Czy duża średnica mocowania naprawdę zapewnia korzyści konstrukcyjne dla obiektywów o dużej aperturze?

Aby rozmowa była prosta, skoncentruj się wyłącznie na natywnej konstrukcji obiektywu do mocowania.

Tak więc dzięki niedawnemu ogłoszeniu bezlusterkowemu Nikon Nikon reklamował większy uchwyt. Nie jestem ekspertem w tej dziedzinie, więc zastanawiałem się, czy ktoś pomoże mi zrozumieć ten temat.

Nikon wskazał, że jest tam większy uchwyt, dzięki czemu obiektyw można wykonać szybciej. Sony się nie zgadza. W oparciu o produkty z przeszłości, takie jak obecny kanon z serii L 50 mm 1.2, wydaje się, że stwierdzenie Nikona jest fałszywe.

To obie strony argumentu. Nie mam wystarczającego zrozumienia w tej sprawie, aby dowiedzieć się, kto ma rację, a kto bzdury.

Czy ktoś z wystarczającym zrozumieniem wytłumaczy, kto się myli, a kto ma rację, a jeśli istnieje rzeczywista korzyść z posiadania większego mocowania, jeśli chodzi o uzyskanie większej ilości światła do czujnika za pomocą szybszego obiektywu?

Soczewka kontrolna. 85 mm f / 1.0.

Czy posiadanie większego mocowania oznacza, że ​​konstrukcja tego obiektywu może być mniej skomplikowana w porównaniu z konstrukcją tego samego obiektywu na mniejszym mocowaniu? A jeśli konstrukcja obiektywu jest mniej skomplikowana, ten średni koszt można również obniżyć.

Po pierwsze: Sony niekoniecznie nie zgadza się z twierdzeniem Nikona. Po prostu Sony zaprojektowało mocowanie „E” o średnicy gardzieli 46,1 milimetrów w momencie, gdy wydawało się, że będzie to mocowanie APS-C tylko dla serii kompaktowych bezlusterkowych ILC serii NEX.

Później Sony podjęło decyzję o przejściu na terytorium pełnej klatki za pomocą całkowicie elektronicznego mocowania „E”, zamiast albo za pomocą istniejącego mechanicznego mocowania „A ”¹, który datował się aż do kamer filmowych Minolta, albo stworzenia kolejnego nowego mocowania dla ich Aparaty bezlusterkowe FF. Średnica gardzieli 46,1 mm uchwytu „E” jest wystarczająco duża, aby pomieścić przekątną 43,27 mm czujnika FF 36x24 mm.

Po drugie: całkowicie elektroniczny montaż Canon EOS „EF”, wprowadzony w 1987 roku, ma średnicę gardzieli 54 mm. Istnienie obiektywu 50 mm f / 1.2 w uchwycie Canon EF o średnicy gardzieli 54 mm nie podważa twierdzenia Nikona, że ​​ich nowy uchwyt Z o szerokości 55 mm pozwala na lepszą konstrukcję obiektywu niż poprzednie mocowanie „F”, które miało wąska średnica gardzieli tylko 44 mm.

Zasadniczo od 1987 r., Kiedy Canon wprowadził mocowanie „EF” z odległością rejestracyjną 44 mm i średnicą gardzieli 54 mm, Nikon jest technicznie ograniczony do dopasowania niektórych konstrukcji obiektywów Canon ze względu na własną odległość rejestracji 46,5 mm i węższą średnicę gardła 44 mm .² Podobnie, wraz z wprowadzeniem mocowania Sony „E” w 2010 r. I zastosowaniem go w aparatach FF wraz z wprowadzeniem aparatów Sony serii α7 pod koniec 2013 r., Aparatów Nikon „F” (a także aparatów Canon EOS) ) były niekorzystne w odniesieniu do projektowania soczewek o bardzo szerokim kącie i bardzo dużej aperturze, które mogą skorzystać z krótszej odległości rejestracji, aby zarówno uprościć konstrukcję, zmniejszyć rozmiar / wagę, jak i dopasować lub poprawić działanie soczewki w mniejszym opakowaniu.

Nikon reklamuje nowszą średnicę gardzieli i znacznie krótszą odległość rejestracji mocowania „Z”, ponieważ jest on o jeden milimetr szerszy niż mocowanie Canon EF wprowadzone od 1987 roku i dwa milimetry krótsze niż mocowanie Sony „E” zostało wprowadzone w 2010 r. Jest także o 11 mm szerszy i 30,5 mm krótszy niż ich własne mocowanie „F”.

W przypadku obiektywów o krótszej ogniskowej z szerszymi otworami większa średnica gardła pozwala na większe źrenice wyjściowe. Krótsza odległość rejestracji pozwala na krótsze ogniskowe bez konieczności uciekania się do złożonej konstrukcji retrofokusa, dzięki czemu obiektywy o ogniskowej są krótsze niż odległość rejestracyjna. Oba te czynniki łącznie oznaczają, że większe elementy tylnej soczewki można umieścić bliżej czujnika obrazowania. Pozwala to na konstrukcje obiektywów niemożliwe przy użyciu węższych średnic gardzieli umieszczonych w większych odległościach od płaszczyzny obrazu aparatu.

Soczewka kontrolna. 85 mm f / 1.0

W przypadku obiektywu o ogniskowej 85 mm różnica między odległością rejestracyjną 16 mm a 46,5 mm nie jest tak naprawdę istotna, ponieważ 85 mm jest znacznie dłuższa niż nawet odległość rejestracyjna 46,5 mm dla mocowania „F” firmy Nikon. Patrząc na przykład na obiektywy 85 mm do mocowania Sony E i porównując je z obiektywami 85 mm o tym samym maksymalnym otworze dla mocowania Canon EF lub Nikon F, dość łatwo zauważyć, że obiektywy są o około 30 milimetrów dłuższe do montażu „E” w celu uzupełnienia o około 30 milimetrów krótszego kołnierza montażowego. Tylne elementy obiektywów 85 mm do mocowania Sony „E” są o około 30 mm bardziej zagłębione w obiektywie.

Szersza średnica gardzieli jest czynnikiem, ponieważ pozwala światłu uderzającemu w krawędź czujnika obrazowania uderzać go pod kątem bardziej prostopadłym niż węższa średnica gardzieli. Zwiększa to ilość światła padającego na każdą ze stron w taki sam sposób, że każdy metr kwadratowy ziemi na powierzchni Ziemi otrzymuje więcej światła / energii od Słońca, gdy znajduje się wysoko nad głową, niż gdy jest nisko nad horyzontem. W rzeczywistości byłoby to jeszcze bardziej analogiczne do tego, ile światła słonecznego, w oparciu o kąt słońca, uderzyłoby o metr kwadratowy na powierzchni Ziemi wokół solidnego ogrodzenia o wysokości 1-2 metrów wokół niego, ponieważ piksele są osadzone na typowym Czujniki ILC mają głębokość, która zwykle przekracza ich własną szerokość.

_{¹ Mocowanie Minolta / Sony „A” miało odległość rejestracyjną 44,5 mm i średnicę gardzieli 49,7 mm.}

_{² Poprzednie mocowania Canon „FL” i „FD” miały 48 mm średnicy, które były o 4 mm szersze i znajdowały się 4 mm bliżej filmu niż mocowanie „F” firmy Nikon, co daje niewielką przewagę przy projektowaniu obiektywów o bardzo dużej aperturze w średnie zakresy ogniskowych. To jeden z powodów, dla których liczba główna 58 mm firmy Nikon może zostać zaprojektowana inaczej niż liczba główna 50 mm. Różnica 3,5 mm między 46,5 mm a 50 mm to za mało miejsca, aby zmieścić wszystkie elementy obiektywu potrzebne do uzyskania wyższej jakości, ale po prostu zaprojektowanego obiektywu 50 mm.}

Używając kciuka i palca wskazującego na każdej dłoni, ułóż ramkę palca i wyciągnij ją na długość ramion.

Teraz wyobraź sobie, że całe twoje pole widzenia jest ograniczone granicami tej ramki palca. Wszystko poza ramką nie jest dla ciebie widoczne.

Jeśli chcesz zobaczyć większe (szersze) pole widzenia, masz dwie opcje:

1. Przesuń ramkę palca bliżej oka. W rzeczywistości oprzyj ramkę palca na czole i nosie. Nadal będziesz widzieć granice ramki, ale będziesz mógł zobaczyć duże pole wewnątrz ramki.

   Jest to analogia do przejścia z głębokości kołnierza > 40 mm lustrzanek cyfrowych na znacznie krótszą głębokość kołnierza 16–20 mm w aparatach bezlusterkowych.

2. Zwiększ rozmiar ramki, rozsuwając ręce.
   

   Jest to analogiczny sposób zwiększania rozmiaru mocowania kołnierza.

Nikon zrobił to z systemem mocowania Z. Ale tak naprawdę nie miał wyboru - Nikon musiał zrobić jedno i drugie:

• Producenci muszą mieć wykonalny bezlusterkowy system kamer, aby być konkurencyjnym na dzisiejszym rynku kamer. Nikon nie miał takiego przed montażem Z.

• Istniejący system mocowania F firmy Nikon pochodzi z lat 50. XX wieku. Jego gardło 45 mm nałożyło ograniczenia na konstrukcję obiektywu, które są znacznie bardziej zrelaksowane dzięki gardle 55 mm mocowania Z.

Nikon wskazał, że jest tam większy uchwyt, dzięki czemu obiektyw można wykonać szybciej. Sony się nie zgadza.

Nie, Sony się nie zgadza. Tak, średnica gardzieli Sony z mocowaniem typu E wynosząca 46,1 mm należy do najmniejszych gardeł z mocowaniem obiektywu MILC. Ale to dlatego, że początkowo został zaprojektowany dla czujników wielkości APS-C, z możliwym spojrzeniem na czujniki pełnoklatkowe. Po prostu nie zaprojektowali korzyści dla dużych średnic gardła, które mogłyby ułatwić projektowanie obiektywów w przyszłości, ponieważ w 2010 roku skupili się na korzyściach płynących z małych korpusów aparatów.

W oparciu o produkty z przeszłości, takie jak obecny Canon L-series 50 mm 1.2, wydaje się, że oświadczenie firmy Nikon jest fałszywe.

Wprowadzenie do mocowania Z firmy Nikon w połączeniu z nie imponującym zestawem obiektywów nie obaliło zalet dużej średnicy gardła; pokazuje jedynie, że po wprowadzeniu mocowania i początkowej linii obiektywów nie wykorzystali w pełni możliwości, jakie otworzyło przed nimi nowe mocowanie.

Podstawową zaletą dużej średnicy gardzieli w korpusie kamery z krótkim kołnierzem nie jest projektowanie obiektywu 85 mm ƒ / 1,0. Główną korzyścią będzie, gdy (jeśli) będą chcieli wprowadzić obiektyw szerokokątny, być może 14 mm ƒ / 1,4. W szczególności obiektywy szerokokątne zostały ograniczone do korpusów lustrzanek cyfrowych ze względu na konieczność zastosowania optyki retrofokalnej w celu uzyskania krótkiej ogniskowej i szerokiego kąta widzenia. Zobacz też:

• Dlaczego szerokokątne obiektywy stałoogniskowe mają stosunkowo małe otwory?
• Dlaczego obiektywy szerokokątne są o wiele droższe?

Ogłoszony przez firmę Nikon montaż Z Noct 58 mm ƒ / 0,95 jest przykładem tego, co mogą zrobić z szerokim mocowaniem, którego nie mogliby zrobić z mocowaniem F. Poprzedni szybki mistrz Nikona, 58 mm ƒ / 1,2 Noct-Nikkor, miał tylny element, który został zepchnięty do samej krawędzi jego bagnetowej granicy. Tylna szyba ma nawet rowek wycięty na części swojego obwodu, aby pomieścić dźwignię dźwigni:

Gdyby gardło z mocowaniem F wynosiło 55 mm, a nie 45 mm, nie jest prawdopodobne, aby wyprodukowali obiektyw 58 mm znacznie szybszy niż ƒ / 1,2 w tym czasie. Ale z pewnością mieliby miejsce, aby zmieścić zarówno tylny element, jak i dźwignię łączenia apertury, bez konieczności ich zlepiania.

Szybkość obiektywu

Biorąc pod uwagę, że (na przykład) Canon zbudował obiektyw 50 mm f / 0.95 dla wariantu mocowania M39, który miał gardło 39 mm, i który pozostaje jednym z najszybszych konwencjonalnych obiektywów ¹ zbudowanych dla aparatu 35 mm, wątpię średnica gardła jest szczególnie istotna w przypadku soczewek budowlanych, które są po prostu niezwykle szybkie.

Czujnik cyfrowy

To sprawia, że ​​szukamy innych powodów, aby to zrobić. Oczywistym byłoby uniknięcie problemu, który niektórzy widzieli podczas montażu starszych obiektywów (szczególnie obiektywów szerokokątnych) na bezlusterkowatych korpusach. W przypadku (nierefokalnego) szerokokątnego obiektywu światło może przemieszczać się pod dość ostrym kątem padania, gdy dotrze do krawędzi lub (szczególnie) narożników czujnika.

Szersze gardło tworzy miejsce dla obiektywu, który nie musi wystawać pod tak ostrym kątem, aby zakryć rogi czujnika.

Kiedy światło porusza się pod dużym kątem, zwykle spodziewamy się więcej winietowania, aw skrajnych przypadkach można uzyskać dość dziwny efekt tęczy w kierunku rogów.

Mikrosoczewki przed studzienką czujnika nie są korygowane pod kątem takich aberracji chromatycznych. Zwykle nie ma potrzeby ani sensu, ponieważ całe światło wykrywane przez pojedynczą studzienkę czujnika jest traktowane jako posiadające jeden kolor. Przy świetle o dużym kącie padania możesz jednak natknąć się na problem: tylko dość wąski zakres kolorów światła załamuje się poprawnie, aby w ogóle dotrzeć do czujnika.

Z szerszym gardłem soczewka może być zaprojektowana w taki sposób, że światło przemieszcza się (bliżej) prostopadle do czujnika, gdy opuszcza tył soczewki, zapobiegając występowaniu tego problemu (lub przynajmniej zmniejszając go do nieistotności).

1. Leica kiedyś zbudowała obiektyw o wyższej skutecznej wartości przysłony, ale użyła elektronicznego wzmocnienia światła, więc rzeczywista optyka nie była tak szybka jak efektywna ocena (i nie sądzę, żeby były tak szybkie jak Canon f / 0.95 albo).