Was ist das Besondere an Objektiven mit einer Blendenzahl <1?

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Apropos schnell Linsen , Wikipedia erwähnt

Nikon TV-Nikkor 35 mm 1: 0,9-Das schnellste Nikon-Objektiv, das jemals hergestellt wurde

Warum gibt es zum Beispiel keine 1: 0,5-Objektive?

Gibt es eine spezielle Konstruktion für ein 1: 0,9-Objektiv?

Laser
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Beachten Sie, dass dies das schnellste Nikon- Objektiv ist. Zeiss stellt eine F / 0.7 her, die von Stanley Kubrik für Kerzenlichtszenen bekannt war: visual-memory.co.uk/sk/ac/len/page1.htm - Habe allerdings noch nie von einer F / 0.5 gehört.
Itai

Antworten:

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Je breiter eine maximale Apertur ist, desto häufiger treten optische Aberrationen auf (bei einem "einfachen" Objektiv). Es wird zunehmend schwieriger, Linsen mit großer Apertur zu vernünftigen Kosten herzustellen, da Sie mehr Aufwand in die Korrektur dieser optischen Aberrationen investieren müssen. Zusätzliche Linsenelemente sind erforderlich, um die chromatische Aberration (die bei Blendenweiten über 1: 2 sehr schlimm werden kann), die Korrektur von Verzerrungen (um das geradlinige Verhalten beizubehalten und Verzerrungseffekte zu minimieren), die Korrektur von sphärischen Aberrationen und die daraus resultierenden Fokusverschiebungen zu verringern (oder lassen Sie die sphärische Aberration in und korrigieren Sie die Fokusverschiebung mit zusätzlicher elektronischer Intelligenz) usw.

Es sollte auch beachtet werden, dass eine größere Blende das Lichtverhältnis beibehalten muss, das bei anderen ähnlichen Objektiven zulässig ist. Ein 1: 0,9-Objektiv muss 1,5 Blendenstufen mehr (mehr als doppelt so viel Licht) als ein 1: 1,4-Objektiv lassen, und die physikalische Größe der Blende erfordert häufig einen größeren Objektivtubusdurchmesser, um dies zu erreichen. Die Vergrößerung des Tubusdurchmessers erfordert zumindest ein größeres Frontelement, was sich schnell auf die Kosten eines Objektivs auswirken kann. Ein 1: 0,5-Objektiv muss fast 3 Blendenstufen mehr Licht durchlassen als ein 1: 1,4-Objektiv (ein um das 8-fache größeres Lichtvolumen) und eine physikalische Blende mit einem 2,8-fachen Durchmesser erfordern. Beachten Sie, dass die aus der relativen Apertur berechnete physikalische Aperturgröße nur durch das vordere Linsenelement betrachtet wird(was die Innereien ein wenig vergrößert.) Die wahre physikalische Größe der Apertur ist normalerweise nicht ganz so groß, jedoch erfordern Linsen mit besonders großen maximalen Aperturen jenseits von 1: 1 im Allgemeinen einen sperrigen Objektivtubus. Es ist möglich, eine größere Blende als die Fassung mit mehr Optik zu korrigieren ... aber das ist ein Teil dessen, wo die zusätzlichen Kosten für größere Blenden ins Spiel kommen.

In Kombination mit der Notwendigkeit, die zunehmenden Effekte von optischen Aberrationen zu korrigieren, erfordern schnellere Linsen größere Elemente, mehr Glas in mehr Gruppen mit mehr beweglichen Gruppen, um eine brauchbare Qualität bei großen Aperturen zu erzielen. Das sind enorme Kosten, die für die meisten Fotografen außerhalb des zulässigen Bereichs liegen. Wenn es um einen Hersteller wie Zeiss geht, die Herstellung eines 1: 0,7-Objektivs (meines Wissens das schnellste Kameraobjektiv der Welt), ist es wahrscheinlich eher ein Prestigeobjektiv als ein Geldverdiener ... das beste Objektiv Hersteller auf Erden sollten auf jeden Fall die besten Objektive haben, oder? ;)

(Wie sich herausstellt, ist das bei Zeiss aufgrund der hervorragenden Optik der Fall, und zwischen dem schnellsten 50 - mm - 1: 0,7 - Objektiv und dem längsten und klarsten Teleobjektiv mit dem Apo Sonnar T * 1700 - mm - 1: 4 - Objektiv ... und Glauben Sie mir, ein 1700 mm 1: 4 ist fast so verrückt wie ein 50 mm 1: 0,7 ... das ist eine TONNE Licht für eine so lange Brennweite!)

jrista
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Ein 1: 0,9-Objektiv sollte mehr als doppelt so viel Licht einlassen wie ein 1: 1,4-Objektiv, und ein 1: 0,5-Objektiv sollte 3 Blenden schneller als ein 1: 1,4- Objektiv sein .
Evan Krall
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@Evan (setzt deinen Gedanken fort) ... 8-mal mehr Licht einlassen und einen Durchmesser von 1,4 / 0,5 = 2,8-mal größer benötigen (viel mehr als "fast zweimal"). Kurz gesagt, jedes 1: 0,5-Objektiv muss Licht auf einer Scheibe sammeln, das doppelt so breit ist wie seine Brennweite, und es muss dennoch möglich sein, es in einer Ebene mit angemessener Schärfe zu fokussieren .
Whuber
@jr Danke für die Klarstellung. Ich habe nicht mitbekommen, dass du über Gebiet und nicht über f / number sprichst. Tatsächlich bezieht sich Ihre Nachricht immer noch auf "ein f / 0,5-Objektiv" und "ein f / 1,4-Objektiv". Sie sollten daher überprüfen, ob Sie die f / -Notation in Übereinstimmung mit Ihrer beabsichtigten Bedeutung verwenden.
Whuber
@jr Dann bin ich traurig verwirrt. Bitte korrigieren Sie mein Missverständnis von einem (oder beiden) dieser entscheidenden Punkte. (1) Die "f /" -Notation ist konventionell. Es nur bedeutet das Verhältnis des Eintrittsdurchmesser der Brennweite, nie etwas anderes. (2) Die Fläche einer Form ist proportional zum Quadrat ihres Durchmessers. Dies sind die Grundlagen von @ Evans Analyse und meiner Fortsetzung, aber ich kann sie nicht mit Ihrer Analyse in Einklang bringen.
Whuber
Bei der letzten Bearbeitung - f / 0.9 bis f / 1.4 sind es ungefähr 1⅓, oder? Das ist also das 2 ^ 1⅓-fache des Lichts oder etwa das 2,5-fache. Und (wie Evan sagt) f / 0.5 bis f / 1.4 sind volle drei Blenden oder 8x das Licht. Dies ist ein Trottel und verändert Ihren Standpunkt in keiner Weise. :)
mattdm
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Objektive, die schneller sind als 1: 1,0, aber die Preise steigen in die Höhe, sobald Sie unter 1,0 fallen, da Sie sich der Grenze nähern, in der Glas das einfallende Licht tatsächlich biegen kann! Toleranzen werden sehr eng und die Herstellung ist teuer. Die Grenze liegt bei 1: 0,5 für Glas (mit einem Brechungsindex von 1,5), um schneller zu werden. Man müsste ein exotischeres Material wie Quarz oder Saphir verwenden, was die Kosten noch weiter erhöht. Ich habe mal einen Thread online gelesen, in dem jemand berechnet hat, dass man ein 1: 0,25-Objektiv herstellen könnte, aber es müsste komplett aus Diamant gebaut sein ...

Man muss einen guten Grund haben, um schneller zu werden. "Ohne Blitz bessere Bilder in Innenräumen zu machen" ist nicht ganz richtig. Es muss so etwas wie "Ich werde zum ersten Mal auf der Oberfläche des Mondes wandeln" sein ...

Das schnellste Objektiv, von dem ich je gehört habe, war 1: 0,5, fast zwei Blenden schneller als das legendäre Canon 1: 1,0! Sie werden zum lithografischen Ätzen von Siliziumwafern verwendet und die Apertur wird benötigt, um eine Beugung zu vermeiden, die die Auflösung einschränkt. Der gleiche Effekt, der weiche Bilder mit DSLRs bei 1: 16 verursacht, tritt bei immer größeren Blendenöffnungen auf, wenn Sie versuchen, mehr Details zu extrahieren.

Matt Grum
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"Die Apertur ist erforderlich, um Beugung zu vermeiden" Nicht ganz. Beugung kann nicht vermieden werden, aber die Größe eines Brennflecks von einer schnelleren Linse ist kleiner. Der Brennfleck ist das Ergebnis der Beugung von der Austrittspupille der Linse und hat eine Größe von 2,44 * Wellenlänge * Blendenzahl.
Colin K
Ja, ich meinte Beugungsprobleme. Ich werde es klären.
Matt Grum
+1 Faszinierend. Ich fragte mich, ob es geometrische Grenzen für die Blende gibt, und stellte fest, dass diese Grenze bei Singulettgläsern (einfachen Gläsern) mit gewöhnlichen Gläsern bei etwa 0,7 liegt . Mir ist jedoch aufgefallen, dass man mit zusammengesetzten Objektiven, wie zum Beispiel Retrofotoobjektiven, oder möglicherweise sogar Glasfasern, möglicherweise extrem niedrige Blendenwerte erzielen kann. Daher würde ich zögern, f / 0,5 oder sogar f / 0,25 als ultimative Grenze zu bezeichnen : Menschen sind schlau, solche offensichtlichen Barrieren zu durchbrechen!
Whuber
Vielleicht ist dies der Thread, von dem Sie diese Informationen erhalten haben? answers.google.com/answers/threadview?id=241629 Es enthält einige Gleichungen und legt einige Extremwerte fest, um maximale Blendenwerte zu erraten.
drfrogsplat
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Andere haben bereits Kosten erwähnt, und sie haben Recht.

Eine andere Sache, die für die meisten praktischen Zwecke wahrscheinlich sinnvoller ist, ist, dass Ihre Schärfentiefe fast gar nicht mehr vorhanden ist. Stellen Sie sich zum Beispiel eine Aufnahme mit einem 50-mm-Objektiv aus einer Entfernung von etwa 2 Metern vor - eine mehr oder weniger typische Aufnahme mit Kopf / Schultern. Bei f / 1.0 ist Ihr DoF bereits auf 3/4 Zoll gefallen . Bei 1: 0,5 wären es ungefähr 3/8 Zoll. Wenn Sie beispielsweise auf die Wimpern einer Person fokussieren, ist das Auge selbst merklich unscharf (oder umgekehrt).

Ich schätze, wenn Ihr primäres Ziel darin besteht, nachts Bilder von Briefmarken unter Glas zu schießen, wäre der minimale DoF kein Problem - aber für die meisten Motive wäre es schwierig, ihn gut zu verwenden.

Jerry Sarg
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Es gibt ein Zeiss-Objektiv mit dem Namen "Carl Zeiss Super-Q-Gigantar 0,33 / 40 mm". Ja, es hat eine maximale Blende von 1: 0,33 und ist damit das schnellste Objektiv, das jemals hergestellt wurde.

Momentan wird es bei Westlicht-Auction versteigert. Da ich nicht sicher bin, ob ich auf eine solche Seite verlinken darf, folgt hier die Beschreibung:

Carl Zeiss Super-Q-Gigantar 0,33 / 40 mm (um 1960) Für Contarex Bullseye ist dieses Objektiv das schnellste der Welt, das jemals hergestellt wurde. Einzigartiges Objektiv von Carl Zeiss für die Öffentlichkeitsarbeit - aus der Barringer Collection.

Ich bin mir nicht sicher, ob dieses Monster jemals Bilder produziert hat, weil es einfach keine Muster gibt. Alle schienen Bilder vom Objektiv zu machen, aber nicht damit :-)

Bild des Super-Q-Gigantar

Dr.Elch
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HA! Lieben Sie einfach den Namen ... "Gigantar" strahlt nur ein besonderes Gefühl aus, wenn Sie es nur hören!
jrista
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Es muss jedoch gesagt werden, dass das Objektiv kein funktionierendes Objektiv war, sondern ein Modell als Antwort auf die Fixierung auf immer größere Blenden in den 1960er Jahren. Die Linsenbezeichnung "40 mm" wurde vom Designer völlig willkürlich festgelegt und hatte mit der Optik nichts zu tun. petapixel.com/2013/08/06/…
Hugo
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Wissen Sie, ich wollte mich mit der Objektivfassung auseinandersetzen und dann stellte ich fest, dass ich eine Blende von 200 mm 1: 2,8 und eine Blende von 71,4 mm habe, die größer ist als die Öffnung an meiner Kamera. Der einzige Grund, an den ich denken kann, sind die Kosten ...

Um die Vorteile einer Öffnung zu erzielen, die breiter als der Montagedurchmesser ist, muss der Hersteller einige zusätzliche Arbeiten mit den hinteren Elementen ausführen, und dies kostet. Dies wird zu einer Kosten-Nutzen-Analyse, da sie den Aufwand für ein Objektiv, das dann so viel kostet, dass fast niemand es kaufen wird, nicht aufwenden. Sie müssen sich fragen, was das zusätzliche Licht wirklich für ein bestimmtes Objektiv bedeutet. Ich denke, wenn Sie erst einmal das Verhältnis von Blende zu Brennweite von 1: 1 erreicht haben, ist die Antwort nicht viel oder zumindest nicht ausreichend, um dies zu rechtfertigen.

Ich bin kein Physiker oder Linsenhersteller ... Ich überlasse das den Leuten, die schlauer sind als ich Eine Grenze, wie groß eine Öffnung für eine bestimmte Brennweite sein kann, weiß ich nicht.

John Cavan
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F / 0.7 ist ein Stop heller als F / 1.0. Aber die Kosten für diesen Stopp wären zu hoch.
Nick Bedford
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Denken Sie daran, dass die aus der relativen Apertur berechnete physikalische Apertur nur durch das vordere Linsenelement betrachtet wird (was die Innereien ein wenig vergrößert). Die tatsächliche physikalische Aperturgröße ist normalerweise nicht ganz so groß. Es ist möglich, eine Blende zu korrigieren, die größer ist als die Fassung, und zwar mit mehr Optik.
jrista
@jrista - Wäre die Korrektur dann nicht in den hinteren Elementen?
John Cavan
Ja, das ist normalerweise so. Ich denke, sie nennen das Exit-Pupillenkorrektur.
jrista
Ich denke, der Kommentar von @jrista hier ist ein entscheidender Teil der Gesamtantwort - während es möglich ist, die Austritts- und Eintrittspupillen asymmetrisch zu machen, ist dies im Objektivdesign nicht üblich und würde mit ziemlicher Sicherheit die Kosten erhöhen. Siehe en.wikipedia.org/wiki/Pupil_magnification
mattdm