อะไรคือปัจจัย จำกัด ในการสร้างเลนส์เมื่อพูดถึงค่า f-stop


11

เลนส์มาโคร Nikon 105mm ที่ได้รับการยกย่องอย่างกว้างขวางนี้มีค่า f-stop สูงสุด 2.8 ฉันถือมันไว้ในมือมันเป็นเลนส์ตัวใหญ่ ในขณะเดียวกันเลนส์ Nikon 50 มม. นี้สามารถเพิ่มขึ้นถึง f / 1.2 แม้จะถูกกว่า 25% และมีขนาดเล็กกว่ามาก ดังนั้นอย่างน้อยเหล่านี้เลนส์สองที่มีอยู่ไม่มากความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างราคาและความสามารถใน F-หยุด

อะไรคือสิ่งที่กำหนดช่วงหยุดของเลนส์ที่กำหนด ทำไม 105mm ถึงไม่สามารถย่อยได้ 2

คำตอบ:


15

พื้นที่รูม่านตา (รูรับแสง) เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความยาวโฟกัส (ที่ f-stop เดียวกัน) ดังนั้น 105 มม. มีความยาวโฟกัสเป็นสองเท่าของ 50 มม. มันจะต้องมีรูม่านตา 4 อัน (พื้นที่) เป็น 4x / 1.2

กล่าวอีกนัยหนึ่ง f / 1.2 หรือ f-stop ใด ๆ ไม่ตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่ - มันเพิ่มความยาวโฟกัสที่มากขึ้น

ซึ่งยังถือว่าเลนส์ทั้งสองรวมตัวกันและส่งผ่านแสงในปริมาณเดียวกันกับรูรับแสง เนื่องจาก 50 มม. มีมุมมองที่กว้างขึ้นก็จะมีแนวโน้มที่จะรวบรวมแสงมากขึ้นดังนั้นจึงมีข้อได้เปรียบเพิ่มเติม

พื้นที่รูรับแสงสูงสุดนั้นถูก จำกัด ด้วยรูปแบบของกล้องอย่างชัดเจน - มันต้องไม่ใหญ่กว่าตัวยึดเลนส์ เลนส์สามารถชดเชยโดยการรวบรวมแสงมากขึ้นซึ่งเป็นสาเหตุที่เลนส์ขนาดใหญ่ 300 มม. f / 2.8 และ 600 มม. f / 4 มีองค์ประกอบเลนส์ด้านหน้าขนาดใหญ่


1
ในบทความ Wikipedia เกี่ยวกับ f-stop (f-number)มีการกล่าวถึงขนาดของรูม่านตาของเลนส์ของคุณ พบได้ในส่วน "สัญลักษณ์"
Johan Karlsson

3
สนามกว้างของมุมมองที่ไม่ได้เข้ามาเป็นที่แยกต่างหาก - ประโยชน์ที่ได้โดยตรงและสมบูรณ์คิดโดยขนาดทางกายภาพที่มีขนาดเล็กของรูรับแสงในขณะที่คุณอธิบายในส่วนแรกของคำตอบของคุณ
โปรดอ่านโปรไฟล์ของฉัน

1
อืม ... จำนวน f คืออัตราส่วนของความยาวโฟกัสกับรูรับแสง ความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นไม่ใช่กำลังสอง ดังนั้นเลนส์ 100 มม. จะต้องมีรูม่านทางเข้าสองเท่าของเลนส์ 50 มม. เพื่อให้ได้ค่า f ที่เท่ากัน (ถ้าการออกแบบถูกปรับขนาด แต่ก็เหมือนกันนั่นหมายถึงพื้นที่ 4x และปริมาตรของแก้ว 8 เท่า) ฉันจะสมมติว่า "กำลังสอง" เกิดขึ้นที่นั่นด้วยแรงของนิสัย - มันมักจะเกิดขึ้นในทุก ๆ การสนทนาของรูรับแสง

3
มันเป็นอัตราส่วนเชิงเส้นกับเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสง(f / D) แต่ความสัมพันธ์กำลังสองกับพื้นที่ของรูม่านตาซึ่งเป็นความสามารถในการรวบรวมแสง พื้นที่ที่เป็น (D / 2) กำลังสอง, คูณไพ
MikeW

2
ชาวบ้านคนเดียวกันที่คิดว่าพิซซ่า 24 นิ้วมีขนาดใหญ่เป็นสองเท่าของขนาด 12 นิ้วที่ฉันจินตนาการ;
MikeW

8

มีค่อนข้างมากไปกว่าเลนส์ที่ยาวกว่าซึ่งต้องการเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่กว่าเพื่อรักษาค่ารูรับแสงสัมพัทธ์เท่าเดิม

สำหรับคู่ของตัวอย่างที่ผิดปกติและอาการโคม่าทรงกลมมีทั้งสัดส่วนกับตารางของรูรับแสงเลนส์ หากเราออกแบบเลนส์ 100 / 2.8 และเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของแต่ละองค์ประกอบเป็นสองเท่าเราคาดว่าจะได้รับเลนส์ 100 f / 1.4 - แต่ด้วยความผิดเพี้ยนของทรงกลมและอาการโคม่าสี่เท่าของรุ่น f / 2.8 นั่นจะลดคุณภาพจาก "การเปิดกว้างเล็กน้อย" เป็น "เอ่อโบเก้ที่ดีฉันเดาได้ แต่คงไม่ดีกว่าถ้ามีอะไรที่เฉียบแหลม?"

โอเคฉันพูดเกินจริงไปเล็กน้อย แต่คุณเข้าใจแล้ว นอกเหนือจากต้องการวัสดุมากขึ้น (เช่นการเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขององค์ประกอบสองเท่าต้องใช้กระจกประมาณ 8 เท่า) การออกแบบต้องการการแก้ไขที่ดีขึ้นมากสำหรับความผิดปกติทั่วไปบางอย่างเพื่อรักษาคุณภาพเดียวกัน (หรือคล้ายกัน) ที่รูรับแสงกว้างขึ้น


สเกลความคลาดเคลื่อนทรงกลมชอบลูกบาศก์ไม่ใช่ช่องสี่เหลี่ยมของรูรับแสงของเลนส์
Edgar Bonet

0

เพื่อตอบคำถามชื่อมีสองปัจจัย จำกัด ข้อ จำกัด ที่อ่อนนุ่มคือเศรษฐศาสตร์การออกแบบ เลนส์ 105 มม. นั้นสามารถออกแบบให้ใหญ่ขึ้นได้ (อัตราส่วนที่น้อยกว่า) แต่มีความต้องการเพียงพอที่จะครอบคลุมค่าใช้จ่ายในการสร้างเลนส์ดังกล่าวหรือไม่? เห็นได้ชัดว่าผู้ผลิตไม่คิด ขีด จำกัด ฮาร์ดคือขนาดสูงสุดของการเมาท์ระบบ ระบบ SLR / DSLR ทั่วไปสามารถลดลงไปถึง f / 1.2 กล้องติดตั้งในโรงภาพยนตร์สามารถก้าวล้ำกว่า f / 1.0

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.