Как работает (авто / ручная) смена фокуса?

Question

Я знаю, что когда я изменяю фокусное расстояние зум-объектива, его физическая длина меняется. Понятно: оптические параметры объектива были изменены.

Но что происходит, когда (авто- / ручная) фокусировка изменяется? Что изменится в моей основной линзе, если я сфокусируюсь на разных расстояниях? Физическая длина основной линзы одинакова.

В целом, как (авто / ручная) фокусировка работает и какова разница между сменой фокусировки и фокусным расстоянием?

ОБНОВЛЕНИЕ: этот вопрос на самом деле не о том, как работает ручная фокусировка, а о сходстве и различиях между процессом фокусировки и изменением фокусного расстояния в зум-объективе

Answer 1

Существует множество способов создания линз.

Некоторые зум-объективы изменяют длину при увеличении.
Некоторые из них увеличивают с помощью толкающего / толкающего движения. (EF 100-400 мм f / 4-5,6 л IS)
Другие увеличивают, поворачивая кольцо увеличения. Они могут (EF 70-300 мм f / 4-5,6 IS) или нет (EF-S 55-250 мм f / 4-5,6 IS II) вращать передний элемент при увеличении.

Другие зум-объективы масштабируются с использованием кольца зума, которое перемещает внутренние элементы, и общая физическая длина объектива не изменяется при увеличении объектива. (EF 16-35 мм f / 2,8 L II, EF 17-40 мм f / 4 L, серия EF 70-200 мм с различными максимальными значениями диафрагмы в версиях не-IS и IS)

Существуют зум-объективы, которые выдвигаются для увеличения и перемещения переднего элемента внутрь и наружу для фокусировки.
Некоторые из них вращают передний элемент при фокусировке (EF 75-300 мм f / 4-5,6, EF-S 18-55 мм f / 3,5-5,6 IS II).

Существуют зум-объективы, которые расширяются для увеличения, но имеют внутренний фокус.
Обычно они не вращают переднюю часть объектива при масштабировании. (EF 24-105 мм f / 4 L IS, EF-S 17-55 мм f / 2.8 IS, EF-S 18-135 мм f / 3,5-5,6 IS и т. Д.)

Существует также, по крайней мере, один объектив с внутренним увеличением, но с передними элементами, которые перемещаются и фокусируются. Но передний элемент утоплен в корпус объектива настолько, что общая длина объектива составляет не зависит от движения передней линзы во время регулировки фокуса. (EF 17-40 мм F / 4 L)

Существуют и другие зум-объективы с внутренним и внутренним фокусом.
Единственные внешние движения с такими объективами - это когда зум или кольца фокусировки поворачиваются пользователем. (Canon EF 70-200 мм f / 2.8 и f / 4 серии, EF 200-400 мм f / 4 IS Extender 1.4X)

Некоторые объективы, включая некоторые основные объективы (объективы без увеличения), перемещают передние элементы для фокусировки, и физическая длина объектива изменяется.
Некоторые из них, такие как большинство макрообъективов, значительно изменят длину. (MP-E 65 мм 1-5X Макро).
Для других объективов длина изменяется незначительно с настройками фокуса. (EF 50 мм f / 1,4)

Другие объективы, включая как зуммирующие, так и простые, имеют внутреннюю фокусировку, и общая длина объектива не изменяется при регулировке фокуса. (EF 70-300 мм f / 4-5,6 L IS, EF 28mm f / 1.8, подавляющее большинство объективов Canon с увеличенным и увеличенным фокусным расстоянием, кроме самых дешевых объективов начального уровня)

Существуют простые объективы, которые имеют внутреннюю фокусировку и не меняют длину при фокусировке. (EF 100 мм f / 2, большинство объективов Canon Prime, отличные от самых дешевых)

Существуют простые объективы, которые меняют длину при фокусировке.
Некоторые не вращают передний элемент. (EF 50 мм f / 1,4)
Другие также могут вращать передний элемент. (EF 50 мм f / 1,8 II)

Все зависит от того, как устроен каждый объектив. Некоторые конструкции дешевле сделать, другие дороже.

Answer 2

Альфа-объективы SONY, как и многие другие бренды, имеют внутреннюю фокусировку.

Внутренняя фокусировка

Только средние группы оптической системы перемещаются для достижения фокусировки, в результате чего общая длина объектива остается неизменной. Преимущества включают быструю автофокусировку и короткое минимальное расстояние фокусировки. Кроме того, резьба фильтра в передней части объектива не вращается, что удобно, если вы используете поляризационный фильтр.

Это означает, что фактическая длина объектива не изменяется во время фокусировки. Это не всегда было правдой. Например, компания Nikon начала производство линз с внутренней фокусировкой только в 1976 году. Они имеют обозначение IF.

с объектив Кена Роквелла Nikon сайт:

«Внутренняя фокусировка». В старые времена весь объектив должен был двигаться и фокусироваться. Телеобъективы должны были иметь огромные фокусирующие дорожки, чтобы они вообще могли фокусироваться, и они не могли фокусироваться очень близко, потому что геликоиды были недостаточно длинными. Большие фокусные расстояния означали, что объектив должен был перемещаться на большие расстояния.

Nikon обнаружил, что можно сфокусировать объектив, просто перемещая некоторые элементы внутри корпуса объектива.

ЕСЛИ объективы фокусируются ближе и быстрее, чем обычные телеобъективы. IF был фантастическим новшеством для телеобъективов, когда Nikon изобрел его в 1970-х годах для супер телескопов с ручной фокусировкой. Сегодня большинство современных AF-зумов, супер-телеселей и некоторых макро-объективов используют эту технику. Это помогает быстро сфокусироваться на объективах AF, так как для перемещения нужно меньше стекла.

Оптическая хитрость заключается в том, что внутренние элементы слегка смещаются, чтобы укоротить фактическое фокусное расстояние объектива при фокусировке ближе. Это позволяет этим объективам фокусироваться очень близко. Это также означает, что по сравнению с традиционными объективами, если объектив IF будет иметь немного более короткое фокусное расстояние, чем отмеченное на близких расстояниях. Это несоответствие исчезает в бесконечности.

Некоторые основные объективы не являются технически IF.

Например, Nikon 50 мм f / 1.4 AF-S:

Технически это не объектив с внутренней фокусировкой, поскольку глубоко утопленный передний элемент проходит к передней части ствола на близких расстояниях фокусировки. Однако общая длина объектива остается неизменной, и передний элемент не вращается во время фокусировки