Почему широкоугольные объективы имеют относительно небольшие отверстия?

Я заметил, что многие широкоугольные простые объективы (по крайней мере, для Canon) имеют несколько меньшую диафрагму, чем их обычные или телеобъективы. Например, обычное простое 24 мм Canon - f / 2,8, а 50 мм - f / 1,8.

Теоретически, должно быть возможно сделать широкоугольные объективы с большой апертурой, так как их отверстие будет намного меньше, чем простые числа с большими фокусными расстояниями. Итак, почему нет широкоугольных объективов с большими отверстиями? Ограничивает ли диафрагма места наименьшей диафрагме, которую может иметь объектив, поскольку это может повлиять на глубину резкости для пейзажной фотографии.

Вообще говоря, линзы с широкой апертурой легче проектировать, чем длиннее фокусное расстояние. Причина, по которой вы не видите объективы с фокусным расстоянием 400 мм f / 1,4, связана с производственными трудностями, например, с низкой дисперсией при производстве элементов такого размера, который необходим для таких отверстий. Стоит повторить, что обозначение f / 1.4 означает, что размер ограничителя диафрагмы равен фокусному расстоянию, деленному на 1.4, что для 400 f / 1.4 составляет колоссальные 285 мм. Технически это изображение ограничителя диафрагмы, которое должно быть такого размера, что означает, что передний элемент должен быть по крайней мере таким большим.

Если вы посмотрите на самые широкие из супертел Canon, вы увидите шаблон, который, кажется, составляет 150 мм, что является пределом экономичности:

• 400 / 2,8 = 142 мм

• 600 / 4,0 = 150 мм

• 800 / 5,6 = 142 мм

Объективы с фокусным расстоянием, меньшим, чем расстояние регистрации (около 46 мм для большинства зеркальных фотокамер), должны включать в себя так называемый ретрофокальный дизайн, который, по сути, представляет собой группу с обратным телеобъективом (или «широкоугольный конвертер») сзади объектива. Чем шире объектив, тем больше коррекций необходимо выполнить из-за ретрофокальной конструкции, и эти коррекции более трудны для объективов с широкой апертурой.

Это можно увидеть, если взглянуть на конструкцию Canon 24 мм f / 2.8 и 50 мм f / 1.8:

Canon 24мм f / 2.8

50 мм f / 1,8

Причина, по которой 50 мм предлагают такое хорошее соотношение цены и качества, когда речь идет о диафрагме, заключается в том, что для 35-мм камер 50 мм находятся в приятном месте, где фокусное расстояние достаточно длинное, чтобы позволить более простой не ретрофокальный дизайн, но не слишком длинное, чем большие куски. Стекло должно быть использовано, чтобы дать хороший ж / номер.

Современные широкоугольные объективы, по сути, являются обратными телефотоснимками. Так что стекла много, даже если фокусное расстояние меньше. Кроме того, количество стекла, необходимое для коррекции аберраций, больше, чем в объективе с нормальным фокусным расстоянием.

У Canon есть объектив 28 мм f / 2.8 и 28 мм f / 1.8. Согласно этой таблице (PDF), f / 2.8 представляет собой конструкцию объектива с 5 группами 5, а f / 1.8 - конструкцию объектива с 9 группами 10. Таким образом, вы почти удвоили количество стеклянных элементов, открыв чуть больше 1 ступени, и 28 мм не очень широкоугольный.

Широкая апертура не влияет на наименьшую апертуру. Может быть механическая проблема в том, что вы не получите очень точный f / 32 на крайнем широкоугольном из-за формы лопастей диафрагмы.

Кроме того, хотя меньшая апертура увеличит видимую глубину резкости, вы потеряете резкость из-за дифракции. Поиск по этому сайту для этой темы для получения дополнительной информации!

Потому что это не так просто!

Делать быстрые линзы - это не просто сделать "большую дыру". Объектив должен «изгибать» свет, чтобы охватить весь кадр, и чем сильнее изгиб (как при широком угле), тем больше аберрации ...