Почему линз с таким минимальным фокусным расстоянием так мало?

Question

Моя компактная фотокамера Superzoom Canon Powershot SX60 HS объявила о минимальном (самом близком) расстоянии фокусировки, равном 0 см, и во многих других компактах она имеет диапазон в пару см.

Но для моей микро-камеры на четыре трети даже «макро» объективы имеют минимальное расстояние фокусировки в диапазоне 10-20 см. Насколько я понимаю, ситуация аналогична для других форматов сменных объективов.

Почему так мало объективов с очень маленьким минимальным фокусным расстоянием?

Answer 1

Поскольку в большинстве камер со сменными объективами обычно используются датчики большего формата, чем формат 1 / 2,3 ".

Точность фокусировки большинства компактных сенсоров обусловлена ​​тем, что в небольших сенсорах используются пропорционально короткие линзы. Очень короткие объективы (с фокусным расстоянием менее 10 мм), как правило, имеют очень большую глубину резкости - достаточно глубокую, чтобы иметь возможность фокусировки близко. «Макро режим» на камере P & S - это просто изменение фокусного расстояния, через которое камера будет искать. В то время как у вашего SX60HS есть «эквивалентное» фокусное расстояние 21 мм на широком конце, фактическое фокусное расстояние широкого конца объектива составляет всего 3,8 мм.

Датчик формата в четыре трети (формат 4/3 ") или APS-C примерно в 4-6 раз больше, чем датчик формата 1 / 2,3", и для него требуются объективы, длина которых в 4-6 раз больше. Чем длиннее объектив, тем меньше становится глубина резкости при одинаковых значениях диафрагмы и тем больше становится минимальное расстояние фокусировки. Это один из компромиссов использования большего датчика. И именно поэтому вы не видите макрорежимов на камерах со сменными объективами.

Answer 2

Фокусное расстояние объектива - это расчет, выполняемый, когда объектив отображает объект на бесконечности. Это расстояние до «как глаз может видеть» символ ∞. Поскольку мы фокусируемся на объектах ближе бесконечности, мы должны увеличить расстояние от объектива до датчика (пленки). Теперь увеличенное расстояние называется «задним фокусом». Расширение объектива до датчика / пленки становится большим. Поскольку мы фокусируемся на достижении «натурального размера», часто называемого «единицей» или увеличением 1: 1, объектив будет перемещаться вперед на 1 полное фокусное расстояние, а расстояние от объекта до датчика / пленки будет в 4 раза больше фокусного расстояния. То, что я пытаюсь вам сказать, это то, что величина механического расширения для увеличения 1 (в натуральную величину) составляет одно фокусное расстояние.

Таким образом, для фокусировки объектива и достижения единства требуется много места для установки объектива вперед. Это на самом деле не так уж сложно, но теперь для остальной части истории. Числа f /, которые мы знаем и любим и которые выгравированы на объективе, рассчитываются из положения фокусировки на бесконечность. При закрытии фокуса выгравированные метки положения для настроек числа f / становятся недействительными. При увеличении 1 (единица) ошибка составляет 2 ф / стоп. Это проблема, потому что мы склонны недоэкспонировать, когда закрываем фокус.

Эта ошибка f / number называется «коэффициент сильфона». Если камера считывает экспозицию через объектив, коэффициент сильфона не является проблемой. Если экспозиция определяется внешним экспонометром, это большая проблема. Как правило, большинство производителей камер (производителей объективов) останавливают движение объектива вперед, когда погрешность сильфонного коэффициента приближается к 1/3 от значения f / stop. Конструкция макрообъектива продуманна тем, что часть массива линз перед ирисовой диафрагмой является сильным увеличителем. При фокусировке крупным планом диаметр отверстия диафрагмы увеличивается. Такое увеличение апертуры позволяет большему количеству света проходить через линзу. Вот как макропроект сводит к нулю ошибку коэффициента сильфона.

Естественно, стоит включить этот дизайн; так много производителей линз останавливают движение вперед, когда коэффициент сильфона приближается к 1/3 f / stop.

Answer 3

Я обнаружил, что для объективов со сменными объективами (по крайней мере, для Olympus micro для объективов трети) минимальное расстояние фокусировки в характеристиках измеряется от датчика, тогда как для компактных камер они обычно дают расстояние от переднего линзы. Это объясняет большую часть различий.

Answer 4

Еще одним соображением является то, что большая часть макроработ (частично) освещена спереди. Это становится все труднее делать ближе к переднему элементу. Даже кольцевые огни имеют минимальное полезное расстояние, наложенное геометрией. Так что фокусировка, касающаяся передней части корпуса, редко бывает полезна. Хотя его трудно встроить в объектив с бесконечной фокусировкой, его легко активировать с помощью сильфона или удлинительных трубок в тех случаях, когда это необходимо.

Даже микроскопы, используемые в режиме передачи, имеют некоторое рабочее расстояние (часто менее 1 мм и не учитывают цели погружения).