¿La respiración focalizada hace que la lente sea más lenta cuando se enfoca cerca?

Escuché que la distancia focal de algunos lentes se hará notablemente más larga cuando se enfoca a una distancia cercana, un efecto llamado "respiración de enfoque". Dado que el número f es la distancia focal dividida por el diámetro de la abertura física y el tamaño de la abertura no cambia, parece lógico concluir que dicha lente debería ser más lenta cuando se enfoca cerca.

¿Es realmente así, o hay algo que estoy pasando por alto?

Eso es cierto, y muy notable en lentes macro. Por ejemplo, una Nikon 105 mm f / 2.8 VR (en el infinito) es f / 4.8 a su distancia de enfoque más cercana de 30 cm aproximadamente.

Veamos el uso de tubos de extensión en lugar de una lente macro para que el efecto sea más fácil de visualizar.

La parada f efectiva de una lente es igual a la parada f real de los tiempos de la lente (1 + aumento / aumento de la pupila). En lentes de aproximadamente 50 mm, la ampliación de la pupila es de aproximadamente 1. Las lentes más largas tendrán una ampliación de la pupila más pequeña y las lentes más cortas tendrán una ampliación de la pupila más grande. Por ejemplo, la Canon 180 mm f / 3.5L tiene un aumento de pupila de 0.5 cuando se enfoca a 1: 1.

Entonces, suponiendo un diseño de lente simétrica con un aumento de pupila de 1, tenemos:

F _e = F _a * (1 + aumento)

Ahora, si tiene esa lente de 50 mm con 50 mm de tubos de extensión, tiene un aumento de 1.0, y la parada f efectiva (F _e ) es el doble de la real. En otras palabras, has perdido dos paradas de luz al hacer eso. El sistema de lentes es de hecho más lento.

Míralo de esta manera, la luz viaja el doble de distancia que antes para llegar a los medios. La ley del cuadrado inverso hace que ilumine 4 veces el área (de la que solo te importa 1 vez) y eso es nuevamente 2 paradas de luz.

Tenga en cuenta que este sigue siendo un objetivo de 50 mm en este ejemplo. Es solo que ha cambiado una distancia de enfoque mínima más cercana de la lente por la capacidad de enfocar al infinito.

Debo señalar que el ejemplo que di fue con una lente simétrica, simple y agradable que se usó para hacer trabajo macro.

Cuando se está activando el enfoque interno (en lugar de la vieja escuela 'mover todo el vidrio'), las ecuaciones de lentes simples ya no son simples, pero muchos de los principios siguen ahí, incluso cuando no se trabaja con una lente macro. La ampliación del sujeto cambia, y la apertura efectiva cambia junto con él.