Фокусное расстояние, назначаемое любому объективу, является измерением, выполняемым, когда объектив отображает объект на большом расстоянии, например, звезду или отдаленные горы. Другими словами, расстояние от объектива до фокальной плоскости производится при изображении объектов на бесконечности (символ ∞). При отображении объектов ближе, чем бесконечность, мы должны вытянуть объектив дальше вперед от фокальной плоскости. Это теперь увеличенное расстояние называется «расстоянием заднего фокуса».
Теперь число f вычисляется путем деления рабочего диаметра отверстия диафрагмы на фокусное расстояние. Например, если установлен объектив 50 мм и диаметр его диафрагмы составляет 12,5 мм, то говорят, что объектив функционирует при f / 4.
Когда мы увеличиваем и уменьшаем масштаб с помощью нашего зум-объектива, мы меняем фокусное расстояние. Если диаметр диафрагмы составляет 12,5 мм при увеличении до 50 мм, то реализуется f / 4. Если мы увеличим масштаб до 100 мм, чтобы сохранить то же самое f / 4, диаметр апертуры должен быть как-то изменен на 25 мм. Это потребует механической связи, которая регулирует рабочий диаметр апертуры при масштабировании. Такая механическая связь может быть изготовлена, но этот метод оказывается слишком дорогим, поэтому производители линз используют другой подход.
Современный зум состоит из нескольких линз, каждый с разным фокусным расстоянием. Некоторые из этих элементов перемещаются как группа при масштабировании, некоторые перемещаются независимо. Передняя часть диафрагмы объектива работает подобно лупе, которая изменяет мощность при масштабировании. Это действие приводит к тому, что диаметр диафрагмы увеличивается, если она увеличивается при увеличении фокусного расстояния. И наоборот, при увеличении и уменьшении фокусного расстояния вид диаметра диафрагмы уменьшается. Этот умный дизайн работает, и число f может сохраняться на протяжении всего масштабирования. Однако, поскольку фокусное расстояние увеличивается, для поддержания постоянного числа f требуется очень дорогая оптика. Этот факт объясняет, почему более доступные зум-объективы не поддерживают постоянную диафрагму. Непостоянная диафрагма была бы разрушительной, если бы камера не показывала измерение через объектив. Этот современная экспозамера подход делает непостоянную проблему диафрагмы спорным.
Дополнительно: при закрытии фокуса расстояния заднего фокуса увеличиваются. Этот акт делает недействительными F-номера. Когда вы приближаете фокус примерно к ½ метра (20 дюймов), ошибка числа диафрагмы составляет около 1/3 диафрагмы, поэтому возможна недостаточная экспозиция. Многие производители объективов останавливают прямую регулировку (фокусировку) на этом расстоянии.
Специализированные объективы для спасения: в конструкции макрообъектива используется то же увеличение схемы диафрагмы. Это позволяет осуществлять точную фокусировку без опасности недодержки из-за этой ошибки числа f, которая теперь называется «коэффициент сильфона».
Что касается увеличения: увеличение тесно связано с фокусным расстоянием и расстоянием до объекта. Как правило, более длинные линзы увеличивают больше, чем линзы с коротким фокусным расстоянием. Однако любой объектив может отображать единое целое, если объектив выдвинут вперед на одно полное фокусное расстояние. Другими словами, объектив 50 мм, увеличенный до 100 мм, будет отображать изображение в натуральную величину. Аналогично, объектив с фокусным расстоянием 100 мм, выдвинутый вперед на 100 мм, также будет отображать изображение в натуральную величину. Для этого мы выдвигаем линзу вперед, используя проставки, называемые трубками или кольцами. В единице f-числа являются двумя f / остановками по ошибке. Макрообъектив решает эти проблемы, поскольку они оптимизированы для точной фокусировки.