Почему объективы камеры такие большие и тяжелые?

Революция беззеркальных камер была призвана создать меньшие, более легкие камеры, но на самом деле производители камер просто воспользовались возможностью сделать более крупные и качественные объективы. Почему сводится к физике линз.

Управлять фокусным расстоянием сложно

Фокусное расстояние объектива, которое мы подробно рассматривали ранее, - это расстояние между задней узловой точкой и фокусной точкой. В простой выпуклой линзе это расстояние между центром линзы и фокусом. Однако ни один объектив камеры не является простым выпуклым объективом; все они «составные линзы», которые представляют собой линзы, изготовленные из комбинации отдельных линз, называемых «линзовыми элементами».

Камеры имеют «фокусное расстояние фланца», то есть расстояние между креплением объектива и датчиком. Например, на зеркальных фотоаппаратах Canon это 44 мм. Проблема для производителей камер заключается в том, что манипулирование фокусным расстоянием является сложным и, как правило, включает в себя добавление большего количества элементов объектива, которые делают вещи больше и тяжелее. Объектив Canon EF 40 мм является самым маленьким из-за того, что он так близко соответствует фокусному расстоянию фланца и поэтому требует очень мало элементов объектива..

Чем дальше вы удаляетесь от фокусного расстояния фланца в любом направлении, тем больше будет объектив. Объектив 600 мм не обязательно должен быть длиной 60 см, но не должен быть длиной 60 см, что было бы, если бы это была простая выпуклая линза - оптический дизайн сложен. То же самое с 11-миллиметровым объективом типа «рыбий глаз».

Небольшое приятное место, примерно от 24 мм до 50 мм, позволяет изготавливать объективы не таких больших размеров, но для всего остального оптика манипуляции фокусным расстоянием является серьезным препятствием для миниатюризации..

Диафрагма - жесткий предел

Диафрагма является функцией фокусного расстояния. Когда мы говорим о f / 5.6, мы говорим о том, что диафрагма объектива открыта для фокусного расстояния, деленного на 5.6. Например, 50 мм при f / 2 имеет отверстие для диафрагмы объектива 25 мм; при f / 8 радужная оболочка открыта до 6,25 мм.

Хотя это не касается широкоугольных объективов, это очень быстро становится проблемой для быстрых телеобъективов. Возьмите невероятно популярный Canon 70-200 f / 2.8: при 70 мм ширина диафрагмы объектива составляет 25 мм, а при 200 мм - 71,5 мм. Это означает, что при бесконечно тонких материалах минимально возможный размер переднего элемента объектива составляет около 72 мм, в действительности он равен 88,8 мм, и просто невозможно уменьшить его..

Неважно, чего хотят Canon, Nikon или Sony, они физически не могут сделать объектив 200 мм f / 2,8 с передним элементом меньше 80 мм или около того. Законы физики не сдвинутся с места.

Технические разработки являются проблемой

Многие старые линзы были не очень хорошими. У них было очарование, но автофокус был выключен, было регулярно сильное виньетирование или искажение, и изображение не было резким по всему кадру. Современные линзы решили многие из этих проблем, добавив больше линз, которые, конечно, также увеличивают размер и вес.

Точно так же современные разработки, такие как мощная стабилизация изображения, увеличивают вес и без того тяжелых объективов..

И давайте не будем забывать о зум-объективах. Основная линза (почти) всегда будет меньше и легче, чем зум-объектив, который покрывает то же фокусное расстояние, потому что они намного проще. Зум-объективы берут, как вы уже догадались, больше линз и движущихся частей.

Действительно, физика это проблема

Проблема сводится к тому, что законы физики - боль в заднице.

Оптика - хорошо изученная и сложная область. Управление светом таким образом, чтобы удаленные объекты казались ближе или ближе к объектам, находилось еще дальше, в то время как размытие фона или сохранение всего фокуса, а также поддержание высокого уровня качества изображения просто требуют больших тяжелых линз.

Мечта о том, чтобы профессиональные камеры стали меньше, на данный момент просто мечта.

Изображение предоставлено: l / h t t o / t / Shuterstock, LeonRW