आपकी क्वेरी में एक एकल प्रश्न से थोड़ा अधिक है। पहले एक पर ध्यान केंद्रित:
जाहिर है ... [] Nikon Coolpix P900 ... भौतिक लंबाई में वास्तविक 24 मिमी से 2 मीटर तक नहीं है, लेकिन ऑप्टिकल ज़ूम को ऐसे उच्च (83x) स्तर तक लाने के लिए निर्माता किस तरह के ऑप्टिकल सिस्टम का उपयोग करते हैं?
सबसे पहले, P900 के लेंस की वास्तविक फोकल लंबाई के साथ 35 मिमी समकक्ष फोकल लंबाई (24 मिमी -2000 मिमी) को भ्रमित न करें , जो 4.3 मिमी -357 मिमी है। इस पर अधिक जानकारी के लिए, संबंधित प्रश्न देखें, फसल कारक क्या है और यह फोकल लंबाई से कैसे संबंधित है?
फिर भी, आप सही हैं, जाहिर है कि P900 के लेंस की भौतिक लंबाई 4.3 मिमी जितनी कम नहीं है, और ना ही 357 मिमी। इसलिए हमें मूलभूत प्रश्न को संबोधित करने की आवश्यकता है, फोकल लंबाई क्या है ?
यदि आप P900 के वाइड-एंगल फोकल लेंथ को सिंगल सिमेट्रिक लेंस ग्लास (जैसे मैग्नीफाइंग ग्लास) से बदल सकते हैं, तो P900 के वाइड एंड के समान मैग्नीफिकेशन के साथ, तो उस सिंगल-एलिमेंट लेंस में आने वाली समानांतर प्रकाश किरणें एक बिंदु 4.3 मिमी पर फोकस करेंगी लगभग एक इंच का छठा, लेंस से परे। यही फोकल लेंथ का मतलब है।
P900 का असली लेंस इतना छोटा नहीं है। सभी वास्तविक दुनिया के लेंस में कई ऑप्टिकल तत्व होते हैं। ये तत्व एक साथ काम करते हैं और कई बार "अनबेंड" (डायवर्ज) प्रकाश किरणों को मोड़ते हैं। इन कई तत्वों (और तत्वों के समूह ) का बिंदु हैं:
- पूरे लेंस असेंबली को ध्यान में रखते हुए या बाहर करने के बजाय लेंस को ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देने के लिए (इन तत्वों में फोकस समूह (ओं) शामिल हैं);
- लेंस को ज़ूम करने की अनुमति देने के लिए - अर्थात, फोकल लंबाई बदलें;
- नियंत्रण को नियंत्रित करने के लिए जैसे कि रंगीन विपथन (जो विभिन्न अपवर्तक गुणों के साथ सामग्री के माध्यम से प्रकाश झुकने का एक प्राकृतिक परिणाम है)।
इसलिए लेंस डिजाइनर कई प्रकार के तत्वों को जोड़ते हैं ताकि लेंस ऑपरेटिंग परिस्थितियों की तुलना में अधिक उपयोगी हो। यह लेंस असेंबली में लंबाई जोड़ता है, लेकिन चौड़े कोण लेंस के मामले में, यह वैकल्पिक रूप से "समतुल्य" (उस शब्द का उपयोग करते हुए) एक साधारण एकल-तत्व लेंस के साथ है, जो वास्तविक-दुनिया लेंस की भौतिक लंबाई से कम है।
इसी प्रकार, P900 के जूम रेंज के दूसरे छोर पर, 357 मिमी फोकल लंबाई पर, लेंस शारीरिक रूप से 357 मिमी से कम लंबा है। ऐसा इसलिए है क्योंकि लेंस में टेलीफोटो समूह होता है , तत्वों का एक समूह जो लेंस को उसके पतले लेंस की तुलना में शारीरिक रूप से छोटा होने की अनुमति देता है - असमान फोकल लंबाई। यह भी देखें, टेलीफोटो लेंस और ज़ूम लेंस में क्या अंतर है?
अब, जहाँ तक, वे विशेष रूप से 83x (या इससे भी अधिक, जैसे कि निकॉन के हाल ही में घोषित P1000 में ज़ूम 125x ) के रूप में उच्च श्रेणी के ज़ूम कैसे प्राप्त करते हैं , अच्छी तरह से ... विज्ञान। जादू। दोनों का थोड़ा सा?
ये उच्च ज़ूम हाइब्रिड कैमरे नियमित डीएसएलआर सुपर टेलीफोटो लेंस की तुलना में अपेक्षाकृत सस्ते होते हैं, इसलिए ऐसा नहीं लगता है कि वे समान महंगे ऑप्टिकल तत्वों का उपयोग करते हैं। वे 20 सेमी या इतने में 83x पैक करने का प्रबंधन करते हैं, जबकि सर्वश्रेष्ठ 600 मिमी डीएसएलआर लेंस लगभग 12x के लिए दो बार लंबे होते हैं, इसलिए मुझे आश्चर्य है कि वे इसे कैसे करते हैं, प्रक्रिया में कितना प्रकाश खो जाता है, आदि।
जूम राशि बनाम लेंस की लंबाई की तुलना करने के संबंध में, बनाम बनाम की तरह याद रखें। इस मामले में, स्क्वायर-क्यूब कानून (विकिपीडिया) खेल में आता है: जैसा कि एक वस्तु को एक कारक एस द्वारा आकार में छोटा किया जाता है , इसका सतह क्षेत्र एस ² द्वारा स्केल किया जाता है , और इसकी मात्रा एस ³ द्वारा मापी जाती है।
P900 में फसल का कारक 5.6 है, जिसका अर्थ है कि P900 जैसे कैमरों के बीच रैखिक पैमाने का कारक 1 / 2.3 "सेंसर और 35 मिमी पूर्ण फ्रेम वाले कैमरे S = 5.6 (P900 से 35 मिमी FF तक) हैं। इसलिए," समतुल्य "बनाने के लिए। ऑप्टिकल सिस्टम (जहां तक प्रकाशिकी की ज्यामिति का संबंध है), स्केल्ड-अप P900-टाइप 83x लेंस, लेकिन 35 मिमी एफएफ बॉडी के लिए बनाया जाएगा:
- मोटे तौर पर 5.6 गुना बड़ा व्यास है, और
P900 लेंस के वजन का वजन लगभग 5.6s = 175 गुना है! 1
नोट 1: लेंस शायद इतना वजन नहीं होगा; एक सरल एस simple स्केलिंग से सभी घटकों का पता चलता है, जिसमें मोटर, लेंस ट्यूब, हेलिक्स और नियंत्रण पर ध्यान केंद्रित करना आदि शामिल हैं, उनकी दीवार की मोटाई 5.6 गुना है। यह आवश्यक नहीं है, शेव करने के लिए काफी वजन होगा। लेकिन, एक प्रकाशिकी दृष्टिकोण (ऑप्टिकल सूत्र को बदले बिना) से, कांच का वजन एस ³ से बढ़ेगा ।
और ध्यान दें कि यहां तक कि ~ 20 सेमी लेंस की लंबाई भी एस द्वारा लगभग 112 सेमी तक होती है - जो एक मीटर से अधिक लंबी है।
मैं यह भी जानना नहीं चाहता कि लागत कैसे बढ़ेगी, लेकिन नई P1000 की 175x $ 1000 की लागत वास्तव में इस तरह के एक भयावह राक्षसी जानवर के लिए पूरी तरह से लाइन से बाहर नहीं होगी यदि यह 35 मिमी पूर्ण फ्रेम निकायों के लिए थी।
उसके बाद, कई अलग-अलग एक-के-प्रकार के लेंस हैं जो खगोलीय कीमतों के लिए गए थे, लेकिन चलो हास्यास्पद (!) नहीं है।
तो नीचे स्केलिंग करने के लिए स्पष्ट nonlinear लागत लाभ हैं। लेकिन चूंकि P900 और P1000 उच्च-अंत वाले पेशेवर या अभियोजक बाजार के उद्देश्य से नहीं हैं, इसलिए वे आगे की लागत बचत निर्णय ले सकते हैं, जैसे:
- कुछ लेंस तत्वों में निम्न-गुणवत्ता वाले ऑप्टिकल ग्लास का उपयोग करना;
- ऑप्टिकल कोटिंग्स की संख्या को कम करना (जैसे कम फैलाव और विरोधी चिंतनशील);
- मौसम की सीलन को खत्म करना;
- कम वारंटी कवरेज प्रदान करें;
- और अन्य सभी सामान्य संदिग्ध जब कंपनियां बाजार विभाजन में संलग्न होती हैं।