Fナンバー<1のレンズの特別な点は何ですか?


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高速レンズについて語る、ウィキペディアの言及

Nikon TV-Nikkor 35mm f / 0.9-Festest Nikonレンズ

たとえば、f / 0.5レンズが存在しないのはなぜですか?

f / 0.9レンズに関係する特別な構造はありますか?


これが最速のニコンレンズであることに注意してください。Zeissは、F / 0.7を作成しました。これは、ろうそくに照らされたシーンにスタンリーキューブリックがよく使用したものです。visual - memory.co.uk / sk / ac / len / page1.htm -F / 0.5については聞いたことがない。
イタイ

回答:


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最大口径が広くなればなるほど、一般的な光学収差が発生しやすくなります(「単純な」レンズの場合)。広口径レンズは、これらの光学収差の補正により多くの労力をかける必要があるため、合理的なコストで製造することがますます困難になります。追加のレンズ要素は、色収差(f / 2よりも広い開口で非常に恐ろしいことがあります)を緩和し、歪みを補正し(直線的な動作を維持し、歪み効果を最小限に抑える)、球面収差とそれに起因する焦点シフトを補正するために必要です(または、球面収差を残し、追加の電子インテリジェンスを使用して焦点シフトを修正します)など。

また、f /#を大きくすると、他の同様のレンズで許可される光の比率を維持する必要があることに注意してください。f / 0.9レンズは、f / 1.4レンズよりも1.5倍多くの絞り(2倍以上の光)を可能にする必要があり、それを実現するための開口部の物理的サイズは、より大きなレンズバレル直径を必要とすることがよくあります。バレルの直径を大きくするには、少なくとも前部の要素を大きくする必要があり、これはレンズのコストを急速に増加させる可能性があります。f / 0.5レンズは、f / 1.4レンズ(光の8倍の体積)としてほぼ3ストップ以上の光を通過させる必要があり、直径が2.8倍の物理的開口が必要です。相対的な開口部から計算される物理的な開口部のサイズは、前部レンズ要素を通して見たものであることに注意することが重要です。(これは内部を少し拡大する傾向があります。)開口部の実際の物理的サイズは通常それほど大きくありませんが、f / 1を超える特に大きな最大開口部を持つレンズは一般にかさばるレンズバレルを必要とします。より多くの光学系を備えたマウントよりも大きな開口部を補正することは可能ですが...それは、より広い開口部の追加コストが作用する部分の一部です。

光学収差の増大する影響を補正する必要性と組み合わせて、より高速のレンズは、より大きな要素、より多くのガラス、より多くのグループ、より多くの移動グループを必要とします。それは莫大な費用になり、ほとんどの写真家にとって範囲外の価格を必要とします。Zeissのようなメーカー、f / 0.7レンズ(私が知る限り、地球上で最速のカメラレンズ)の作成に関して言えば、それはおそらく、お金のメーカーというより名声のものです...最高のレンズ地球上のメーカーは、すべての場合で最高のレンズを持っている方が良いでしょう?;)

(結局のところ、Zeissは、優れた光学系を備えており、最速の50mm f / 0.7レンズと、Apo Sonnar T * 1700mm f / 4レンズを備えた最長でクリアな望遠レンズを備えています...私を信じて、1700mm f / 4は50mm f / 0.7とほとんど同じくらい狂っています...それはそのような長い焦点距離のための光のトンです!)


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f / 0.9レンズはf / 1.4の2倍以上の光量を許容し、f / 0.5はf / 1.4よりも3 ストップ速くなります。
エヴァンクラル

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@Evan(あなたの考えを続けて)... 8倍の光を取り入れ、直径1.4 / 0.5 = 2.8倍(「ほぼ2回」よりもはるかに大きい)を必要とします。要するに、どんなf / 0.5レンズでも、焦点距離の2倍の幅でディスク全体に光を集め、それでも適切なシャープネスで平面に焦点を合わせる必要があります。
ウーバー

@jr説明をありがとう。私はあなたがf / numberではなく面積について話しているとは思わなかった。実際、あなたのメッセージはまだ「f / 0.5レンズ」と「f / 1.4レンズ」に言及しているので、意図した意味で一貫してf /表記を使用していることを再確認する必要があります。
ウーバー

@jrそれから私はひどく混乱しています。これらの重要なポイントのいずれか(または両方)の誤解を修正してください。(1)「f /」表記は従来のものです。これ、焦点距離に対する入射口径の比を意味するだけで、他の何も意味しません。(2)形状の面積は、その直径の2乗に比例します。これらは@Evanの分析および私の継続の基礎ですが、あなたの分析とそれらを調和させることはできません。
ウーバー

最新の編集では、f / 0.9からf / 1.4は約1ストップです。つまり、光の2 ^1⅓倍、つまり約2.5倍になります。そして(エヴァンが言うように)f / 0.5からf / 1.4は完全な3つのストップ、つまり8倍の光です。これはちょっとした選択であり、いかなる点でもポイントを変えることはありません。:)
mattdm

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f / 1.0よりも速いレンズが存在しますが、1.0を下回ると、ガラスが実際に入射光を曲げることができる限界に近づいているため、価格が急騰します!公差は非常に厳しくなり、製造は高価です。ガラス(屈折率1.5)の場合、制限はf / 0.5程度であるため、クォーツやサファイアなどのよりエキゾチックな材料を使用する必要があり、コストがさらにかかります。誰かがあなたが計算できるスレッドをオンラインで読んだことがあります。f/ 0.25レンズを作ることができますが、それは完全にダイヤモンドで構築する必要があります...

「フラッシュを使わずに屋内でより良い写真を撮る」ことは、それを行うには十分ではありません。「初めて月の表面を歩いて行く」ようなものでなければなりません...

私が今まで聞いた中で最速のレンズはf / 0.55で、キヤノンの伝説的なf / 1.0よりも2ストップ近く高速でした!それらは、シリコンウェーハのリソグラフィエッチングに使用され、分解能を制限する回折を避けるために開口部が必要です。f / 16のDSLRでソフトな画像を生成するのと同じ効果は、より多くの詳細を抽出しようとすると、ますます広い開口部で発生し始めます。


「回折を防ぐために開口部が必要です」回折は決して避けられませんが、より速いレンズからの焦点のサイズは小さくなります。焦点は、レンズの射出瞳からの回折の結果であり、2.44 *波長* f値のサイズを持ちます。
コリンK

ええ、私は回折の問題を意味していました。明確にします。
マットグラム

+1魅力的。f / stopに幾何学的な制限があるかどうか疑問に思っていて、f / 0.7前後のどこかが普通の眼鏡を使った一重(単純)レンズの制限になると考えました。しかし、逆望遠レンズなどの複合レンズや、場合によっては光ファイバーでも極端に低いf / stopを得ることができる可能性があると思いました。 :人々はそのような明らかな障壁を打破することについて賢いです!
-whuber

おそらく、これはあなたがその情報を得たスレッドですか?answer.google.com/answers/threadview?id=241629いくつかの方程式を提供し、最大F値を推測するためにいくつかの極値を入力します。
-drfrogsplat

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他の人はすでにコストについて言及しており、彼らは正しい。

おそらく最も実用的な目的にとっておそらくより意味のあるもう1つは、被写界深度がほとんど蒸発せずにゼロになることです。ほんの一例として、約3フィート離れた50 mmレンズを使用したショットを考えてみてください。多かれ少なかれ典型的なヘッド/ショルダータイプのショットです。F / 1.0で、あなたの自由度がダウンして3/4にすでにあるTHSインチの。F / 0.5で、それは約3/8になりTHSインチの-たとえば、あなたが誰かのまつげに焦点を当てた、場合、目自体は(その逆または副)著しく不鮮明になります。

夜のガラスの下で切手の写真を撮ることがあなたの第一の野望なら、最小限のDoFは問題にならないでしょうが、ほとんどの被写体にとって、それをうまく使うのは難しいでしょう。


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「カールツァイススーパーQギガンター0.33 / 40mm」と呼ばれるツァイスレンズがあります。

現時点では、Westlicht-Auctionでオークション中です。そのようなページへのリンクが許可されているかどうかはわかりませんので、ここに説明があります:

Carl Zeiss Super-Q-Gigantar 0.33 / 40mm(c。1960)これは、Contarex Bullseye用に製造された世界最速のレンズです。カールツァイスが広報目的で作ったユニークなレンズ-元バリンジャーコレクション。

周囲にサンプルがないため、このモンスターが写真を作成したことがあるかどうかは本当にわかりません。誰もがレンズの写真を撮ったように見えたが、それではなかった:-)

スーパーQギガンターの写真


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ハ!名前だけが大好きです...「Gigantar」はそれを聞くだけで特別な気持ちを醸し出しています!
jrista

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ただし、レンズは機能するものではなく、1960年代のますます大きな開口部への固定に対する答えとしてのモックアップであると言わなければなりません。レンズの指定「40 mm」は設計者によって完全に任意に設定され、内部の光学系とは何の関係もありませんでした。petapixel.com/2013/08/06/…–
ヒューゴ

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レンズマウントについて議論するつもりだったので、200mm f / 2.8を持ち、その開口部がカメラの開口部よりも大きい71.4mmであることに気付きました。だから、私が考えることができる唯一の理由はコストです...

マウントの直径よりも広い開口部の利点を得るには、メーカーは後部の要素で余分な作業を行う必要があり、費用がかかります。これは、彼らがほとんど誰もそれを買わないほどの費用がかかるレンズに労力を費やさないので、費用便益分析になります(Google、Canon 5200mmレンズが時々起こります)。彼らは、余分な光が実際に与えられたレンズに何を与えるのかと尋ねる必要がありますか?ほとんどの場合、焦点距離と開口部の比率が1:1になると、答えはそれほど多くないか、少なくとも正当化するのに十分ではないと思います。

マウントよりも大きな開口部の利点をどのように絞り込めるかについては、まあ、私は物理学者でもレンズメーカーでもありません...それを私より賢い人に任せます。関係なく、特定の焦点距離で取得できる開口部の大きさの制限ですが、どのように到達するかはわかりません。


F / 0.7は、F / 1.0より明るいストップです。しかし、その停止のコストは多すぎます。
ニックベッドフォード

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相対的な開口から計算される物理的開口サイズは、前部レンズ要素を通して見た場合のみであることを覚えておいてください(内部レンズを少し拡大する傾向があります)。開口の実際の物理的サイズは通常それほど大きくありません。より多くの光学系を備えたマウントよりも大きな開口部を補正することは可能ですが...それは、より広い開口部の追加コストが作用する部分の一部です。
jrista

@jrista-補正はその後の要素にないのでしょうか?
ジョンキャバン

はい、それは通常です。私は彼らがその出口瞳孔補正を呼び出すと思います。
jrista

ここでの@jristaのコメントは全体的な答えの重要な部分だと思います。出口と入口の瞳を非対称にすることは可能ですが、これはレンズ設計では一般的ではなく、ほぼ間違いなく費用を追加します。参照en.wikipedia.org/wiki/Pupil_magnification
mattdm
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