鏡頭問題：為什麼光圈值=焦距/光孔的同時光圈值≠焦距/光孔?
一般認知中，光圈值就是等於鏡頭焦距除以光孔直徑，然而實際情況卻並非如此（某些知友說的）。我知道對於不少折射望遠鏡而言，的確是光圈值=焦距/光孔，但我也隱約的感覺到，對於一些相機的鏡頭而言（那些鏡頭相對於普通結構的望遠鏡來說，包含了太多工藝技術含量，我不懂），光圈值似乎的確不是直接等於焦距/光孔的，請問這到底是為什麼呢？
圖一、二是我自用的中一光學85mmF1.2人像鏡頭，85/1.2≈70，它確實有著70mm直徑的大鏡片，然而且看下圖：
圖三、四為中一光學85mmF2.8微距鏡頭，根據光圈值=焦距/光孔的公式來計算，那麼85/2.8≈30，但很明顯，它的光孔根本沒有30mm那麼大，這是為何呢？在此請教各知友，謝過！
看到孔咕咕的回答，工科生不請自來
以下圖片內容來自以前的筆記，就不貼reference了（懶）
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簡單的說，你可能搞錯了孔徑的概念，由於描述相對模糊，我在這裡列一下可能的錯誤
- 對於鏡頭來說，第一片透鏡的通光直徑與鏡頭的光圈並不等效（只有單片透鏡可以用焦距除直徑得到光圈大小），此時第一片尺寸限制的是視場大小
- 對於微距鏡頭，可能是因為鏡頭本身對近距離拍攝優化，使得它在最優工作距離下實際焦距與光圈與標配不同，作為測試，可以看一下在遠距離拍攝時，會不會有很嚴重的暗角
- 肉眼能看到的光圈大小往往不是真實值，而相當於在放大鏡下看到的光圈大小
仔細的說的話，大概要多寫一點了，討論一下什麼是光圈，以及什麼限制了光圈
光圈與數值孔徑-什麼是光圈
（簡單的說：光圈與數值孔徑代表的是物體發出的光有多大一部分可以被鏡頭接收，對鏡頭的光圈的定義討論的是被接收的這束光角度試圖增大時，誰會擋住他）
對於攝影師來說，光圈的數值代表的涵義其實並不重要，一般更關注的是它所帶來的影響（景深，亮度）；同時，攝影上使用的F值與T值其實是一種工程表達方法。在這種表達方法下，
在使用中，所謂整檔光圈（1.0/1.4/2/2.8/4/5.6等）並不是線性增大/減小的，這組數字其實反映的是在所列光圈下，光闌的面積成倍/減半。於此對於，在調整快門速度時，速度檔也是以近似於加倍/減半排列的。
與此對應的，在顯微鏡等領域使用的表示法，叫做numerical aperture （數值孔徑/孔徑角）
對於任何實際存在的鏡頭，他所能接收的來自物體的光都是有限的，一般都是一個錐體內的所包含的，這個錐體的角度叫做光錐角（下圖α）；對於光學系統來說，這個角的大小決定了成像質量（可以簡單的理解為從物體發出的光，鏡頭能捕獲的越多，就越能精細的描繪出物體的特徵）。
一般在顯微鏡領域，光學系統的數值孔徑被定義為 ，其中NA是數值孔徑的縮寫，n是物體所在空間的折射率，α是光錐角。光錐角的大小實際上除了與直徑D有關，同時也受透鏡到物體的距離的影響（微距鏡頭很大程度上與顯微鏡物鏡的情況更相似）。
然而對於攝影鏡頭，一般情況下物體所在空間都是空氣，其折射率為1；同時光錐角的角度都很小，可以把 當做近軸處理（可以理解為一個扇形角度很小的時候，弧邊長度可以近似成直線考慮）。如此，對於攝影鏡頭，這個數值孔徑又變成了與光闌直徑相關的量（對於無窮遠處對焦，
，n=1時，
）
對於相機鏡頭來說，光圈組件就是用來為這個光錐角進行人為限制的（出於成像質量，曝光組合等考慮），對於一個光學系統，這個極限光錐角位置的光線叫做marginal ray（邊緣光線），他在何處受限決定了系統的aperture stop (孔徑光闌）位置。
光圈與入/出瞳-什麼限制了光圈
在幾何光學中，一個尋找系統孔徑光闌的方法就是，逐漸增大光錐角到達極限，而此時阻止角度繼續增大的位置就是系統的孔徑光闌。
然而對於攝影鏡頭，這樣不經過透鏡直接碰到光闌的情況並不常見（光圈放在鏡片前），而光經過折射角度發生變化，會使真實的物理孔徑和光學的孔徑角不對應。一般情況下，經過光圈前鏡組後，原本光束的直徑會被縮小，而這個「光束原本的直徑」，被稱為「入瞳直徑」。同樣，從後鏡組出來的直徑叫做「出瞳直徑」。有一個簡單的方法就是「從鏡頭前面看到的光圈直徑就是入瞳直徑，從鏡頭後面看到的光圈直徑就是出瞳直徑「。
注意，對於有前組和後組的鏡頭，入瞳，光圈，出瞳三個直徑往往是不同的（小孔成像的話就全部一樣了LOL），所以從鏡頭前後端看到的光圈大小，不能反映真實的光圈大小。
光圈是焦距/通光直徑
通光直徑指的是這裡面最小的通光孔
你不能以鏡頭直徑或者鏡片前組作為通光直徑的標準，而是光線能夠通過的直徑為標準
光圈值不等於的是通光量，也就是說不同結構不同鏡片不同鍍膜的50 1.8，在同樣的光圈下亮度也不一樣，有的是T1.9有的是T2.0，甚至有的能到T2.6
但是景深依舊是F1.8的景深
話說回來，光圈控制的是兩個變數即通光量和景深
但是控制通光量的除了光圈還有鏡片和鍍膜
因此會有一些人認為光圈值不等於焦距/通光直徑
但實際上光圈值的定義就是焦距/通光直徑
你把外殼去掉再量整個光學系統的光孔就知道了
你說的光孔，實際是叫入瞳孔徑。入瞳孔徑不一定等於鏡片口徑。
如果是長焦鏡頭，為了縮小體積口徑，設計時會把入瞳口徑放在第一片玻璃的位置（一般第一片最大）。比如極致輕量化的70-180 f2.8。
如果是普通的標準定焦50 1.8/1.4，很經典的雙高斯結構。那麼入瞳孔徑會在中間位置，就是我標紅的位置。這個位置設置入瞳，畫質是最優解，代價就是大小比入瞳在第一片玻璃時稍微大一些。
進一步的，如果是複雜的大光圈鏡頭，比如尼康的50 1.2，它也是雙高斯的演化（這樣色差像差小），入瞳孔徑也在中間位置。
如果是超廣角鏡頭，那麼就更明顯了。焦距很短，理論上入瞳孔徑很小，實際上第一片玻璃很大，向外凸起很厲害，這就是所謂的燈泡頭。
當然燈泡頭既不利於安裝濾鏡 又不利於鏡頭保護（外漏嘛），現代設計則趨向於反遠距結構設計，代表作就是佳能的16-35 2.8三代，圖不貼了感興趣自己查。當然你非要那種接近魚眼的超大視角，8mm，12mm的那種鏡頭，反遠距結構還是實現不了的，只能選擇燈泡頭。
如果你對理論光學了解不多但是在單反知識上有一定研究的話，那麼可能會有這樣一個問題。入瞳孔徑就是限制進入光線多少的窗口，那它不就是可變光圈嗎。就好比70-180 2.8這個頭，入瞳口徑在最前面，可變光圈卻在鏡頭中間位置，二者豈不是矛盾了。其實二者是等效的，你可以理解為，可變光圈到鏡頭最前面這麼多鏡片，既沒有增大進光也沒有減少進光，只是為了優化鏡頭素質去了。
光圈值也就是f數（f/#），f/# =f/D，f為焦距，D為入瞳直徑，入瞳指的是孔徑光闌對前方光學系統所成的像，也就是說入瞳直徑是孔徑光闌對前方透鏡組（物空間）所成像的大小，並不是光孔的大小，是像的大小。
孔徑光闌實際上是擋光最多的孔，一般情況下是指光圈，所以入瞳直徑和光圈的大小及光圈所在的位置有關，因為所在位置不同，像的大小也不同。
當光圈在最前面，也就是光圈前面沒有透鏡時，這時光圈值=焦距/光孔。
你肉眼所看到的通光孔徑，並不是物理直徑，而是經過多個鏡片折射後的、經過了再次成像的尺寸，所以根據鏡頭設計，你看到的孔徑可以比實際物理孔徑大，也可以小。
同時還有一些極個別的光學設計（沒錯說的就是蔡司），出入瞳處會增光減焦亦或是減光增焦，所以f值可能會並非為焦距/通光直徑，但是通常t值與景深符合標稱的光圈值。
我靠，現在玩個相機我還得去補物理了…
按照我的理解，把複雜鏡頭簡化成一片對稱球面凸透鏡之後，平行光通過透鏡匯聚到一點時該點到透鏡中心的距離稱為焦距。光圈值=焦距/通光孔徑這個等式中的通光孔徑，應該是該簡化後的理論透鏡的通光孔徑，而不是直接拿尺去量已有鏡頭光圈孔的開口直徑。光學和鏡頭設計我不太懂，但既然鏡組裡既有凸透鏡又有凹透鏡，那麼也許實際孔徑小於理論孔徑也是完全有可能的吧…？
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