Quel est le facteur limitant dans la construction de l'objectif en ce qui concerne les valeurs f-stop?

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Cet objectif macro Nikon 105 mm très apprécié a une valeur f-stop maximale de 2,8. Je l'ai tenu dans mes mains, c'est une grosse lentille. Pendant ce temps, cet objectif Nikon 50 mm peut aller jusqu'à f / 1,2, bien qu'il soit 25% moins cher et BEAUCOUP plus petit. Donc, au moins avec ces deux objectifs, il n'y a pas de corrélation très directe entre le prix et la capacité f-stop.

Qu'est-ce qui détermine la plage d'arrêt d'un objectif donné? Pourquoi ces 105 mm ne peuvent-ils pas passer en sub-2?

A dessiné
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Réponses:

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La zone pupillaire (ouverture d'ouverture) est proportionnelle au carré de la distance focale (au même diaphragme). Donc, 105 mm étant environ le double de la distance focale du 50 mm, il faudrait que 4x la pupille (surface) soit f / 1,2.

En d'autres termes, f / 1,2, ou n'importe quel diaphragme, ne correspond pas à un diamètre fixe - il augmente pour des focales plus grandes.

Cela suppose également que les deux lentilles se rassemblent et transmettent la même quantité de lumière à l'ouverture. Étant donné que le 50 mm a un champ de vision plus large, il aura tendance à recueillir plus de lumière, il a donc un avantage supplémentaire.

La zone d'ouverture maximale est clairement limitée par le format de l'appareil photo - elle ne peut pas être plus grande que la monture d'objectif. Un objectif peut compenser en rassemblant plus de lumière, c'est pourquoi les grands objectifs 300 mm f / 2,8 et 600 mm f / 4 ont d'énormes éléments avant.

MikeW
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Dans l'article Wikipedia sur f-stop (nombre-f), il est mentionné la taille de la pupille de votre objectif. Trouvé dans la section "Notation".
Johan Karlsson
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Un champ de vision plus large n'entre pas en ligne de compte en tant que tel - cet avantage est directement et complètement expliqué par la plus petite taille physique de l'ouverture comme vous l'expliquez dans la première partie de votre réponse.
Veuillez lire mon profil le
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Um ... le nombre f est un rapport entre la distance focale et l'ouverture; la relation est linéaire et non quadratique. Ainsi, un objectif 100 mm aurait besoin d'une pupille d'entrée deux fois le diamètre d'un objectif 50 mm pour obtenir le même nombre f. (Si le design est à l'échelle mais identique par ailleurs, cela signifie 4x la surface et 8x le volume de verre, bien sûr.) Je suppose que le "carré" y est entré par la force de l'habitude - il apparaît presque toujours dans n'importe quel discussion de l'ouverture.
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C'est un rapport linéaire au diamètre d' ouverture (f / D), mais une relation quadratique avec la zone de la pupille d'entrée, qui est la capacité de collecte de la lumière. L'aire étant (D / 2) au carré, fois pi.
MikeW
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Les mêmes gens qui pensent qu'une pizza de 24 "est deux fois plus grande qu'une 12", j'imagine;)
MikeW
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Il y a bien plus qu'un objectif plus long nécessitant un diamètre plus grand pour maintenir la même ouverture relative.

Pour quelques exemples, l'aberration sphérique et le coma sont tous deux proportionnels au carré de l'ouverture de l'objectif. Si nous prenions la conception de l'objectif 100 / 2,8 et doublions le diamètre de chaque élément, nous pourrions nous attendre à obtenir un objectif 100 f / 1,4 - mais avec quatre fois plus d'aberration sphérique et de coma que la version f / 2,8. Cela réduirait la qualité de "un peu grand ouvert" à "Euh, joli bokeh je suppose, mais ne serait-ce pas mieux si quelque chose était pointu?"

D'accord, j'exagère un peu, mais vous voyez l'idée. En plus d'avoir juste besoin de plus de matériau (par exemple, doubler le diamètre d'un élément nécessite environ 8 fois plus de verre), la conception a besoin d'une bien meilleure correction pour certaines des aberrations courantes pour maintenir la même qualité (ou similaire) à une plus grande ouverture.

Jerry Coffin
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Les échelles d'aberration sphériques aiment le cube - pas le carré - de l'ouverture de l'objectif.
Edgar Bonet
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Pour répondre à la question du titre, il existe deux facteurs limitatifs. Une limite souple est l'économie de conception. Cet objectif de 105 mm pourrait être conçu plus grand (rapport plus petit). Mais la demande est-elle suffisante pour couvrir les coûts de fabrication d'un tel objectif? Apparemment, le fabricant ne pense pas. Une limite stricte est la taille maximale du support système. Les systèmes SLR / DSLR typiques peuvent descendre à environ f / 1,2. Les supports de caméra de cinéma peuvent dépasser même f / 1.0.

Skaperen
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