焦点を合わせると、焦点を合わせるとレンズが遅くなりますか？

一部のレンズの焦点距離は、近距離に焦点を合わせると著しく長くなると聞きましたが、これは「焦点呼吸」と呼ばれる効果です。F値は焦点距離を物理的開口の直径で割ったものであり、開口サイズは変化しないため、近くに焦点を合わせるとそのようなレンズは遅くなると結論付けるのが論理的なようです。

それは本当にそうですか、それとも私が見落としているものがありますか？

それは真実であり、マクロレンズで非常に顕著です。たとえば、Nikon 105mm f / 2.8 VR（無限遠）は、30cm程度の最も近い焦点距離でf / 4.8です。

マクロレンズではなく延長チューブを使用して、効果を視覚化しやすくします。

レンズの実効fストップは、レンズの実際のfストップ時間（1 +倍率/瞳孔倍率）に等しくなります。約50mm程度のレンズでは、瞳孔倍率は約1です。レンズが長いほど、瞳孔の倍率は小さくなり、レンズが短いほど、瞳孔の倍率は大きくなります。たとえば、Canon 180mm f / 3.5Lの瞳孔倍率は、1：1で焦点を合わせたとき0.5です。

したがって、瞳孔倍率が1の対称レンズ設計を想定すると、次のようになります。

F _e = F _a *（1 +倍率）

さて、50mmの延長チューブを備えた50mmレンズを手に入れたら、倍率は1.0になり、有効なFストップ（F _e）は実際の2倍になります。言い換えれば、あなたはそれをすることで2つの光のストップを失った。レンズシステムは確かに遅いです。

このように見ると、光はメディアに到達する前の2倍の距離を移動しています。逆二乗則は、それは（あなたが唯一のそれの1倍を気にしている）4倍の領域を照明し、それが再び、光の2つの駅があります。

この例では、これはまだ 50mmレンズであることに注意してください。レンズのより短い最小焦点距離と無限遠で焦点を合わせる能力とを交換したというだけです。

私が与えた例は、マクロ作業を行うために使用された、素晴らしくシンプルな対称レンズであったことを指摘する必要があります。

旧式の「すべてのガラスを動かす」のではなく、内部フォーカシングを行っているとき、単純なレンズの方程式はもはや単純ではありませんが、マクロレンズを使用しない場合でも、原則の多くはまだそこにあります。被写体の倍率が変わり、それに伴って有効口径が変わります。