Каковы теоретические минимальные и максимальные апертуры?

Question

Есть ли такая вещь, как максимальная диафрагма, на которую можно открыть объектив? Как насчет минимальной апертуры, к которой она может быть закрыта? Эти понятия вообще имеют какой-то смысл? Есть ли объектив с самой узкой диафрагмой в мире? Есть один с самым широким?

Answer 1

Физика играет роль в ответе на ваш вопрос, и что информация там. Основы этого связанного обсуждения состоят в том, что показатель преломления материала линзы будет влиять на максимальную диафрагму, которую вы можете достичь, поэтому для чистого стекла с показателем преломления 1,5 максимальная диафрагма будет f / 0,5 или около того. Более качественные вещества, такие как алмазы, с показателем преломления 2,417, могут дать апертуру f / 0,235 с соответствующей безумной стоимостью владения (подумайте, сколько может стоить линза из чистого алмаза). Уравнение объектива является основой для чисел.

Что касается минимальной диафрагмы, вы можете в основном получить то, что составляет дыру атомного размера, достаточно большую для прохождения одного фотона, но это бесполезно для чего угодно. Для многих объективов попадание в какое-либо место с диафрагмой f / 11 или выше приводит к потере резкости в зависимости от дифракции, поэтому f / 32 является примерно высшей точкой для 35-мм линз, хотя они могут уменьшаться для больших форматов и так. Объективы с точечным отверстием часто находятся в меньшем диапазоне, например, f / 177 (у Lensbaby есть такой). Тем не менее, даже если бы оптика прекрасно справлялась с чем-то подобным, подумайте, какими должны быть значения ISO и выдержки, чтобы получить изображение, поэтому в какой-то момент значение этого параметра в значительной степени равно нулю, если вы не размыты Тезисы.

Answer 2

Может быть закрыта апертура, которая фактически является бесконечно большим числом диафрагмы, так как свет не проходит. Самый быстрый из возможных (наименьшее число f) немного сложнее. Скорость объектива ограничена отношением входного зрачка к фокусному расстоянию объектива. Чем длиннее фокусное расстояние, тем больше должен быть входной зрачок. Теоретически вы можете сделать один очень очень большой, но в конечном итоге количество стекла будет таким, чтобы вы физически потеряли больше света, чем получали.

Существует "рекорд" для самых быстрых объективов, вероятно, f / .33 Super-Q-Gigantar 40 мм, но это был всего лишь маркетинговый трюк, и только один был сделан. Это на самом деле не работает. Есть функциональная линза f / .7, из которой было сделано 10. Шесть были куплены НАСА, Карл Цейсс оставил один для себя, а 3 из них были приобретены Стэнли Кубриком и использованы в фильме Барри Линдона.

Теоретически, должно быть возможно проектировать линзы быстрее, чем это, но стоимость и выгода просто не стоят того. Линзы становятся слишком дорогими и сложными и не дают существенной выгоды для усилий, поскольку сложность возрастает быстрее, чем в геометрической прогрессии. (Поскольку для каждого f-упора требуется удвоение размера, физические проблемы делают его более чем вдвое сложнее для каждого дополнительного f-упора.)

Answer 3

Есть много терминов, связанных с диафрагмой, но давайте возьмем самое интересное для нас: после wikipedia : «угловая апертура N объектива выражается числом f, записанным как f /, которое Отношение фокусного расстояния f к диаметру входного зрачка D: «

N = F / D

Итак, минимальная диафрагма проста: вы просто закрываете отверстие и получаете нулевую апертуру (f / ∞).

Но вы можете довольно легко получить ниже магического f / 1 благодаря умному дизайну. Нет необходимости в алмазных линзах, как объясняет Джон Каван. Вы можете просто взять много света с таким большим передним элементом, как вы хотите (D), и прижать его к рассматриваемому изображению (которое относится к фокусному расстоянию).

В современном мире вы можете встретить этот эффект при использовании, например, конвертера Metabones T Speed ​​Booster 0.64 или 0.71. Он умножает фокусное расстояние вашего объектива на указанное число. Таким образом, если вы получите прекрасный объектив Leica Noctilux f = 50 мм f / 0,9 после использования конвертера Metabones 0.64, вы получите эффективное значение f = 50 мм * 0,64 = 32 мм. Входной зрачок (а также f) пропорционален размеру датчика d при заданном угле зрения . Таким образом, мы переместили наш объектив + конвертер в камеру с d = 35 мм * 0,64, что дает ~ 23 мм (более длинный край датчика) - это, похоже, система с микропроцессорами четверти трети !. В этой системе наше f возвращается к 50 мм, но D также умножается на 0,64, поэтому мы имеем = f / (0,9 * 0,64) = f / 0,576 .

Так в чем же подвох, спросите вы? Конечно, конвертер не волшебная палочка. Он сжимает доступный свет на меньшем круге изображения, так что вы можете использовать свой Leica только на микро-четырех третях камер. А добавленный набор линз влияет на качество изображения, но это уже другая история:)

Этот эффект также объясняется в учебнике cambridgeincolor