क्या लेंस का समग्र प्रकाश एकत्रीकरण केवल एपर्चर पर निर्भर है?


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मेरी धारणा यह है कि एक लेंस का एपर्चर मान इसकी रोशनी को इकट्ठा करने की क्षमता निर्धारित करता है, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि मैं समझता हूं कि यह कैसे काम करता है ...

टेलीस्कोपों ​​में प्रकाश इकट्ठा करने पर विचार करते समय, यह उद्देश्य लेंस (या दर्पण) के व्यास पर निर्भर करता है। यह मेरे लिए एकदम सही समझ में आता है, क्योंकि प्रकाश सभी दिशाओं में विकिरणित होता है, इसलिए एक बड़ा क्षेत्र का मतलब है कि आप अधिक प्रकाश इकट्ठा करते हैं। मुझे लगता है कि कैमरा लेंस में भी ऐसा ही होना चाहिए - एक बड़ा लेंस इस विषय से प्रकाश के शंकु को अधिक उठाएगा, और इसे सेंसर पर केंद्रित करेगा।

मुझे इसके बारे में सोचकर क्या मिला, मैंने एक एफ / 0.95 लेंस देखा है, लेकिन यह एफ / 2.8 लेंस की तुलना में बहुत बड़ा नहीं दिखता है, इसलिए मैं भौतिकी को नहीं समझता कि यह कैसे काम करेगा।



बस उस के माध्यम से एक अच्छा लग रहा था और मैं अभी भी थोड़ा उलझन में हूँ! क्या एपर्चर लेंस के व्यास से किसी तरह से संबंधित है?
asc99c

विशेष रूप से नहीं, नहीं, लेकिन आप उद्देश्य लेंस के व्यास के बारे में पूछते हैं।
कृपया मेरी प्रोफाइल

जवाबों:


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अनिवार्य रूप से हां, एक लेंस की प्रकाश एकत्रित क्षमता इसकी अधिकतम एपर्चर द्वारा निर्धारित की जाती है। उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की ट्रांसमिशन दरों पर भी प्रभाव पड़ता है लेकिन यह बहुत कम है।

आप अंतर्ज्ञान सही है कि आप एक बड़े एपर्चर लेंस को एक बड़े बैरल की उम्मीद करेंगे, हालांकि एपर्चर को फोकल लंबाई से विभाजित लेंस खोलने के * स्पष्ट ** आकार के अनुपात के रूप में निर्दिष्ट किया गया है। तो एक 200 मिमी f / 2.0 लेंस में एक सामने वाला तत्व होना चाहिए जो 200 / 2.0 = 100 मिमी एपर्चर को देखने के लिए पर्याप्त हो, इसलिए बैरल कम से कम 10 सेमी होना चाहिए। हालाँकि, एक 20 मिमी f / 2.0 में केवल 10 मिमी का एपर्चर दिखाई देता है, जो कि छोटा होता है, जो कि अधिकांश लेंस आकारों की तुलना में होता है।

चौड़े कोण लेंसों को जटिल बनाने के लिए फ्रेम के बीच में विग्निटेटिंग को रोकने के लिए उनके एपर्चर द्वारा तय किए गए सामने वाले बड़े तत्वों की आवश्यकता होती है। फोकल लंबाई के लिए लगभग 50 मिमी लेंस के आकार में वृद्धि होती है, क्योंकि फोकल लंबाई एपर्चर के बावजूद कम हो जाती है, और इस प्रकार प्रकाश इकट्ठा करने की क्षमता भी कम हो जाती है।

यहाँ अच्छा उदाहरण है, यह Nikon लेंस केवल f / 2.8 है:

लेकिन अपने विशाल चौड़े कोण प्रकृति के कारण, बिल्कुल विशाल है।

* ध्यान दें कि 100 मिमी f / 2.0 का अर्थ लेंस के बीच में भौतिक उद्घाटन वास्तव में 50 मिमी व्यास नहीं है, केवल लेंस के सामने से देखने पर उक्त उद्घाटन की छवि व्यास में 50 मिमी प्रतीत होती है। वास्तव में उद्घाटन अक्सर छोटा होता है, लेकिन लेंस के सामने के तत्व को अपने सैद्धांतिक आकार को समायोजित करने के लिए काफी बड़ा होना पड़ता है।


वहाँ अपने अंतिम पैराग्राफ को प्यार करो! अब यह स्पष्ट प्रतीत होता है - लेकिन मैंने हमेशा आश्चर्य किया कि क्यों, जब मुझे पता था कि मैंने अपने उत्तर में क्या समझाया है, तो मेरा 24 मिमी f / 1.4 लेंस मेरे 50 मिमी f / 1.4 से बहुत बड़ा था!
माइक

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मुझे लगता है कि मुझे मिल गया है। एफ / 0.95 50 मिमी लेंस के लिए अनिवार्य रूप से, प्रभावी व्यास 52.6 मिमी होना चाहिए। यह विशेष रूप से बहुत बड़ा नहीं है, लेकिन उस आकार का होने के लिए, लेंस को लेंस के बहुत किनारे तक प्रकाश को मारने के लिए सेंसर के सही बिंदु पर ध्यान केंद्रित करने में सक्षम होना चाहिए। आम तौर पर सस्ते लेंस इसे प्राप्त नहीं कर पाएंगे, इसलिए भले ही सस्ता लेंस 52.6 मिमी या बड़ा हो सकता है, केवल केंद्र के काफी करीब से प्रकाश मारना वास्तव में एक केंद्रित छवि के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है - यदि आप एपर्चर ब्लेड को हटाने के लिए इसे नष्ट कर देते हैं , आपको अधिक प्रकाश मिलेगा, लेकिन एक छवि पर ध्यान केंद्रित नहीं किया जाएगा।
asc99c

केवल संदर्भ के लिए, एफ / # आमतौर पर "प्रवेश पुतली" को संदर्भित करता है, जो लेंस के सामने के माध्यम से देखे जाने वाले एपर्चर आकार के लिए आधिकारिक शब्द है। इसके विपरीत, "एग्जिट प्यूपिल" एपर्चर के आकार का होगा जैसा कि लेंस के पीछे से देखा जाता है।
jrista

@ मैट ग्रम: जिज्ञासा से बाहर, निकॉन लेंस क्या है? क्या यह वास्तव में कितना बड़ा है, और यह कैसा दिखता है? शायद oddest एसएलआर लेंस मैंने कभी देखा है ...
jrista

@ जिरस्टा वह 220 डिग्री वाला निकॉन 6 मिमी एफ / 2.8 गोलाकार फिशे है। हां, 220 डिग्री - आप कैमरे के पीछे खड़े हो सकते हैं, और यदि आप बहुत करीब हैं, तो कैमरे के शीर्ष पर झांकते हुए, आप वास्तव में तस्वीर में दिखाई दे सकते हैं।

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आप लगभग सही हैं कि लेंस के भौतिक व्यास का लेंस के प्रकाश इकट्ठा करने वाले गुणों पर सीधा प्रभाव पड़ता है।

हालाँकि आपको लेंस की फोकल लंबाई को भी ध्यान में रखना होगा।

गणित काफी आगे है:

अधिकतम एपर्चर (एफ-स्टॉप) = लेंस की फोकल लंबाई / व्यास

एक उदाहरण के रूप में, f / 4 को चुनने की सुविधा देता है क्योंकि यह एक अच्छा आसान दौर है ...

  • 400 मिमी पर उदाहरण के लिए f / 4 प्राप्त करने के लिए, लेंस का व्यास 100 मिमी होगा।
  • 100 मिमी पर f / 4 प्राप्त करने के लिए, लेंस का व्यास 25 मिमी होना चाहिए।
  • 50 मिमी पर f / 4 प्राप्त करने के लिए, लेंस का व्यास 12.5 मिमी होगा।

तो कहने पर, एक 50 मिमी लेंस, आपके प्रश्न में बताए अनुसार f / 0.95 प्राप्त करने के लिए, और चूंकि यह f / 1 से कम है, लेंस का व्यास वास्तव में लेंस की फोकल लंबाई से थोड़ा बड़ा होना चाहिए 52.63mm।

ध्यान दें कि समीकरण को स्विच करना आसान हो सकता है:

लेंस का व्यास = फोकल लंबाई / अधिकतम एपर्चर (एफ-स्टॉप)

इसलिए f / 0.95 लेंस एफ / 2.8 लेंस से अधिक बड़ा नहीं होने के बारे में आपके मूल प्रश्न के अनुसार, आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता होगी कि दोनों लेंस एक ही फोकल लंबाई के थे। तब आप देखेंगे कि 0.95 वास्तव में 2.8 से बड़ा था, और ऊपर दिए गए समीकरण का उपयोग करके, आप ठीक उसी तरह से काम कर सकते हैं जो प्रत्येक में भौतिक लेंस के व्यास;;

मुझे उम्मीद है कि इसका कोई अर्थ है???


यह समझ में आता है, लेकिन मुझे अभी भी कुछ संदेह है। जैसे 50mm F2.8 यहाँ amazon.co.uk/exec/obidos/ASIN/B000GT11FI/watersphotogr-21/… बनाम 50 मिमी F0.95 यहाँ noktor.com/products.php - इस सूत्र के अनुसार, संख्याएँ 52.6 मिमी और होनी चाहिए 17.9 मिमी, और लेंस उस अलग नहीं दिखते हैं।
asc99c

आपके द्वारा लिंक किया गया Sony 50mm का चित्र ग्लास को स्वयं नहीं दिखाता है - इस साइट पर फोटो की जाँच करें swiatobrazu.pl/test_sony_50mm_f28_macro.html और आप देख सकते हैं कि ग्लास व्यास में बहुत छोटा है ... :)
माइक

अरे हां! लगता है कि चीजें अब समझ में आ रही हैं।
asc99c

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दूसरों ने पहले से ही प्रवेश पुतली और फ्रंट लेंस के बीच अंतर को समझाया है। मैं एक शब्द जोड़ना चाहूंगा कि एफ-नंबरों द्वारा प्रकाश एकत्र करने की शक्ति क्यों दी जाती है।

एक टेलीस्कोप और एक फोटोग्राफिक लेंस के बीच का अंतर यह है कि आप आमतौर पर टेलिस्कोप का उपयोग छोटी वस्तुओं (कोणीय आकार में छोटा) की छवि के लिए करते हैं । तब आपका विषय लगभग हमेशा दृश्य के क्षेत्र में फिट होगा, भले ही गुंजाइश की फोकल लंबाई के बावजूद। इसके विपरीत, आप अक्सर एक पूरे दृश्य को पकड़ने के लिए एक कैमरा का उपयोग करते हैं जो फ्रेम को पूरी तरह से भर देता है। फिर, छोटी फोकल लंबाई आपको दृश्य के अधिक कैप्चर करने देती है ... और इसलिए अधिक प्रकाश!

यह "प्रकाश इकट्ठा करने की शक्ति" की सराहना करने के तरीके में बड़ा बदलाव करता है। एक खगोल विज्ञानी के लिए, प्रकाश एकत्र करने की शक्ति पृथ्वी पर दिए गए प्रकाश को प्रदान करने वाले एक छोटे स्रोत से चमकदार प्रवाह को इकट्ठा करने की गुंजाइश की क्षमता है। इसलिए यह प्रवेश पुतली के सतह क्षेत्र के बराबर है। एक फ़ोटोग्राफ़र के लिए, प्रकाश एकत्र करने की शक्ति एक लेंस (या कैमरा) की क्षमता होती है जो दिए गए औसत ल्यूमिनेंस के विस्तारित दृश्य से चमकदार प्रवाह को इकट्ठा करता है । यह तब प्रवेश पुतली और देखने के क्षेत्र दोनों पर निर्भर करता है । इसलिए हम कच्चे एपर्चर व्यास के बजाय एफ-संख्या का उपयोग करते हैं।

संबंधित प्रश्न का यह उत्तर भी देखें ।


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अपनी दूरबीन को रोकने के बारे में सोचें। कई स्कोप लेंस कैप के साथ आते हैं जो उस पर एक माध्यमिक कैप के साथ केंद्र में एक परिपत्र छेद काटते हैं।

यदि आप अपना दायरा लेंस कैप के साथ संचालित करते हैं, लेकिन द्वितीयक कैप को बंद कर दिया है तो अब आप अपना दायरा कम कर सकते हैं। आपका f8 स्कोप अब हो सकता है, कहते हैं, उद्देश्य लेंस व्यास में कोई बदलाव किए बिना एक f20 स्कोप । यह वास्तव में मुझे बाहर निकाल दिया क्योंकि मैंने दूरबीनों में कैमरों से पहले शुरू किया था और मुझे ठीक वही भ्रम था जो आपके पास है।

क्या आपके पास 35 मिमी का एक पुराना कैमरा कैमरा है? पीठ खोलें और लेंस के माध्यम से देखें, अनिवार्य रूप से, आपकी आंख अब फिल्म है। शटर दबाएं। आप ज्यादातर गोलाकार एपर्चर के माध्यम से प्रकाश का एक संक्षिप्त फ्लैश देखेंगे। (इससे भी बेहतर, शटर गति को धीमा सेट करें ताकि संक्षिप्त फ़्लैश कम संक्षिप्त हो।) अब एपर्चर सेटिंग के साथ खेलें, तुलना करें, f2.8 को f16 के साथ कहें। ध्यान दें कि गोलाकार छेद का आकार कैसे बदलता है?

यदि आपके पास एक पुराना फिल्म कैमरा नहीं है, तो अपने DSLR के साथ इसे आज़माएं, लेकिन सामने की ओर देखते हुए, लेंस के अंदर बदलने के लिए कुछ देखें, सीधा केंद्र, जैसा कि आप एपर्चर के साथ खेलते हैं।

कैमरे बहुत कम बंद हो जाते हैं। आपको एक्सपोज़र की लंबाई बदलने के साथ-साथ फील्ड की नियंत्रण गहराई दोनों को करने की आवश्यकता है।

दूरबीनों को शायद ही कभी रोका जाता है। आप शायद इसे केवल सौर या चंद्र अवलोकन के लिए करना चाहते हैं। क्यों? आपको अतिरिक्त प्रकाश की आवश्यकता नहीं है लेकिन जब तक आपके पास एपीओ अपवर्तक नहीं होता है, तब तक इसे रोकने से रंगीन विपथन में काफी कमी आएगी। मुझे फिलाडेल्फिया में गैलीलियो टेलीस्कोप देखने का मौका मिला। यह शायद 1 से 1.5 इंच व्यास का था, लेकिन इसे कुछ छोटे जैसे 0.5 ”या इससे नीचे रोक दिया गया था! ऐसा उसके आदिम लेंस में गर्भपात को कम करने के लिए किया गया था।


मैं एक लेंस को रोकने के भौतिक विचार को समझता हूं। सिर्फ इसलिए कि आपको एक बड़ा लेंस मिला है, इसका मतलब यह नहीं है कि आपको इसका व्यापक उपयोग करना है। बिट मैं उलझन में हूं कि बड़े एपर्चर लेंसों को छोटे एपर्चर वाले की तुलना में उतना बड़ा होने की आवश्यकता नहीं है जितना मैं उम्मीद करूंगा।
asc99c
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