過率が99％だと仮定しても99×99×99×…21回掛け算をすると70％位？になるでしょうか。 実際は一枚当り99％も透過しないでしょうから、60％とかそれ以下になってしまいますね。 （綿密に計算したわけではありませんが） このレンズ、絞り値は全域F2.8ですが、レンズ枚数が少ない単焦点のほうが同じF2.8でもズームよりCCD（フィルム）に到達する光の量（明るさ）は多いのでしょうか？ 疑問に思ったのでお教えいただければ幸いです。
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F値は、レンズを通る光束の幾何学的寸法比のみの指標です。（おおざっぱに言えば、どれだけ太いビームを集光しているかの指標）ですから同じF値でも、表面での反射が多かったり、レンズそのものによる吸収があったりすると暗いレンズになります。T値というのが、反射や吸収のロスを考慮した、光量の指標のはずですが、通常のカメラレンズだとロスが少ないせいか、あまりT値を気にしませんね。 私はカメラは素人ですが、光学実験のために顕微鏡対物レンズを含め各種レンズをよく使います。それらの場合、一般的に可視域であれば、レンズによる吸収はあまり気になりませんが、反射によるロスは簡単に大きな値になりえます。そのため、反射防止コーティングに注意を払います。ただ、反射防止コーティングを利用しても、数％の反射が残る場合がありますし、反射防止コーティングが有効でない波長域に対しては、透過率が５０％を切ってしまうレンズ群もあります。レンズを多数枚用いたときは、もちろんそれぞれの界面での反射ロスが効いてきます。ただ、カメラレンズのように近距離でレンズを配置した場合には、多重反射を考慮しないと行けないでしょうから、それぞれのレンズ単体での反射ロスを考慮したの透過率の積にはならないでしょう。
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- foobar
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#4さん回答にあるように、F値にはガラスの透過率などは反映されていなくて、透過率を考慮したT値というのがあります。 このため、同じF値でもレンズによって、撮像面に入る光の量は変わります。 最近のカメラでは、撮影レンズを通過した光で測光するTTL測光が主流なので、T値をそれほど気にしなくても済みます。 （かつて、ボケ具合調整のため内部に減光フィルタを使っているレンズにT値表記をしていたものがありました。）
お礼
有難うございます。 TTL測光が主流になっているのはそうですね、そう言われてみると理解できます。
- hitokotonusi
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お考えのとおり暗くなります。 ガラスの反射率は4%ぐらいですので、透過率は96%ほど。これが表裏二面ありますからレンズ1枚で92%ぐらいの透過率になります。21枚(41面)もあると18%まで落ちてしまいます。(実際には張り合わせがありますからもうちょっと枚数は少ないはずですが。) これではたまらんので、各レンズメーカーはANo.4にあります反射防止膜を必死こいて開発しています。今は反射防止膜で透過率を99.5%ぐらいまで改善できるようですね。 ＞このレンズ、絞り値は全域F2.8ですが、レンズ枚数が少ない単焦点のほうが同じF2.8でもズームよりCCD（フィルム）に到達する光の量（明るさ）は多いのでしょうか？ はい。ズームの方が暗いというのはカメラをやってる人には多分常識かと思います。(昔ちょっとかじっただけで、詳しいわけではないですが。)
お礼
有難うございます。 ＞はい。ズームの方が暗いというのは… 同じ例えばF2.8のレンズでは単焦点と望遠では口径が違う（望遠のほうが大きい）のは多くの光を集めるようにそれを少しでも回避するためだと思います。 極端に高価になるのもそういったことが理由なのでしょう。
レンズの枚数より、レンズ全体の厚みだと思います。 ですから、２１枚で、０．９９×０．９９・・・・ というとき、それぞれの厚みはずいぶん薄いですね。したがって、０．９９・・はほとんど１に近いでしょうね。 レンズ数が少ないレンズは１枚が厚い、レンズ数が多いものは１枚の厚みが薄い、従って、枚数の割には透過率は下がらない、ということになっているのではないでしょうか。 あるいは、多少透過率が下がっても、色収差、ゆがみなどの排除したいファクターに重点が置かれているのかも知れませんね。 注 素人考えですが、 各レンズの境界面での反射率をいかに小さくするか、の方が大切な要素かも知れないですね。
お礼
有難うございます。 ＞境界面での反射率をいかに小さくするか 各レンズメーカー独自のコーティングや設計はなされているのでしょうね。 実際は99％透過ということは無いでしょう。 この数値はフィルター（プロテクター）並みでそれもかなりグレードが高い部類。
- taitirou
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>レンズ一枚の光の透過率が99％だと仮定 この仮定がまちがっているようなきがします レンズは同じものがならんでいるのではなく 厚さ 材質 形がちがうものが ならんでいます。 しかし 単焦点レンズのほうが レンズの枚数が少なく F値もあかるいものが 安くつくられているはずです。 あと、おなじF2.8の望遠レンズで 同じ絞りなら レンズの枚数に関係なく CCDにはほとんど一緒の光の量がはいっているはずですよ。 じゃあ まったく同じものが撮影できるかというとそうではなく レンズの枚数 種類によって レンズに個性がでる っていうか 描写、そういう微妙なところが 変わってくると思います。
お礼
早速のお返事、有難うございます。 望遠レンズのようにレンズ枚数が多いほどその個性が出るようで、その辺りの設計が結果として表れるのですね。 同じF2.8なら一定の光の量、安心しました。
- Mr_Holland
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レンズについては分かりませんが、単純に「99×99×99×…21回掛け算をすると」約81%になります。 Windowsの関数電卓で、「0.99 "x^y" 21=」と押してください。（"x^y"は1つのボタンです。）
お礼
0.99を21回掛け算、そういう方法があったのですね、知りませんでした（涙） 有難うございます。
お礼
有難うございます。 大変よく解りました。 レンズ一枚でそれだけ減少するのですねー。 それが21枚もあるのだから、カメラ用レンズはシンプルに越したことはない、しかし良好な画質を得るためには修正や補正をレンズ一枚一枚で行うわけですから、枚数と透過率の矛盾点は設計者を悩ませるところでもあるのでしょう。