DSLRキットのレンズをズームすると、絞りの設定が変わるのはなぜですか？

私は写真の分野に慣れていないので、理解できないことが少なくありません。Nikon D90とキットレンズ（18-105mm）をいじっています。

プレビューの深さについて読みながら、著者は次のようにDOFをよりよく理解するためにいくつかの基本的な演習を行うように求めています。

• 70mm以上のレンズでは、絞りを最小値f / 2.8、f / 3.5、f / 4に設定します。

絞りをf / 3.5に設定して焦点距離を変更しようとすると、カメラは可能な限りすべてのモードで自動で絞りを設定しています（これはわかっています）。次の方法で絞りを変更しています。

1. 18-24 ----> 3.4 to 4
2. 18-35 ----> 4.5
3. 18-50 ----> 5
4. 18-105 ---> 5.6

しかし、絞りを5.6以上に設定しても、カメラの焦点距離を変更しても変化しません。基本的なことを正しく行っていないことはわかっていますが、なぜこれが起こっているのかはまだわかりません。誰かがこれを理解するのを助けることができますか？

これは、可変絞りズームレンズを使用しているために発生しています。解決策は、高品質のレンズを入手することです。それ以外の場合は、レンズのバレルに実際にマークされている制限に対応する必要があります。

それは18-105mm 1：3.5-5.6Gと表示されます。つまり、あなたの最大口径は最も広い焦点距離（18mm）でF / 3.5であり、最も長い（105mm）でF / 5.6です。それの間で段階的に変化します。したがって、F / 5.6に設定されている場合は、絞りを変更せずに全焦点距離でズームできます。絞りをF / 3.5に設定した場合、焦点距離が少し長くなると、レンズは絞りを小さくする必要があります。

焦点比レンズ（時折絞り値やAVと呼ばれる、より一般的に焦点比またはFストップとして短手F / __を使用して書かれている）のは、実際に焦点ある長さの直径で割ったレンズの明確な口径の。

つまり、レンズに直径25mmの物理的な開口部があり、焦点距離が100mmである場合、100 100 25 = 4であるため、焦点比はf / 4になります。焦点距離を200mmに増やしても、物理的なアパーチャサイズを変更しないと、200÷4 = 8 ...になるので、f / 8になります。この例では、意図的に変更したのは焦点距離だけでしたが、計算の副作用として焦点比が変化しました。

一部のレンズは、焦点距離を調整しても焦点比を維持できる光学系を採用しています（これらのレンズはより高価なレンズになる傾向があります）。

焦点比は焦点距離を開口径で割ったものであることを知っているため、「焦点」に比べて低い焦点比では大きな物理的な直径が必要になるため、「長い」焦点比を持つ「長い」レンズはおそらく非常に重いことになります。レンズの長さ）。これは、レンズ内部の各ガラス要素の直径がはるかに大きいことを意味します。これはまた、それらがより厚く、より重いことを意味します。

開口部の物理的な直径だけではなく、なぜ焦点比が使用されるのか疑問に思われるかもしれません。センサーに送られる光の量を決定するために、重要なのは比率であることがわかりました。たとえば、レンズの開口径が25mmの場合、焦点距離がわからないと、センサーに送られる光の量がわかりません。

山腹のトンネルの思考実験を利用しています。トンネルの直径が20フィートで、トンネルの入口に立っている場合、トンネルの入口にいる間はさまざまな角度からの光が届くため、非常に明るくなります。トンネルの奥深くに入ると、奥深くに到達するために必要な光の角度がますます狭くなり、その結果、遠くに行くほど暗くなります。焦点比はこのように機能します。

つまり、露出計を使用してメーターの読み取りを行う場合、レンズの焦点距離についてメーターに何も伝える必要はありません...実際の焦点距離に関係なく、焦点比に基づいて露出設定を推奨できます。

もう1つの注意点... fストップで使用されるこれらの数値は、実際には2の平方根のべき乗です（2の平方根は、自由に丸めた場合、約1.4です）。

これは、円の直径をその係数（1.4 ...正確にしたい場合は実際には2の平方根）だけ増やすたびに、その円の面積を正確に2倍にするためです。つまり、その領域を通過できるフォトンの数は2倍になります。円の面積はπ* radius ^ 2です。半径を1.4（正確には√2）増やすと、その円の面積は正確に2倍になります。

以下は、2の平方根の累乗を示すテーブルです。0から9までです。左と右で累乗のみが変更され、Fストップ全体のリストが表示されます。Fストップ全体で、光の量がちょうど半分になります。f / 1.4は、f / 1.0と比較して、半分の光をレンズに通すことができます。f / 2はf / 1.4と比較して半分の明るさです...など。

正確な（丸められていない）値を使用しても露出は目立って変化しないため（つまり、Fストップの100分の1は気付かれないため）、カメラメーカーは写真で使用される値を丸め、値を覚えやすくします。