『レンズの分解能？は口径に左右されるのでしょうか』のクチコミ掲示板

[junkunsan]

光学関連の知識はありません
レンズの口径や焦点距離と分解能といいますか解像感(土星の輪がよく見えるとか鳥の羽の一本一本が細かくわかるとかそういう意味です)の関係が知りたいです
分解能は焦点距離ではなく口径で決まると聞きました
ということは、300mmF2.8と600mmf5.6を比較した場合、画素数を考えなければ同等の解像感で撮れるということでしょうか

書込番号：24040756　スマートフォンサイトからの書き込み

[スッ転コロリン]

こんばんは。AF-S NIKKOR 500mm f/5.6E PF ED VR は持ってませんが・・・

「分解能」「解像感」などの用語について十分に理解することがまず第一。

「分解能は焦点距離ではなく口径で決まる」は、巷の理屈ではそう。

しかし、

「解像感がそうかは」、自分では理解できない、メンゴ。

「分解能」は被写体側での評価。

「解像感」は、像面、イメージセンサー上での精細さ、
プリントなりパソコン画面での「見た目の感じ」での評価。

「画素数を考えなければ」は「机上の空論」の始まり。

まぁ、面倒なのでこれくらいでご容赦を。

あとは人様まかせ・・・って書くと、あの人が出てきそうで怖い。

書込番号：24040765

[カメラど初心者]

レンズの分解能？は口径に左右されるのでしょうか？

⇒それは天体望遠鏡
天体望遠鏡の最大倍率は
口径 X 2.5 あたりまでとされてます

レンズの場合は
絞れば画質が良くなるですよね
口径が大きいと言う事は
絞るの反対ですよ
収差が増大します

それに口径の大きなレンズは逆光に弱い
いくら絞っても
絞り羽根に受けた大量の光は
開口部の裏側に回ります

分解能は
順光と逆光では同じでは無いです
それでフードが鮮鋭度を上げる役目もしてルンです

書込番号：24040781　スマートフォンサイトからの書き込み

[うさらネット]

ずばり、実際の写真レンズでは、解像力及び解像感を決める要素が多々ありますので、
口径に大きく左右されるということはないでしょうね。
が、大口径レンズの方が高価格傾向ですから、高解像に結びつく設計・生産はされています。

なお、本スレと直接結びつかない、知ってる言葉を羅列して説明している向きがありますが、
まさに低分解能、迷光漂う内容と思います。

書込番号：24040984

[うさらネット]

＞口径が大きいと言う事は絞るの反対ですよ
＞収差が増大します

絞り機構がある光路位置は全く違うわけで。
それとも、このレス主は単レンズ （単焦点に非ず） を使っているのか。

全てが、無茶苦茶満載。

書込番号：24040993

[うさらネット]

分からないときは、こういった本をより所にしてきました。
40数年前に購入しています。

基本は不変、一番確かかな。いつまでも勉強。

書込番号：24041009

[鳥が好き]

口径の大きさが解像に影響するかは知りませんが、同じ口径でも解像するレンズとしないレンズがあるわけで。

解像への影響は、口径以外の要素の方がはるかに大きい（つまり、高解像を求める場合に、口径の違いを考えても、実際にはあまり役立たない）、のではないかと思います。

（当たり前だったら、失礼しました）

書込番号：24041014

[ありがとう、世界]

理論値として定義されている「分解能」は、有効(口)径に比例します。
(ドーズ限界など)

しかし、F値やレンズ解像度(収差も)で制約されます。


また、カメラの場合は、撮像素子サイズや画素数(実際には画素サイズ)も関わってきます。

そのため、比較する場合はカメラを同一にするなど【前提条件を統一】するほうが実使用に合うと思います。

書込番号：24041138　スマートフォンサイトからの書き込み

[ありがとう、世界]

さて、500mm F5.6ですので、そのまま計算すると
有効(口)径は 500/5.6≒89.3≒89mmになります。

ドーズ限界の分解能は、115.8/89≒1.3（秒角）になります。

1.3（秒角）から、どうかんがえるか？については別途(^^;

書込番号：24041293　スマートフォンサイトからの書き込み

[ありがとう、世界]

「月」の地上からの視直径を 0.5°=1800秒角として、先の分解能 1.3秒角で割ると、
1800/1.3≒1384.6（ドット相当）

ここから計算式をスッ飛ばしますが、上記の分解能 1.3秒角を反映可能な
(1) レンズ解像度は、159本/mm以上、
(2) フルサイズの有効画素数は
・Foveonのように(ほぼ)画素毎に解像できれば約8700万画素以上(三層計≒2.61億画素以上)、
・ベイヤー配列等の単板の場合で 少なくとも 1.74 億画素以上 ~ 3.48億画素以上になります。

※(1)(2)の両方を満たす必要があります。


多くの場合は、収差も含めた実使用条件のレンズ解像度の部分の制約が大きくなるかと思います。

書込番号：24041376　スマートフォンサイトからの書き込み

[お気楽趣味人]

300mmF2.8と600mmf5.6で撮影した画像を比べると

・600mmf5.6では300mmF2.8の2倍の大きさで対象が写るが、ちょっとボンヤリした感じになる
・でも、600mmf5.6の画像を半分に縮小すると、300mmF2.8と変わらない鮮明さになる

つまり、スレ主さんが言われるように、口径が同じなら、同じ鮮明さで写る、ということですね。

ただし、これは、ありがとう、世界さんが言われるように、数億画素のカメラで撮影した場合のことで、
5000万画素のフルサイズカメラの場合には、600mmf5.6の画像のボンヤリ感は写らないので、

・600mmf5.6では300mmF2.8の2倍の大きさで対象が写り、鮮明度もかわらない
・600mmf5.6の方は、2倍の大きさで対象が写っているので、対象の細部が見えるように写る

なお、スレ主さんが想定していると思われる、大口径単焦点超望遠レンズで最新モデルの場合、
絞ることで収差などが改善して、画像がハッキリするということはありません。
開放で使えないレンズは、大口径の意味がない時代です。

書込番号：24041438

[ありがとう、世界]

分解能→解像限界のレベルは超多画素が必要になりますが、
解像「感」に関わる周波数帯域は、解像限界よりも低いので、たぶん数百万画素ぐらいでも差異を感じると思います。

※前提条件は「画面全体」を一望する状態で。
　(等倍表示などは対象外)

書込番号：24041649　スマートフォンサイトからの書き込み

[holorin]

レンズの分解能はまず口径の影響を受けます。そのうえで収差の影響を受けます。収差が完璧に補正されていれば、口径によって決まるということになります。
このレンズは画角が狭く、諸収差が極めて良好に補正されてるので、絞り開放から高い分解能を示しており、たぶん絞りを絞るに従い分解能は落ちていきます。ただし、センサー解像度に対して十分に小さければ、画像には表れません。

口径と分解能については東京大学の黒田先生の文献が比較的わかりやすかったので紹介します。
http://qopt.iis.u-tokyo.ac.jp/optics/6diffractionU_A4.pdf

書込番号：24042607

[ありがとう、世界]

＞土星の輪がよく見えるとか

http://www2.tbb.t-com.ne.jp/starlight.net/observation/hajimeni/saisho.html
↑
こちらをどうぞ(^^)


ところが、f=500mmぐらいでは先のレスで挙げた要因があるので、リンク先のようには写りません(^^;

同じカメラでも、もっと望遠になればリンク先の画像に近づきますが、天体望遠鏡に直付けにするなどの手段が必要です。

書込番号：24043022　スマートフォンサイトからの書き込み

[ありがとう、世界]

羽毛の解像に関わるスレでアップした計算表	SX70HSの望遠端(換算f=1365mm)開放F6.5の等倍表示(トリミング)

＞junkunsanさん

＞解像感(土星の輪がよく見えるとか鳥の羽の一本一本が細かくわかるとかそういう意味です)
↑
こちらについて、
先のレスは、土星の例示付きのHPでしたが、この画像アップの表は、鳥の羽毛に関してのスレでアップしたものです。

(ついでに、SX70HSの望遠端(換算f=1365mm)開放F6.5の等倍表示(トリミング)も付けています(^^;)

500mmF5.6の有効(口)径≒89mm → 分解能≒1.3秒角は、有効(口)径100mmと80mmの間と思ってみてください。

秒角と言われても実感が伴わないと思いますので、「1/何万」という撮影距離との比率も併記しています。


さて、画像(表)の右側は、羽毛など細い線を解像するために「最低限近づくべき距離」の目安※ですが、
望遠だけ凄くても有効(口)径が小さくて解像できないので、
有効(口)径なりに近づかないと、どうしようも無いことにも繋がります。

(しかし、f=500mmでは「望遠が足りない」ので、レンズ解像度や画素ピッチに大きな負担となってしまって、計算上の分解能を全然反映できません。
逆に、超々望遠コンデジなどは超々望遠であるために レンズ解像度の要求が緩和され、画素ピッチも元々超狭小画素なので、結果として有効(口)径を活かしやすくなっています)


※羽毛など細い線を解像するために「最低限近づくべき距離」の目安
値はドーズ限界の「２点間の分解能」のままです。
細い線の解像とは本来は「２線間の分解能」になるので、２点間よりも識別しやすくなりますが、羽毛の一本一本は低コントラストで、かつ通常の単板撮像素子は画素毎に解像できないですし、
そもそも「目安」ですから、「２点間の分解能」のままにしています(^^;

書込番号：24045168　スマートフォンサイトからの書き込み

[kumadon]

＞junkunsanさん

細かく写るか？
との質問ですので、同じ撮像センサーでレンズを変えた場合にどうか？と言う事ですね？
その場合は、300mmより600mmの方が2倍細かいところまで写ります。
F値は関係ありません。

実際のレンズは、レンズエレメントや鏡筒など様々な要素があり、解像度を上げるためには高い精度が必要になります。
同じ許容差の精度で作ればF値の大きな暗いレンズの方が解像度は高くなります。

以上は一般論です。

実際の撮影ではF値の小さな明るいレンズは、少しでも速いシャッターが切れますし、ブレも起こりにくいので、F値の大きな暗いレンズより高解像度で撮れる事も多いです。

書込番号：24061301　スマートフォンサイトからの書き込み

[ありがとう、世界]

＞その場合は、300mmより600mmの方が2倍細かいところまで写ります。
＞F値は関係ありません。

ちょっとイジワルになりますが、
F16の600mmと、
F8の300mmでも関係無いのでしょうか？

書込番号：24061316　スマートフォンサイトからの書き込み

[kumadon]

＞ありがとう、世界さん

関係ありません。
F値が大きいほど、結像に対する寸法許容差は楽になります。
F値の小さいレンズで高解像度を得るのは至難の技です。
なので、設計製造技術が必要なわけで、小F値の製品を出す事自体がメーカーの技術誇示となります。

書込番号：24061684　スマートフォンサイトからの書き込み

[ありがとう、世界]

F16で実600mmなら、
有効(口)径は 37.5mmですので、(ドーズ限界の)分解能は約3.09秒角になります。

F8で実f=300mmでも、
有効(口)径は 37.5mmですので、(ドーズ限界の)分解能も約3.09秒角になります。

書込番号：24061727　スマートフォンサイトからの書き込み

[kumadon]

＞ありがとう、世界さん

口径が同じなら解像度はおなじというのはセオリーですね。
レンズ径が小さくなると回折が無視できない。
ドーズの限界は、あくまで、レンズの形状が理想形状の場合の話ですので、理論上の限界より大きいF値にシフトします。
レンズの径で起こる回折もありますが、明るいレンズを絞った際の絞り羽根の回折や、像の中心部か全体かでも変るので、話は複雑になります。
通常のレンズでも、絞ると解像度が上がり、更に絞ると解像度が悪化しますが、この悪化が、レンズ口径によるものなのか、絞り羽根によるものなのかは、なかなか一概に言えない領域と思います。

書込番号：24061766

[ありがとう、世界]

＞口径が同じなら解像度はおなじというのはセオリーですね。

「分解能」です。
もちろん、ドーズ限界は理論値(正確には経験値相当)。

いろいろ書かれていますが、
同じ有効(口)径になってしまう条件で望遠が倍半分では、
＞F値は関係ありません。
と言い切れ無いでしょう。

しかし、kumadonさん個人が「F値は関係ありません。」と信奉するのであれば、それは個人の思想の自由ですから、他人さんの内心を否定はしません(^^;

書込番号：24061805　スマートフォンサイトからの書き込み

[kumadon]

＞ありがとう、世界さん

失礼しました。分解能です。
レンズ一本の話でも、理論から、製造を含めたパラメータまで絡んできて、正確を記すると「条件によってなんとも言えません」と言う回答になってしまうので、ある程度、簡潔にF値が小さい方が良好だと言い続けています。
世間にはF値が小さければ小さいほど分解能も良好と考えている人も多いですし。

書込番号：24061836　スマートフォンサイトからの書き込み

[ありがとう、世界]

＞F値は関係ありません。
ではなくて、

「F値だけでは決まりません」
であれば、
「ですねー(^^)」
で円満合意だったかと思います(^^;

書込番号：24061845　スマートフォンサイトからの書き込み