क्यों इमेजिंग के लिए प्रयोग किया जाता है परे autofocus के लिए अतिरिक्त बड़े एपर्चर के साथ डिजाइन किए गए लेंस नहीं हैं?


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ऐतिहासिक रूप से, बड़े एपर्चर लेंस को डिजाइन करना मुश्किल रहा है क्योंकि बड़े एपर्चर से उत्पन्न होने वाले ऑप्टिकल अपघटन को सही करने के लिए जटिल डिजाइन और बहुत बड़ी मात्रा में ग्लास की आवश्यकता होती है। सैद्धांतिक रूप से, अगर कोई गर्भपात के बारे में परवाह नहीं करता था, तो लगभग किसी भी मनमाना एपर्चर के साथ लेंस डिजाइन करना आसान होगा। ऐसे मामले में, केवल एक अंतर / 1.4 और एक f / 4 डिज़ाइन के बीच का अंतर एपर्चर का भौतिक आकार होगा, और इसलिए सामने वाला तत्व।

यह देखते हुए कि यह मामला है, यह लेंस को डिजाइन करने के लिए अपेक्षाकृत तुच्छ होना चाहिए जो हमेशा छवियों को लेने के लिए स्वीकार्य एपर्चर के लिए बंद हो जाता है, लेकिन ध्यान केंद्रित करते समय एक छोटे से एफ-स्टॉप पर रहता है। उदाहरण के लिए, यदि हम एक काल्पनिक 200 मिमी f / 4 लेंस लेते हैं, तो लेंस केवल f / 4 या संकरे एपर्चर पर चित्र लेगा, लेकिन यह f / 2.8 या f / 2 कहने पर ध्यान केंद्रित कर सकता है।

इस तरह के डिजाइन में ग्लास की अतिरिक्त मात्रा को केवल पर्याप्त रूप से सटीक फोकस प्राप्त करने और पर्याप्त प्रकाश को अंदर जाने के लिए पर्याप्त मात्रा में प्रकाश की अनुमति देने के लिए ऑप्टिकल aberrations को ठीक करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए, जिससे वजन और सामग्री को बचाया जा सके और इसलिए कीमत में कटौती की जाए। डिजाइन को सबसे अच्छे मामले में, अनिवार्य रूप से एक लेंस के समान होना चाहिए, जो "फ्रंट" एपर्चर के साथ बड़े फ्रंट एलीमेंट के अलावा काल्पनिक लेंस के "फोटो-टेकिंग" एपर्चर के समान हो।

मैं विशेष रूप से लेंस डिज़ाइनों का उल्लेख कर रहा हूं जो नीचे रोकते समय महत्वपूर्ण फ़ोकस शिफ्ट का प्रदर्शन नहीं करते हैं। जाहिर है, लेंस डिजाइन जो एक समस्या बनने के लिए पर्याप्त गोलाकार abberations है इस तरह से डिजाइन नहीं किया जा सकता है।

इस तरह के डिजाइन से सभी मूल्य श्रेणियों में लेंसों को फायदा होगा, क्योंकि यह केवल उच्चतर कीमतों पर तेजी से ध्यान केंद्रित करने वाले उपभोक्ता ज़ूम को बनाने के लिए संभव होगा, बल्कि तेजी से फ़ोकस करने वाले प्रीमियम एक्सट्रीम टेलीफ़ोटोस बनाने के लिए भी (जैसे 800 मिमी लेंस जो f / पर ध्यान केंद्रित करता है) 4 लेकिन एफ / 5.6 पर गोली मारता है)।

क्या कोई तकनीकी या व्यावसायिक कारण है कि इस तरह के डिजाइन व्यापक उपयोग में नहीं हैं?


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मतदान करने वाले लोगों को, मैं कुछ सुझाव या संपादन की सराहना करता हूं जो आपको लगता है कि प्रश्न को बेहतर बनाएंगे। मुझे लगता है कि यह प्रकाशिकी के बारे में एक बिल्कुल वैध तकनीकी प्रश्न है क्योंकि वे फोटोग्राफी से संबंधित हैं।
चिन्मय कांची

मुझे लगता है कि आप बहुत सारी मान्यताओं के साथ शुरुआत कर रहे हैं ; उदाहरण के लिए आकस्मिक लेकिन अंतर्निहित विचार है कि गर्भपात को नियंत्रित करना एक निश्चित अधिकतम एपर्चर के साथ लेंस को डिजाइन करने का एकमात्र कारक है।
कृपया प्रोफाइल

है ना? मुझे लगा कि यह प्राथमिक मुद्दा था।
चिन्मय कांची

@ChinmayKanchi: अब्राहम एक माध्यमिक मुद्दा है। एकल एपर्चर के साथ लेंस डिजाइन करने की बात आने पर सबसे बड़ा मुद्दा आवश्यक "प्रवेश पुतली" को प्राप्त करना है। प्रवेश पुतली कांच की मात्रा का प्रत्यक्ष चालक है, जो लेंस की लागत का प्रत्यक्ष और प्राथमिक चालक है। मैंने इन बिंदुओं पर एक पूर्ण उत्तर प्रदान किया है।
jrista

@ChinmayKanchi मुझे ऐसा कोई कारण दिखाई नहीं देता है कि यह एक करीबी के लिए क्यों वोट दिया जा रहा है, एक अच्छा सवाल जो मैंने हमेशा सोचा है। मैं इसे वोट करने के लिए हूं। मैट ने कहा कि वैध फिक्सिंग एबेरेशन लेंस डिजाइन करने का एकमात्र कारक नहीं है। यह जरूरतों, इच्छा सूची, लागत, जटिलता, व्यापार के उतार-चढ़ाव और बाजार के समय के बीच एक अच्छा संतुलनकारी कार्य है।
पेंग टक क्वोक

जवाबों:


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एक लेंस में लागत का मूल चालक गर्भपात का सुधार नहीं है, हालांकि गर्भपात का सुधार लेंस की लागत को जोड़ता है, और व्यापक कोण लेंस में अधिक महत्वपूर्ण कारक हो सकता है। आमतौर पर, एक लेंस की प्राथमिक लागत "ग्लास" है। मैंने उद्धरणों में ग्लास डाला, क्योंकि कभी-कभी यह अन्य सामग्री होती है, जैसे कि फ्लोराइट या विवर्तन झंझरी या विवर्तनशील कण फैलाव, हालांकि उन्नत लेंस तत्वों में आमतौर पर अधिक खर्च होता है।

सही आकार होने के लिए एपर्चर को लेंस के दोनों सिरों से उपयुक्त आवर्धन के बिना आप एक निर्दिष्ट एपर्चर प्राप्त नहीं कर सकते । "शारीरिक एपर्चर" की धारणा आम तौर पर एक मिथ्या नाम है। जिसे हम लेंस का एपर्चर कहते हैं, जिसे अक्सर शारीरिक एपर्चर के रूप में जाना जाता है, को प्रवेश पुतली कहा जाता है । प्रवेश पुतली एपर्चर है जैसा कि "अनंत" की दूरी पर लेंस के सामने से देखा जाता है (या, दूसरे शब्दों में, एक पर्याप्त रूप से महान दूरी कि अवलोकन प्रकाश का है।) के साथ एक 600 मिमी लेंस के प्रवेश पुतली। f / 4 सापेक्ष एपर्चर 150 मिमी होना चाहिए जैसा कि लेंस के सामने से देखा जाता है। उस आवर्धन को प्राप्त करने के लिए दो चीजें होनी चाहिए:

  1. उस आवर्धन को प्राप्त करने के लिए सही आवर्धन के साथ प्रत्येक सही लेंस तत्वों का उपयोग किया जाना चाहिए।
  2. सामने का तत्व कम से कम 150 मिमी व्यास का होना चाहिए ।

एक पल के लिए इस बारे में सोचें ... 150 मिमी व्यास का फ्रंट लेंस तत्व। कि 6 "व्यास में, एक हाथ की चौड़ाई के बारे में है। यह बड़ा है। उस के ऊपर, डायाफ्राम तक बैरल के सामने का आधा हिस्सा केवल थोड़ा पतला होता है, और इसमें कई अतिरिक्त लेंस तत्व होते हैं जिनका उपयोग किया जाना चाहिए बिंदु # 1 के साथ-साथ गर्भपात के लिए सही होने के लिए सामने वाले तत्व के अलावा। इसलिए आपके पास डायाफ्राम के पीछे सभी लेंस तत्वों के शीर्ष पर बैरल के आधे भाग में 4 "से 6" लेंस तत्व है। ठीक से सेंसर पर एक आयताकार छवि प्रोजेक्ट करें, जिनमें से प्रत्येक अभी भी एक इंच से कई इंच व्यास का है। उस कांच के सभी COSTS!

एक गोलाकार तत्व को प्रतिस्थापित करना जो एक गोलाकार तत्व के साथ विपथन के लिए सही होता है जो शायद लागत को कम नहीं करता है, लेकिन विशेष रूप से महत्वपूर्ण राशि से नहीं जब तक कि हम बहुत कम फोकल लंबाई के बारे में बात नहीं कर रहे हैं चौड़े कोण zooms हैं (जहां विपथन सुधार की लागत कम हो जाती है। एक अधिक महत्वपूर्ण लागत कारक, कुल मिलाकर कांच की मात्रा लंबी फोकल लंबाई की तुलना में बहुत कम है।) भले ही लेंस के प्रकार के बावजूद, आमतौर पर लागत का बड़ा हिस्सा सामने वाला तत्व होता है, शायद तत्वों का सामने वाला युगल।

चौड़े कोण लेंस में भी, सामने का तत्व आमतौर पर सही प्रवेश पुतली को प्राप्त करने के लिए आवश्यक से कई गुना बड़ा होगा, केवल इस मामले में यह आवश्यक है कि प्रकाश की आवश्यक मात्रा को इकट्ठा करने के बजाय एक पर्याप्त चौड़े कोण से प्रकाश को मोड़ना आवश्यक है। । एक चौड़े कोण लेंस में, सामने वाला तत्व किसी अन्य एकल लेंस तत्व की कुल मात्रा से कई गुना अधिक हो सकता है। कांच की लागत।

जैसा कि आप कहते हैं, अतिरिक्त एपर्चर की मात्रा को केवल बड़े एपर्चर के लिए पर्याप्त होना चाहिए। याद रखें कि एपर्चर में हर पड़ाव एपर्चर क्षेत्र में दो परिवर्तन का एक कारक है। यदि आपके पास 600 मिमी f / 5.6 लेंस है, तो एपर्चर 107 मिमी, या ~ 11,500 मिमी ^ 2 है। यदि आप एक 600 मिमी f / 4 लेंस बनाना चाहते हैं, भले ही आप गर्भपात को सही करने के बारे में परवाह न करें, वह 150 मिमी एपर्चर है ... या 22,500 मिमी ^ 2 !! आपने एपर्चर का समर्थन करने के लिए आवश्यक न्यूनतम क्षेत्र को दोगुना कर दिया है, और इसकी मात्रा दोगुनी से अधिक होने की संभावना है (बड़े तत्व आमतौर पर अधिक मोटे होते हैं, इसलिए वॉल्यूम में कुल वृद्धिदोगुना से अधिक हो सकता है)। और यह सिर्फ सामने वाले तत्व के लिए है ... अभी भी लगभग 12-18 अधिक हैं! कांच की मात्रा, मात्रा के संदर्भ में, बड़े छिद्र का समर्थन करने के लिए बस मुश्किल से पर्याप्त होना चाहिए, अगले स्टॉप डाउन के लिए आवश्यक डबल से अधिक है। उस लागत को कम मत समझो।

जैसा कि दूसरों ने उल्लेख किया है, बहुत सारे लेंस पहले से ही वही करते हैं जो आपने प्रमेय किया है: IQ को अधिकतम एपर्चर में पीड़ित होने दें, लेंस को रोकना या पूरी तरह से अधिकतम तीक्ष्णता का एहसास करने के लिए लेंस को रोकना आवश्यक है। आमतौर पर, सस्ती उपभोक्ता ग्रेड लेंस ऐसा करते हैं, आमतौर पर कारकों की एक भीड़ (सस्ता ग्लास, सरल और पूरी तरह से स्वचालित निर्माण प्रक्रिया, स्वचालित विधानसभा, आदि) के परिणामस्वरूप।

एकल प्राथमिक कारण क्यों सस्ता लेंस सस्ता है, हालांकि ... छोटा अधिकतम एपर्चर है। अधिकांश उपभोक्ता-ग्रेड लेंस, साथ ही साथ अधिकांश तृतीय-पक्ष लेंस, छोटे अधिकतम एपर्चर का उपयोग करते हैं। अधिकांश उपभोक्ता-ग्रेड चौड़े कोण और टेलीफोटो ज़ोम्स अधिकतम f / 3.5 पर, आमतौर पर गैर-स्थिर इसलिए f / 3.5-5.6। कई तृतीय-पक्ष टेलीफ़ोटो ज़ूम, f / 5.6 से शुरू होते हैं, जबकि ब्रांड नाम f / 4 से शुरू होते हैं, और तृतीय-पक्ष टेलीफ़ोटो ज़ूम अक्सर f / 5.6-6.3 का उपयोग करेंगे, जबकि ब्रांड-नाम टेलीफ़ोटो ज़ूम अक्सर f / 4 या f / 2.8 की पेशकश करते हैं निरंतर एपर्चर। अधिकतम एपर्चर लागत का प्राथमिक चालक है, क्योंकि यह आवश्यक रूप से ग्लास की कुल मात्रा को स्पष्ट रूप से चलाता है।

सुधारात्मक लेंस तत्वों को एस्फेरिक तत्वों को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जैसे कि एस्फेरिक तत्व, फ्लोराईट तत्व, विवर्तनशील तत्व, अल्ट्रा-कम फैलाव तत्व, इत्यादि सभी लागत में जोड़ते हैं, हालांकि फिर से एक एफ 4 / टेलीफोटो लेंस के लिए एक बड़ा 5 "फ्लोराइट तत्व बनाते हैं। एक एफ / 5.6 टेलीफोटो लेंस के लिए 3 "फ्लोराइट तत्व बनाने की तुलना में अधिक महंगा है। फिर से ... एपर्चर में हर रोक परिवर्तन क्षेत्र में दो परिवर्तन का एक कारक है, और कांच की कुल मात्रा में एक और भी बड़ा परिवर्तन है।


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योजना में एक किशोर-वेन्सी थोड़ा दोष है: फोकस शिफ्ट की घटना के लिए गर्भपात (विशेष रूप से, लेकिन पूरी तरह से, गोलाकार विपथन) मुख्य अपराधी नहीं हैं। अनिवार्य रूप से, इसका मतलब यह होगा कि आपके "फोकसिंग लेंस" में आपकी "लेंस लेने" जैसी बिल्कुल फोकल लंबाई नहीं होगी, इसलिए बड़े एपर्चर पर स्पष्ट रूप से केंद्रित छवियों को छोटे एपर्चर (कम से कम क्षेत्र की गहराई तक) से बाहर रखा जाएगा। अंतर को कवर / मास्क करने के लिए काफी बड़ा हो जाता है)।

समस्या के चारों ओर तरीके हैं, निश्चित रूप से। Hasselblad अपने ट्रू फोकस सिस्टम के हिस्से के रूप में विभिन्न एपर्चर में अपने लेंस की ज्ञात फोकस शिफ्ट को मैप करता है। लेकिन वहां पहुंचने के लिए, और इसे मज़बूती से करने के लिए, सिस्टम को बंद करने के लिए हासेलब्लैड की आवश्यकता थी। (साथ ही शव और पीठ की शादी करना। उस बारे में बहुत अधिक चिंता न करें; सिस्टम एक जटिल बहुविवाह / मेट-स्वैपिंग समाज के लिए अनुमति देता है, बशर्ते कि सभी हुकअप कारखाने में ठीक से धन्य हो।) APS-C / 135-format DSLRs और EVIL / MILC कैमरों की पूरी दुनिया के लिए, इसका मतलब यह होगा कि नया लेंस प्रकार केवल नए निकायों पर काम करेगा, और यह कि निकायों को लेंसों की विशेषताओं का "पता" करना होगा वह रणनीति। और इसका मतलब यह होगा कि वर्तमान में अनुमति देने की तुलना में भी सख्त सहिष्णुता है (और हमें उन्हें बनाने के लिए माइक्रोफोकस adjstments की आवश्यकता हैउच्च स्तर पर काम करते हैं) ताकि अनुमानित फोकस शिफ्ट और वास्तविक फोकस शिफ्ट अच्छी तरह से मेल खाती हो।

तो आप लेंस (ग्लास) के एक हिस्से पर थोड़ा पैसा बचाते हैं, बाकी लेंस और कैमरा दोनों को अधिक महंगा बनाते हैं। और आपको लोगों को यह समझाना होगा कि उनके स्पष्ट रूप से f / 1.2 लेंस वास्तव में केवल f / 2.8 ही क्यों हैं, जो थोड़ा सा विपणन करेंगे। और आप संभवतः तीसरे पक्ष के रक्त की आपूर्ति में कटौती करेंगे। यह ठीक हो सकता है यदि आप हसबेल्ड हैं, तो एक फ्रेंकस्टीन अनुभव जो सरल था (यह वास्तव में एकमात्र विनिमेय-बैक एमएफ डिजिटल है जो इस समय यादृच्छिक भागों की तरह महसूस नहीं करता है), एक सीमित और दुर्लभ बाजार में हैं, और केवल एक प्रतियोगी है। यह "कमोडिटी" बाजार में कई संभावित डाउन-साइड के साथ एक बड़ा जोखिम है।


आह, मुझे पता था कि मुझे मूल प्रश्न में फोकस-शिफ्ट को संबोधित करना चाहिए था! लेंस की एक उचित संख्या किसी भी ध्यान देने योग्य फोकस शिफ्ट को प्रदर्शित नहीं करती है, उन लोगों के बारे में क्या? मैंने इस प्रश्न को मूल प्रश्न में जोड़ दिया है, हालांकि मैं अभी भी उत्तर की सराहना करता हूं!
चिन्मय कांची

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@ChinmayKanchi - वे हैं जो गोलाकार एबेरेशन के लिए पर्याप्त रूप से ठीक किए जाते हैं, और (विपरीत / विपरीत विचारधाराओं को अलग-थलग किया जाता है) का इस्तेमाल व्यापक-खुले के साथ-साथ बंद कर दिया जा सकता है। सही ढंग से एक सही लेंस में एपर्चर को सीमित करने के लिए एक पैसे की बचत उपाय नहीं होगा, बस एक फोटोग्राफर-पिसिंग-ऑफ उपाय।

विपणन मुद्दे के रूप में, निश्चित रूप से कि लेंस को नामित करके संकरा एपर्चर होने और अक्षर सूप में अभी तक एक और संक्षिप्त नाम जोड़कर हल किया जा सकता है। मैं व्यक्तिगत रूप से FFS (तेजी से फ़ोकसिंग सिस्टम के लिए) का पक्ष लेता हूं। हां, मुझे पता है कि इसका मतलब कुछ और भी है, इसलिए मैं इसका पक्ष लेता हूं: पी।
चिन्मय कांची

फिर, अगर यह बिना शिफ्टिंग के ध्यान केंद्रित करने के लिए पर्याप्त है, और मेरे पास है, तो मैं इसका उपयोग करना चाहता हूं।

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हाँ, यह होगा - जब तक आप नए एपर्चर के लिए पर्याप्त रूप से सही नहीं होंगे। एक स्टॉप का मतलब है कि आधा प्रकाश बिना ग्लास के आ रहा होगा। सबसे कम आपके पास एक सॉफ्ट-फ़ोकस लेंस होगा जो आपको छोटे एपर्चर, लेकिन शार्पर, लेंस की तुलना में ध्यान केंद्रित करने में कठिन होगा।

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आपने शायद लोगों को कुछ लेंसों का वर्णन "असामान्य रूप से नरम चौड़ा खुला, लेकिन f / 2.8 पर निष्क्रिय और f / 4 से उत्कृष्ट", या इसी तरह के रूप में किया है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि मूल रूप से, ये लेंस आपके सुझाव के अनुसार पहले से ही डिज़ाइन किए गए हैं, हालांकि इसके अलावा आकार, वजन, जटिलता, लागत और अन्य डिज़ाइन कारकों से विवश हैं। और वे आपको व्यापक एपर्चर पर लेंस का उपयोग करने देते हैं यदि आप रियलल बोनस के एक प्रकार के रूप में एक तस्वीर लेना चाहते हैं।

फोकस शिफ्ट की मूल समस्या के अलावा, अधिक लेंस ऐसा नहीं करते हैं और भी अधिक चरम तरीके से क्योंकि वास्तविक दुनिया में वे अन्य कारक बहुत महत्वपूर्ण हैं - और, आम तौर पर, इस लाभ से अधिक महत्वपूर्ण है । अधिकतम एपर्चर को बढ़ाते हुए, यहां तक ​​कि छवि की गुणवत्ता के संबंध में भी लेंस को बड़ा, भारी और अधिक महंगा होने की आवश्यकता होती है, क्योंकि कांच उन सभी चीजों में से एक है। कुछ लोग चाहते हैं कि थोड़े बेहतर ऑटोफोकस के बदले में वो ट्रेडऑफ करें।


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तेजी से लेंस में अतिरिक्त ग्लास केवल गर्भपात को ठीक करने के लिए नहीं है। पूर्ण एपर्चर को मध्यम या व्यापक लेंस के लिए पूरे अर्थ क्षेत्र में दिखाई देना चाहिए, आप एपर्चर को बड़ा नहीं बना सकते हैं आप एपर्चर के सामने सभी तत्वों को बहुत बड़ा बना सकते हैं।

लेकिन आपका विचार बड़े प्रारूप वाले लेंसों के प्रभाव में है। इनमें से कई लेंस f / 5.6 हैं, लेकिन यह सिर्फ ग्राउंड ग्लास का उपयोग करके ध्यान केंद्रित करने के लिए एक उज्ज्वल पर्याप्त छवि साबित करने के लिए है, आप इस एपर्चर पर क्षेत्र, कोने और गहनता के मुद्दों की गहराई के कारण शूट करेंगे।


यदि यह बड़े प्रारूप के साथ काम करता है, तो एपीएस-सी / एफएफ / एम 43 लेंस के साथ क्यों नहीं?
चिन्मय कांची

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Vignetting मौजूदा मुद्दे पर एकमात्र वास्तविक समस्या है LF लेंस का उपयोग व्यापक रूप से खुला है, और यह केवल तभी होता है जब छवि सर्कल प्रारूप के लिए एक तंग मैच है। (यदि आप पुराने पूर्व-एपीओ सिरोंर्स और सिमरर्स का उपयोग कर रहे हैं तो यह अलग है, लेकिन वे 25 साल पहले की तारीख से बाहर थे।) नीचे (केंद्र / नीचा फिल्टर) को रोकने की तुलना में ग्रेडिंग को संभालने के बेहतर तरीके हैं; यह सिर्फ इतना है कि f / 5.6 पर DoF "मैक्रो वाइड ओपन" क्षेत्र में है।
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