Почему у зумов есть маленькие отверстия даже около 50 мм?

Question

Простое 50 мм f / 1.8 от одного из крупнейших производителей можно легко найти за 200 долларов или меньше, но у зумов, которые включают в себя диапазон 50 мм, всегда, кажется, гораздо меньшие отверстия даже при 50 мм, пока вы не получите тысячи долларов и даже тогда вы, вероятно, в лучшем случае окажетесь на f / 2.8. Есть ли техническая причина, по которой дешевый 18-55-мм объектив не может быть f / 1,8 на 50 мм и падать в широком конце?

Насколько я понимаю, 50 мм - это самое простое (и самое дешевое) фокусное расстояние для создания быстрой линзы, по крайней мере, исходя из цены объектива; быстрые объективы с большим или большим телеобъективом быстро становятся дороже. Дешевый 18-55-миллиметровый зум-объектив Nikon - это f / 3,5-5,6, но насколько сложно было бы вместо этого построить f / 3,5-1,8? То есть объектив с f / 3.5 на 18 мм и f / 1.8 на 50 мм. Я не думаю, что когда-либо видел объектив с максимальной диафрагмой, которая увеличивается , когда вы увеличиваете фокусное расстояние, но это кажется потенциально разумным, когда вы начинаете очень широко (где большую диафрагму предположительно трудно завершить) и закончить около 50. Существуют ли «перевернутые» линзы с непостоянной апертурой? Есть ли что-то в оптической конструкции, которая мешает этому?

Answer 1

Простая линза имеет гораздо более простую конструкцию, поэтому за ту же цену и вес можно получить более крупные линзы и, следовательно, большую диафрагму.

Однако есть и другие факторы, которые вы спрашиваете. В случае 18-55 зум-объектива объектив должен иметь ретрофокальную конструкцию, потому что на широком конце вы уменьшаете эффективное фокусное расстояние (18 мм), чем физическое расстояние между объективом и датчиком, в противном случае разрешать. Ретрофокальный дизайн означает, что требуется гораздо больше линз; По сути, это все равно, что комбинировать простой объектив с телеобъективом наоборот. У более сложной линзы больше элементов, и чтобы разместить их в доступном пространстве, они должны быть определенного размера относительно друг друга, что серьезно ограничивает максимальную диафрагму.

Теперь зум-объектив использует одни и те же элементы объектива во всем диапазоне зумирования: он не «подменяет» различные элементы в зависимости от того, где вы находитесь в диапазоне зума. Таким образом, зум-объектив, который опускается в широкий угол (например, 18 мм), должен использовать одинаковое количество элементов объектива даже на телеобъективе и во всем диапазоне зума.

Таким образом, ограничение максимальной диафрагмы, налагаемое сложной ретрофокальной конструкцией, позволяющей широкоугольную съемку, сохраняется во всем диапазоне увеличения.

Кроме того, помните, что диафрагма указана относительно фокусного расстояния f, поэтому увеличение диафрагмы число сложнее с увеличением фокусного расстояния, поэтому на зум-объективе вы никогда не увидите Число диафрагмы улучшается при увеличении телеобъектива, оно всегда ухудшается (или постоянно). То есть объектив с переменным фокусным расстоянием может быть f / 3,5-f / 5,5 от широкого до телеобъектива, но цифры никогда не пойдут в противоположном направлении.