Jakie są różnice konstrukcyjne między obiektywem makro i zwykłym?

11

Rozumiem, że aby zmniejszyć minimalne odległości ogniskowania, konstrukcja obiektywu makro musi skupiać się na zachowaniu pewnych odległości między obiektywem a czujnikiem.

Czy jednak umieszczenie obiektywu i jego elementów jest jedyną różnicą między makrem a obiektywem stałoogniskowym lub jakimkolwiek innym zwykłym obiektywem? LUB czy istnieją również inne różnice strukturalne?

Istnieje wiele postów dotyczących różnic, ale żaden z nich tak naprawdę nie uwypukla różnic „fizycznych”.

macro lens-design macro-lenses lens-construction użytkownik1266515
źródło

Odpowiedzi:

12

Prosty obiektyw (jak soczewka w okularach) tworzy obraz w odległości f za obiektywem dla obiektu w nieskończoności (gdzie f jest ogniskową). Ten sam obiektyw utworzy obraz w odległości 2f za obiektywem dla obiektu 2f przed obiektywem. Osiągnie to powiększenie 1: 1, tj. Definicję makra. Tak więc każdy soczewka jednoelementowa jest soczewką makro po zamontowaniu w tubie 2f od czujnika.

W soczewce wieloelementowej (tj. Obiektywie kamery) soczewka tworzy makro obraz 2f za tylną płaszczyzną główną dla obiektu 2f przed przednią płaszczyzną główną . Minimalną odległość ostrzenia „zwykłego” obiektywu można zwiększyć, przesuwając go dalej od czujnika za pomocą rurek przedłużających. Dlatego kuszące jest stwierdzenie, że jakikolwiek obiektyw jest makroobiektywem po zamontowaniu w odpowiedniej odległości od czujnika (a zatem nie ma różnicy między makroobiektywem a „zwykłym” obiektywem, innym niż długość tuby łączącej go z aparatem).

Jednak przednia płaszczyzna główna może znajdować się wewnątrz soczewki, więc w przypadku niektórych obiektywów wymagana odległość 2f od przedniej płaszczyzny głównej może być punktem w obiektywie - co stanowi pewien problem! Makroobiektyw jest więc zwykłym obiektywem z przednią płaszczyzną główną w odległości 2f od przodu obiektywu i tylną płaszczyzną główną 2f - ffd z tyłu obiektywu (gdzie ffd to odległość ogniskowa kołnierza ).

Na położenie głównych płaszczyzn w soczewce wieloelementowej duży wpływ ma rozkład dodatnich i ujemnych elementów w soczewce. Konstrukcja retro-focus, powszechnie stosowana w obiektywach szerokokątnych, popycha główne płaszczyzny do tyłu, a konstrukcja teleobiektywowa popycha je do przodu. To jest powód, dla którego widzisz znacznie więcej teleobiektywów makro niż makr szerokokątnych.

Oprócz położenia głównych płaszczyzn, makro-obiektywy są zwykle optymalizowane pod kątem płaskiego pola, tzn. Zogniskowany obraz jest płaski, a nie lekko zakrzywiony. Nie jest to wymagane, aby obiektyw był makrem, ale przydatna funkcja obiektywów używanych do fotografowania płaskich obiektów z bliskiej odległości, np. Do kopiowania dokumentów.

Matt Grum
źródło
Dzięki za wkład! Btw przez „.... pewne odległości między przednim elementem soczewki a czujnikiem” Miałem na myśli, że we wszystkich obiektywach makro ogólnie sam obiektyw jest ustawiony dalej od czujnika. Jest to to samo, co użycie przedłużaczy lub mieszków (na zwykłym / prostym obiektywie), które z kolei zmniejszają minimalną wymaganą odległość ustawiania ostrości między obiektywem a obiektem. Mam nadzieję, że to ma sens :)
user1266515
@ user1266515 ok, rozumiem już teraz, zredagowałem pytanie, ponieważ kluczowa odległość znajduje się między tylną płaszczyzną główną a czujnikiem. Położenie przedniego elementu ma wpływ na położenie tylnej płaszczyzny głównej, ale także pozycja każdego innego elementu w obiektywie, więc pozostawiłem go jako „odległość między obiektywem a czujnikiem”.
Matt Grum,
Idealny! Dodatkowo jakiś pomysł na temat tego, który aspekt fizycznego projektu soczewki to Twój komentarz „makroobiekty są zwykle zoptymalizowane pod kątem uzyskania płaskiego pola”?
user1266515
@ user1266515 Krzywizna pola zależy od współczynnika załamania szkła optycznego zastosowanego w obiektywie i obecności elementów korekcyjnych i jest naturalnie mniej rozpowszechniona w konstrukcjach teleobiektywów.
Matt Grum,
2
Kolejną różnicą jest to, że makro-obiektywy są zoptymalizowane pod kątem krótkich odległości od obiektu. Aberracje zależą od odległości ogniskowania, a obiektyw inny niż makrofotograficzny może być bardzo dobry w zamierzonych odległościach, a jednak słaby, gdy jest używany z lampą przedłużającą.
Edgar Bonet
1

Należy również rozważyć mechaniczny kompromis: jeśli chcesz pozwolić na bardzo bliskie ustawianie ostrości, szczególnie w przypadku soczewek skupiających jednostkę, bez dodatkowych akcesoriów, musisz zaprojektować z wyraźną różnicą w przedłużeniu beczki między nieskończonością a bardzo bliskim ogniskowaniem - co oznacza, że ​​potrzebujesz aby zbudować całą jednostkę większą - nawet przy ogniskowaniu nieskończoności wycofana lufa musi gdzieś iść. Z tego powodu wiele obiektywów makro ma zintegrowane osłony przeciwsłoneczne - tubus jest schowany w bocznych ścianach osłony obiektywu ...

rackandboneman
źródło