Почему зум-объективы и компактные камеры имеют максимальную диафрагму во всем диапазоне зума?

Question

Почему максимальная (разрешенная) апертура камеры уменьшается при увеличении масштаба?

Answer 1

Короткий ответ: потому что такие линзы дешевле производить. Чем длиннее объектив и чем шире диафрагма, тем больше оптические элементы в объективе, что увеличивает затраты на их изготовление.

Объектив типа 70-200 / 2.8 должен иметь передний оптический элемент 200 мм / 2,8 = 72 мм, что представляет собой большой кусок стекла. С другой стороны, ширина 70-300 / 4-5,6 должна составлять 300 мм / 5,6 = 54 мм. Если бы он был f / 4 во всем диапазоне, оптический элемент должен был бы иметь ширину 75 мм - даже больше, чем гораздо более дорогой 70-200 / 2.8.

В своем вопросе вы говорите «максимальная диафрагма камеры». У камеры нет диафрагмы - у объектива есть. Незначительное, но важное отличие, особенно для зеркальных фотокамер - когда вы снимаете объектив, вы видите, что камера - это просто ведро с большим отверстием спереди.

ОПИСАНИЕ:

Диафрагма - это отношение фокусного расстояния объектива к размеру переднего оптического элемента. По существу

Диафрагма = фокусное расстояние / размер оптического элемента

Например, объектив 50 мм f / 1,8 имеет размер элемента 28 мм (50 / 1,8).

Если вам интересно, почему числа диафрагмы не кажутся линейными (это не так), это потому, что количество света, собираемого объективом, пропорционально фокусному расстоянию, деленному на квадрат апертуры , Из-за этой степени 2, f / 4 собирает вдвое больше света, чем f / 5.6, так как 5.6 / 4 = sqrt (2).

Answer 2

F-число - это соотношение открытия диафрагмы и фокусного расстояния. Представьте себе диафрагму, которая зафиксирована по диаметру и расположена сразу за передним элементом зум-объектива. независимо от фактического фокусного расстояния выбора. В этом случае, когда вы увеличиваете (увеличиваете FL), соотношение уменьшается (F-число увеличивается). При уменьшении масштаба коэффициент увеличивается (число F становится меньше).

В объективах с фиксированной апертурой оптическая / механическая конструкция такова, что соотношение сохраняется во всем диапазоне увеличения. Это позволяет увеличивать и уменьшать масштаб при создании композиции, не беспокоясь о том, что вы остановили диафрагму во время выхода, когда вам нужна максимальная диафрагма, когда вы вернулись.