ペンちゃんさん、ＲＯＭさん、レンズマンさん、ｏｕｃｈさん、有り難うございます。
最後にｏｕｃｈさんの絵付きの書き込みを読み込んだ後、
逆上るように皆さんの書き込みを拝読し直して、
ようやく定義論的なところが理解出来てきたような気がします。
有り難うございますm(_ _)m。
こうやって見ると、まだまだレンズの光学的なことが、
理解出来ていないなーということがよく判りました(^-^;)＞
（ｏｕｃｈさんのイラストのお蔭で、第二主点というのが何を表しているのか、
やっと判ったような判らないような‥‥。
もっとも、じゃー第一主点が何なのか、判ってませんが(-_-:)　）。
　ところでｏｕｃｈさんの逆引きの有効光束に依る定義と、
ＲＯＭさんの入射角度から来る定義（ペンちゃんさんのも、結果的には内容は一緒なんですが）を踏まえた上で、
私にとってそれでもまだ疑問として残っている事柄についてレンズマンさんが触れてらっしゃる
（多分同じ内容だと思う）様に思えるので最後に確認したいのですが、
絞り通過後の光束を強引に凸レンズで細く集約して、
それから凹レンズで拡散させる形で強引にマウントを通した場合、
これもやっぱり入射角度から来る定義の為に、『Ｆ値は角度が狭くなった分暗くなる』んでしょうか？
でも逆引きの有効光束に依る定義からすると、Ｆ値は小さく出来るような気がするんですが‥‥。
　まあ、『現実の設計では、それは実現不可能な虚数解みたいなものである』とか、
『やれないことはないが、模範的な画質を得られる設計解が無い』等はあり得ると思いますが、
個人的に後者については『場合によってはそれでもええやん』派なもので、
別にいいんではないかと──（大汗）。
　これが『実現可能な形の解が無い』乃至『その場合、やっぱりＦ値は下がる』ならば、
結局フランジバック（正確には、後玉の撮像面からの距離と直径）が規定されている場合、
『フランジバックとマウント直径に依って実現可能Ｆ値は既に規定されている』ということには、
全く動かす余地が無く、Ｆマウントに於けるその実現可能Ｆ値が、
１．０６までであるということが私にも理解出来ました、
どうも有り難うございます──m(_ _)m゛゛゛゛。
ただまあ、一応レンズマンさんの書き込みの内容を私が読み違えていなければ、
可能性は残されているとは思うんですが‥‥。

＞ 写真の世界ではＦ値で明るさを表すのが慣習となっていますので
＞ 明るさを考える際Ｆ値で考えてしまいますが、光学系によっては
＞ 正しい明るさを示さない場合もありえることになります。このため、
＞ 他の分野では実際のレンズの明るさを表す為にＦ値の変わりにＴ値と
＞ 呼ばれる値で表すことがあります。

　あれ、よくよくこの文章を読み返してみると、
Ｆ値の定義は、逆引きの有効光束ではなく、入射角度の方と取れるなー‥‥。
まあ、実効Ｆ値が１．０あれば、私はそれで充分ですが──(^-^;)。
Ｔ値って、レンズの透過率の補正を目したものかと思っていました。
　──段々定義に自信が無くなっていく私(T_T)〜。

VRでの広角域で使うのはこのレンズ初めてなのですが今まで撮った物は結構ブレていたかもしれません。
画質そのものを追求しなければこれでいいと思いました。
ＧタイプレンズなのでD200に常時付けて撮るにはもったいない気がしました。
多分、このレンズが一番相性のいいボディはD70ｓの後継モデルではないでしょうか。
18-70にもVR付けば標準ズームとしてはより完成度上がりますね。

＞Thinkpadさん

＞D70お得意のモアレが凄い事になってますね・・・AOKIの看板

そうなんです。
レンズ評価に定点撮影をよく行うのですが、
モアレの出るポイントは解像力確認にうってつけです。
ですからD70売却した今でも、レンズを購入するとわざわざ借りてきて撮ってます。
あ、さっきのサンプルは同じ日、同じ時刻に撮り直してますけどね。

モアレはRAW撮影にてNCのモアレリダクションでかなり目立たなくできます。ラーメンは残っちゃいますけどね。
今回の画像はJPEGのみなので異なる画像、カメラですが参考に載せておきます。


＞KNNさん

現状200mmでのコントラスト、解像度低下が気になりますが、
18-70と80-200の代替レンズとまではいかないにしても、
18-70の代わりには成り得えそうな手ごたえは有りました。

VR-ON/OFFによる画質の低下は見られませんでしたし、
VR-ONでファインダーに像がへばり付く感触は独特で、これだけでも価値がありますね。
KNNさんがご推奨されるのでしたら購入にふみきれそうです。

＞ 前玉の口径がでかく出来るという
＞ ことは、有効径もでかく出来るのでは
＞ それともこの有効径と言うのは、
＞ 前玉の有効径ではなく、別の要素
＞ で規定される有効径なのでしょうか？
＞
レンズの有効径の定義は、あくまでレン
ズに対して光軸に平行な光線が入射した
とき、焦点面に届きうる(ここが重要。
だから「有効」口径なんです)光束の直
径のことを言います。
ですから、たとえどれほど前玉を大きく
したとしても、それ以降で光がさえぎら
れてしまい、焦点面に届かない場合には
その光束は有効とはいえません。
通常のレンズでは、絞り機構によって光
束がさえぎられますから、絞りの位置と、
絞りの直径が決まればレンズ前面におけ
る光束の太さは自動的に決定されます。
ここで、仮に絞り機構がなかったとして
も、マウント直径が絞りの役割を果たす
ところが、今回の疑問の発端でしょう。


＞ ここがよく判らないのですが（またペ
＞ ンちゃんさんも触れられていた様です
＞ が）、フランジバック長はＦ値を規定
＞ する要素の一つに入っている
＞ 事なんでしょうかね？
＞
正直、言葉で説明するのは難しいので、
図を見てください。フランジバック長よ
りも短焦点のレンズは焦点がマウント内
部に入ってしまうので、レトロフォーカ
スにせねばならず、上の図のようになり
ます。
マウント面を通過して焦点面に届く光束
は非常に細くなるのがわかると思います。
広角レンズですから、平行光束はレンズ
前面では非常に細くなってしまうという
のは自然に理解できると思うのですが。
図の下側はテレフォトタイプのレンズで
す。この場合、前玉の直径がほぼ有効口
径と一致します。

しかしどちらにしろ、実現可能な有効口
径は、マウント直径とフランジバックと
の位置関係によって限定されるのは図を
よく見ていただければわかるのではない
かと思います。

みなさん、こんにちは。

単純な光学系では、F値と関連付けて光束の太さ(円錐の頂点の角度)で
明るさを決めることが出来ますが、他の光学系が追加されることで
結像面での光束の太さと明るさの関係は崩されることがあります。
言い換えれば、有効口径(たとえば前玉の径)が十分にあれば、他の
光学系を追加することで細い光束でも明るくすることが出来ます。
ただし、この場合はボケは少なく被写界深度は深い光学系になって
しまいます。

写真の世界ではＦ値で明るさを表すのが慣習となっていますので
明るさを考える際Ｆ値で考えてしまいますが、光学系によっては
正しい明るさを示さない場合もありえることになります。このため、
他の分野では実際のレンズの明るさを表す為にＦ値の変わりにＴ値と
呼ばれる値で表すことがあります。

”光学系の明るさとは何かを復習しましょう。
紙に300mmF2.8と20mmF2.8の絵を描いてみてください。
(レンズは1枚、平行光束がフィルム面に集まるような絵にしてください)
レンズの径は300mmF2.8が107mm, 20mmF2.8が7mmくらいですね。
当然、レンズからフィルムまでの長さはそれぞれ300mm, 20mmとなります。
で！ですよ、レンズの最も端を通ってフィルムに向かう光と光軸の角度は
何度になってますか？どちらも10度くらいになっているはずです。
そして、この角度が光学系の明るさそのものなのです。
F2.8のレンズなら焦点距離がいくつだろうと同じ角度になります。
これより明るいレンズならこれより大きな角度で入射するし、
これより暗いレンズならこれより小さい角度で入射します。
F値は口径比と言われるように長さと長さの比をとったものであり、
その本質はこの入射角なのです。
そう考えると、バックフォーカスとマウント径が決まれば
そのマウントで達成できる最大の明るさが決まってしまうのも
納得いくのではないでしょうか。

ちなみに全群繰り出しでは焦点距離は変わりません。
(インナーフォーカスやリアフォーカスのように
レンズの一部が動いたときに焦点距離が変わります。）
レンズ全体を繰り出すことによって、上で説明した角度が
どうなるかを考えれば、なぜ暗くなるのかもうお解りでしょう。”

根本的なところで、思い違いをされているように見受けられるのですが、
マウントによるＦ値の限界を理解するには、物事をシンプルにして
考えていただいた方が良いと思います。

＞ ＞ 後玉を出た光は拡散しても収束してもいい訳ですし、
＞ これは違います ^^; 単に筆が滑っただけと思いますが。後玉を出た光
＞ が撮像素子面にきちんと収束しないと、写真用レンズとしての役目を
＞ 果たしません。
というouchさんの書かれた事を、もっとかみ砕いてみますと、
通常の写真用レンズは凸レンズと凹レンズを組み合わせて作られていますが
全体で凸レンズの働きをしなければ、フィルムや撮像素子上に像を結ぶ事は
できません。
ということになります。凸レンズを出た光が収束しなければ像は結びません。
（これはお分かりいただけるでしょうか。）
多分、後玉が凹レンズでもいいという事を言われているのではないかと思わ
れますが、単にＦ値の事を考えるだけで良ければ、１枚の虫眼鏡のような
レンズだと仮定してみれば分かりやすいと思います。

Ｆ値はレンズの口径÷焦点距離ですので、マウントの処にレンズを置いた
場合、マウントの口径より大きなレンズを置いても、マウントにけられて
しまうため、マウント径÷マウントから撮像素子までの距離がＦ値の限界に
なります。
Ｆマウントは内径が44mmでバックフランジが46.5mmですから、焦点距離が
46.5mmのレンズの場合、44mmの直径（約F1.06）が限界で、それ以上大きく
しても、マウントでけられてしまい、明るくはなりません。

＞それともこの有効径と言うのは、前玉の有効径ではなく、
＞別の要素で規定される有効径なのでしょうか？

焦点距離50mmのレンズでF1.0を達成するには前玉の直径は最低でも50mm必要
という事は言えますが、前玉を大きくしただけでは明るくなりません。
ほとんどの一眼レフ用の高級レンズで前玉が焦点距離÷Ｆ値より大きいのは
周辺まで光量や解像度が落ちないようにするのが主な目的です。

＞撮像面よりもでかい後玉でも、小さい後玉でもいいと。
＞　例えば３５Ｆ２８のレンズがあったとした場合、
＞後玉の直径は、常に同じサイズなのかという意味で──。

レトロフォーカスのレンズの場合、焦点距離よりレンズの後玉から撮像素子
までの距離が長いわけですから、話は少し複雑になりますが、後玉の直径も
単レンズの場合と同様、後玉から撮像素子間での距離が46.5mmの場合、F2.8
では16.6mm以上必要になります。

＞フランジバック長はＦ値を規定する要素の一つに入っている事なんでしょうかね？
＞例えば後玉の位置を撮像面に近づけるとＦ値が上がるという話は、初めて伺いました。

50mmでF1.0のレンズを仮定しますと、もし後玉が撮像素子から25mmの位置にあれば
後玉の直径は25mm以上なければいけないと言う事になりますが、この大きさは
後玉の位置が46.5mm離れなければいけない一眼レフ用のレンズと比べて半分近く
小さくてもＯＫと言う事ですので、フランジバックが短いという事は、明るいレンズを
取り付けるのに必要なマウントの口径がより小さくても大丈夫という事になります。

＞ この問題に関しては、テレセントリック性だの画質だのといった問題
＞ はまったく関係ありませんね。単に幾何学的、物理的な制約として、
＞ そうしたレンズを構成するのは不可能なんです。

必要条件としてはそうですよね。ただ、Ｆマウントの44mmという内径はF1.4以上の
明るいレンズを設計するには十分とは言えませんよね。
28mmF1.4などはアクロバット的な設計ですし…

　ouchさんどうも有り難うございます。
どうにも私が話を理解出来てるのか出来てないのかイマイチ自信が無かったりするのですが──（大汗）。

＞ ＞ Ｆ値は前玉で規定される物ですし
＞ ここで誤解があるんじゃないですか? f値を規定するのは、前玉の物理
＞ 的サイズではなく、そのレンズの有効口径(と焦点距離)です。

　前玉の口径がでかく出来るということは、有効径もでかく出来るのでは（多分）？
それともこの有効径と言うのは、前玉の有効径ではなく、
別の要素で規定される有効径なのでしょうか？

＞ ここでレンズの有効口径とは何かといえば、レンズに対して平行光線
＞ 束を入射させた時、そのレンズの絞り位置を通過可能な光線束が、レ
＞ ンズ最前面に投影する円の直径のことを言います。

　この文章からすると、やはり前玉の中で、光が通り得る範囲のことを、
有効径と言っている様に見えたりするのですが‥‥。

＞ あと
＞ ＞ 後玉を出た光は拡散しても収束してもいい訳ですし、
＞ これは違います ^^; 単に筆が滑っただけと思いますが。後玉を出た光
＞ が撮像素子面にきちんと収束しないと、写真用レンズとしての役目を
＞ 果たしません。

　要は光が後玉を出た後の光束（の外形）が、
広がった形だろうと窄まった形だろうと構わないだろうという意味です。
撮像面よりもでかい後玉でも、小さい後玉でもいいと。
　例えば３５Ｆ２８のレンズがあったとした場合、
後玉の直径は、常に同じサイズなのかという意味で──。

＞ 一眼レフの場合、どんなに理想的なレンズであってもかならずマウン
＞ ト部分で光束は絞られてしまうわけですから、ボディのフランジバッ
＞ クとマウント径さえ決まってしまえば、たとえレンズ配置をどのよう
＞ に工夫したとしても、マウント径÷フランジバックよりも小さなf値を
＞ 実現することは物理的に不可能です。

　ここがよく判らないのですが（またペンちゃんさんも触れられていた様ですが）、
フランジバック長はＦ値を規定する要素の一つに入っている事なんでしょうかね？
例えば後玉の位置を撮像面に近づけるとＦ値が上がるという話は、
初めて伺いました。
ただ、それで行くと例えば５０Ｆ１．４のレンズのフランジバックを強引に半分にすれば
（ピントは合わなくっても構いません。合焦・非合焦で明るさが変わったと言う話を聞きませんので）、
Ｆ値が自動的に１．０か０．７辺りにならなければなりません（どっちになるのか判りませんが）。
　まあ全群繰り出し型のマクロレンズを繰り出すと、焦点距離が伸びつつＦ値も暗くなるので、
あり得ないとは言えませんが（もっとも個人的には、これは焦点距離が伸びた為に、
有効径は同じなのでＦ値が暗くなるのかと思っておりましたが‥‥）。
　フランジバックとマウント径でＦ値が決まるのでしたら、
前玉の有効径と焦点距離で決まるＦ値との関係をお教え願えますと勉強になりますm(_ _)m゛゛゛゛。
まあ言われてみれば、フランジバックを短く出来れば、
イメージサークルや画角は足りなくても焦点距離が短くなったのと同じであるという解釈も出来ますが
（こういう意味なんですかね？）。
　焦点距離を短くしつつフランジバックを長いまま維持しようとするとレトロフォーカスタイプになって、
後玉が大きくなりますから、マウント径とフランジバックでＦ値が規定されるというお話も、
なる程という気もしないではありません
（多分そういう意味なのかなという気がして来ましたが）。
この考え方だと、なる程レンジファインダー機はマウント径を無視出来て、
一眼レフではマウント径を無視出来ないというのも、辻褄が合う気がします。

＞ この問題に関しては、テレセントリック性だの画質だのといった問題
＞ はまったく関係ありませんね。単に幾何学的、物理的な制約として、
＞ そうしたレンズを構成するのは不可能なんです。
＞
＞ (まぁ、より厳密に言えばバックフォーカスも考慮しないといけない
＞ でしょうけど)

　上の解釈で合ってるのか間違っているのか、
間違っているならどこが間違っているのか指摘して頂けますと、
より深い理解に繋がりまして嬉しいのですが──m(_ _)m゛゛゛゛゛゛。
　『合ってるからいいや』で何も言って頂けないと、
結局こちらからは合っているのか合っていないのか、判断が付きませんので（大汗）。

＞ Ｆ値は前玉で規定される物ですし
ここで誤解があるんじゃないですか? f値を規定するのは、前玉の物理
的サイズではなく、そのレンズの有効口径(と焦点距離)です。

ここでレンズの有効口径とは何かといえば、レンズに対して平行光線
束を入射させた時、そのレンズの絞り位置を通過可能な光線束が、レ
ンズ最前面に投影する円の直径のことを言います。

あと
＞ 後玉を出た光は拡散しても収束してもいい訳ですし、
これは違います ^^; 単に筆が滑っただけと思いますが。後玉を出た光
が撮像素子面にきちんと収束しないと、写真用レンズとしての役目を
果たしません。

一眼レフの場合、どんなに理想的なレンズであってもかならずマウン
ト部分で光束は絞られてしまうわけですから、ボディのフランジバッ
クとマウント径さえ決まってしまえば、たとえレンズ配置をどのよう
に工夫したとしても、マウント径÷フランジバックよりも小さなf値を
実現することは物理的に不可能です。
この問題に関しては、テレセントリック性だの画質だのといった問題
はまったく関係ありませんね。単に幾何学的、物理的な制約として、
そうしたレンズを構成するのは不可能なんです。

(まぁ、より厳密に言えばバックフォーカスも考慮しないといけない
でしょうけど)

＞ デジさんやgojiraさんが主張されているとうり、ニコンＦマウントでは
＞ f1のレンズは物理的に作る事が不可能だと言う事は確かです。
＞ 「可能なＦの最小値は結像する光が取りうる立体角の最大値で制限されます。」
＞ を単純化して考えてみれば、お分かりいただけると思います。

　Ｆ値は前玉で規定される物ですし、レンズの途中の光路は絞られているし、
後玉を出た光は拡散しても収束してもいい訳ですし、
レンズ形式で後玉のサイズは影響を受けるし（同じスペックのレンズでも、後玉口径は違いますよね？）、
何か不思議な物を感じてしまうのですが‥‥。
　増してやレンジファインダー用レンズの後玉径はＦマウントの限界よりもっと細いし、
レンジファインダー用レンズの後玉が後ろに来て有利なのは、
単純に設計の柔軟性の向上から、画質を向上させ易いということだけの様です。
標準レンズ位では、テレセントリック性がどうとか気にするレベルでもありませんし‥‥。
　ただ、ペンちゃんさんが光学関係に詳しく、
その詳細な知識に従って書かれてらっしゃるのでしたら、その通りなのでしょう。
ちょっと前提がはっきりしませんので、その辺をはっきりさせておいて頂けますと、
諦め（笑）が付き易くって助かりますですm(_ _)m。
　ただ、５０ミリでマウント径が足りないのであれば、
３０〜４０ミリ程度にすれば、その問題はクリア出来ますよね？
まあ画質向上を目指すならば、寧ろ設計の難易度は上がりますが、
大口径レンズなんて、程よい甘さがあってもいいんではないかと思います、個人的に。
　ＤＸサイズだと、３０ミリ前後が標準レンズだし、４０ミリでちょっと長い眼の標準って言うのでも、
面白いんじゃないですかね（もっとも、かなり汎用性は下がりますが(-_-:)　）？