F値

絞りとF値の模式図。絞り1段ごとに光を集める面積は半分になり、F値は1.4倍となっている。

F値 （エフち、英: F-number）とは、レンズの焦点距離を有効口径で割った値であり、レンズの明るさを示す指標として用いられる。F値のFとは焦点を意味するfocalから来ている。

有効口径と明るさ

有効口径とは、レンズの光軸上無限遠の位置にある点光源を想定したときに、その点光源からレンズへ入射する平行光線の光束の直径のことである。 F値を${f_{n}}$とすると下の式のようになる。

$f_{n}={\frac {f}{\Phi }}$

f	:焦点距離
${\Phi }$	:有効口径

有効口径が大きいということは、光をより多く集められるということである。有効口径が$1/{\sqrt {2}}$になると光を集める面積は半分になる。したがって、F値が${\sqrt {2}}$倍となるごとに明るさは半分となる。

焦点距離を割ることの意味

レンズが結ぶ像の面積は焦点距離の2乗に比例して拡大する。一方レンズの有効口径が変わらなければ、レンズに入射する光の量は一定である。したがって、像の面積あたりの光量は焦点距離の二乗に反比例する。

2つの係数の比をとることで無次元化を行っているとも言える。

F値とT値

F値はレンズの明るさを示す指標として広く使われているが、実際にはレンズの材質や枚数により透過率に差があるため、F値のみを用いて露出を正確に議論をすることはできない。レンズの透過率なども含めた光学系の実質的な明るさを示す指標をT値と呼ぶ。一部の高級レンズでは、絞り環の表示がT値で表記されている事がある。ただし一般用途の写真撮影においては、F値とT値の差が問題になることは無いと考えてよい。

開放F値

レンズの絞りを開放(全開）したときのF値を開放F値という。開放F値の小さなレンズを「明るいレンズ」という。またシャッタースピードを高速にとれる事から、「ハイスピードレンズ」「高速レンズ」などの呼び方もある。

一般向けに市販されている物としては、ライカの「ノクティルックス 50mm F0.95」、コシナの「フォクトレンダー ノクトン 25mm F0.95」が最も明るいレンズである。また、かつては、キヤノンから「キヤノン 50mm F0.95」も市販されていた。

特注品としては、アポロ計画用に設計されたものをスタンリー・キューブリックが手に入れ、映画『バリー・リンドン』に使用したカール・ツァイスの「プラナー 50mm F0.7」や、旧日本軍用に東京光学（現トプコン）が設計した「トーコー 50mm F0.7」を基に戦後再設計し、毎日新聞社の南極探検隊が使用した「シムラー 50mm F0.7」などがある。

現実的にはシャッタースピードの限界や被写界深度の問題があるため、最高でもF1.2からF1.4程度が実用域、F2.8程度あれば十分に明るいレベルといえる。

関連項目

• レンズ
• 被写界深度