私はカメラのさまざまな設定を自分自身に教えてきましたが、今ではカメラを効果的に使用する方法について十分に理解していますが、1つはまだ私を悩ませています。
開口サイズが変更された場合、他のレンズが移動して光線束をフルフレームサイズに再フォーカスしますか？
つまり、開口部は、画像をますます小さな円（またはn面の形状）に「切り抜く」ように見えます。これは明らかに光が少ないことを意味することを理解していますが、調整されたときにセンサー全体に収まるようにライトバンドルを再フォーカスする他の処理が行われていますか？
回答:
粗悪な光線追跡を許せば、レンズは光を直接照らさず、焦点を合わせます。
緑の線は、狭い開口でレンズに当たる光の円錐を表し、赤は、広い開口で許可される光の円錐です。この場合、レンズの直前または直後の開口部を想像することができます（単純なレンズと大きな違いはありません） 開口部に関係なく、光は同じポイントに焦点を合わせています。
これは単純なレンズですが、同じことが複雑なレンズにも当てはまります。そこで、画像の切り取り（通常、このコンテキストではケラレと呼ばれます）に関する直感が作用します。複雑なレンズでは、絞りは適切な位置になければなりません。レンズの他の部分に障害物があると、ケラレが発生します。
私は最近自分でこれを理解しようとしていて、この質問を見つけました。私はここに私のショットだ、受け入れ答えは非常に完了したと感じませんでした（！何もしゃれが意図していません）：
最初に理解することは、表面上の任意の1点で反射する光は1つの光線ではなく、多くの異なる角度で入り、多くの異なる角度で反射することです。これらのビームのほとんどがカメラのレンズに当たることはありません。ただし、画像センサー上の単一の点に焦点を合わせているものもあります（その点に焦点があると仮定します）。
レンズを通過する焦点からの光
では、レンズの後ろ（またはレンズの前）に開口部を配置するとどうなりますか？
レンズの後ろの開口部
ポイントからの光はまだイメージセンサーに当たるため、画像に表示されます。ただし、センサーにぶつかるポイントからの光は単純に少なくなっています。これが、より小さな絞り（またはより小さなレンズ）を使用するために、より長い露光時間を必要とする理由です。センサーは同じ量の光を吸収するのにより長い時間が必要です。
それでは、開口部を小さくすると、より長い露出時間を使用せざるを得ない場合、開口部を設けることのポイントは何ですか？露出された光を減らすことは有用な場合があります（たとえば、それは眼球の瞳孔の目的であり、これは開口に正確に類似しています）が、カメラに開口を設ける主な理由は、実際には外にある点に関係していますフォーカスの。
焦点が合っていない-遠すぎる
焦点が合っていない-近すぎる
どちらの場合でも、光線はすべて単一の点から来るが、すべてが単一の点でイメージセンサーに当たるわけではないことに注意してください。むしろ、それらは円状に広がっています。これが、焦点が合っていないポイントが写真でぼやけて見える原因となります。
（この円は混乱の輪と呼ばれることもあります。ちなみに、これは周囲の点よりも明るい焦点外の点が円形の円盤として表示される理由も説明しています）
それでは、この場合にレンズの後ろ（または前）に開口部を配置するとどうなりますか？
絞り付きの焦点外
センサーに当たる光が少なくなることをもう一度確認します。これは、より長い露出が再び必要になることを意味します。しかし、何か他のことが起こりました。センサーにぶつかる光の円（この点から）は小さくなりました。これにより、最終画像でより焦点が合ったポイントが表示されます！したがって、開口部を小さくすると、オブジェクトが焦点が合っている深度範囲が広がります。被写界深度が増加します。
したがって、開口部（またはレンズ）が大きいほど、必要な露光時間は短くなります（より多くの光があるため）が、被写界深度は浅くなります（焦点が合っていないため）より大きなエリアに印象的なポイント）。逆に、絞り（またはレンズ）が小さいほど、被写界深度は大きくなりますが、露出時間が長くなります。
極小の開口を得ることができれば†、1回のショットですべてに焦点を合わせることができます... これは、本質的にピンホールカメラの仕組みです。
† さて、開口部はまだ光の波長よりも大きい必要がありますが、それはまったく別のトピックです...
この素晴らしいツールを使用して上記の画像を生成しました。
あなたの目を考えるのに役立つかもしれません。あなたの目は本質的にカメラであり、あなたの目の作品の虹彩はカメラのレンズの虹彩と同じ機能を果たします。明るい日に外を歩くと、虹彩が収縮して網膜に当たる光の量が減りますが、視野は同じままです。画像はトリミングされません。同じことは明らかにカメラのレンズでも起こります。
画像がトリミングされない理由は、画像全体からの光線がレンズの表面全体に当たるためです（カメラでも目でも）。視界内の各点を離れる光線の円錐を想像できます。円錐の先端はその点にあり、円錐の底はレンズです。虹彩はその円錐の基部の直径を小さくするため、光は少なくなりますが、それでも円錐の一部は虹彩を通過し、レンズによってセンサー（または網膜）の単一点に焦点が合わせられます。
いいえ、絞りを変更する際にリフォーカスは必要ありません。また、絞りは画像をトリミングしません。
ご存知かもしれませんが、イメージはセンサーに当たるとミラーリングされ、上下逆さまになります。画像はレンズ内の単一の点に焦点が合わせられ、反対側で反転して出てきます。すべての光線が出会うこの点が開口部であるため、画像はトリミングされずにこのような小さな穴を通過できます。
レンズのレンズ要素は実際には画像を生成するために必要ではなく、開口部だけが必要です。ピンホールカメラにはレンズがまったくありません。絞りとして機能し、フィルムに画像を投影する小さなピンホールしかありません。
エフェクトはcamera obscuraという名前で、カメラの名前の由来です。