Was sind die theoretischen Mindest- und Höchstöffnungen?

Gibt es so etwas wie eine maximale Blende, bis zu der ein Objektiv geöffnet werden kann? Was ist mit einer Mindestöffnung, auf die es geschlossen werden kann? Machen diese Konzepte überhaupt Sinn? Gibt es ein Objektiv mit der engsten Blende der Welt? Gibt es eine mit der breitesten?

Die absolute Apertur kann beliebig groß (lange Wellenlänge, lange Brennweite, wie Hubble und FAST) oder beliebig klein (kurze Wellenlänge, kurze Brennweite, wie Elektronenmikroskope) sein. Ich würde sagen, die kleine relative Blendenzahl f ist einfacher, weil es einfacher ist, Systeme mit langer Brennweite herzustellen, z. B. hat Hubble af = 24. Aber alles kleiner als f = 1 wäre schwierig. Röntgen-Fluoroskopie-Objektive sind f = 0,5 - f = 1, aber die Auflösung ist schrecklich.

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Eine Blende könnte geschlossen werden, was effektiv eine unendlich große Blendenzahl ist, da kein Licht durchkommt. Die schnellstmögliche (kleinste Blendenzahl) ist etwas schwieriger. Die Lichtstärke eines Objektivs wird durch das Verhältnis der Eintrittspupille zur Brennweite des Objektivs begrenzt. Je länger die Brennweite, desto größer muss die Eintrittspupille sein. Theoretisch könnten Sie einen sehr, sehr groß machen, aber letztendlich wird die Menge an Glas dazu führen, dass Sie physisch mehr Licht verlieren als Sie gewinnen würden.

Der „Rekord“ für das schnellste Objektiv ist wohl das f/.33 Super-Q-Gigantar 40 mm, aber es war wirklich nur ein Marketing-Gag und es wurde nur eines hergestellt. Es ist nicht wirklich funktionstüchtig. Es gibt ein funktionsfähiges f/.7-Objektiv, von dem 10 Stück hergestellt wurden. Sechs wurden von der Nasa gekauft, Carl Zeiss behielt eine für sich und drei davon wurden von Stanley Kubrick gekauft und im Film Barry Lyndon verwendet.

Theoretisch sollte es möglich sein, Objektive schneller zu konstruieren, aber die Kosten und der Nutzen sind es einfach nicht wert. Die Objektive werden zu kostspielig und komplex und bieten keinen nennenswerten Nutzen für den Aufwand, da die Schwierigkeit schneller als exponentiell ansteigt. (Da jede Blende eine Verdoppelung der Größe erfordert und physikalische Probleme es für jede zusätzliche Blende mehr als doppelt so kompliziert machen.)

Die Physik spielt eine Rolle bei der Beantwortung Ihrer Frage, und diese Informationen sind da draußen. Die Grundlagen aus dieser verknüpften Diskussion sind, dass der Brechungsindex des Linsenmaterials die maximale Blende beeinflusst, die Sie erreichen können. Für reines Glas mit einem Brechungsindex von 1,5 wäre die maximale Blende also etwa 1: 0,5. Bessere Substanzen wie Diamanten mit einem Brechungsindex von 2,417 können Ihnen eine Blende von f/0,235 mit entsprechend wahnsinnigen Betriebskosten geben (überlegen Sie, wie viel eine Linse aus reinem Diamant kosten könnte). Die Gleichung des Linsenmachers ist die Grundlage für die Zahlen.

Was die minimale Blende betrifft, könnten Sie im Grunde auf ein Loch in Atomgröße hinauslaufen, das groß genug ist, dass ein Photon hindurchpasst, aber das ist für alles nutzlos. Bei vielen Objektiven führt das Erreichen eines Ortes um 1: 11 oder höher zu einem Verlust der Schärfe als Funktion der Beugung. Daher ist 1: 32 ungefähr der beste Punkt für 35-mm-Objektive, obwohl sie für größere Formate kleiner werden können und dies tun Also. Pinhole-Objektive liegen oft im kleineren Bereich, bis zu f/177 (Lensbaby hat so eins). Selbst wenn die Optik so etwas perfekt bewältigen könnte, sollten Sie überlegen, wie hoch der ISO-Wert und die Verschlusszeiten sein müssten, um ein Bild zu erhalten. Irgendwann ist der Wert so ziemlich Null, es sei denn, Sie stehen auf Unschärfe Zusammenfassungen.

f/0,5 ist die theoretische Grenze, die mir für fotografische Objektive beigebracht wurde. Am anderen Ende des Kontinuums befand sich f/64, das bei Objektiven von Sichtkameras üblich war. Ich habe f/128 gesehen, aber nicht kleiner. Group f/64 war ein von Van Dyke gegründeter Club von Fokus-Fanatikern, zu dem Adams, Cunningham, Weston, Stieglitz und andere südwestliche US-Fotografen gehörten.
@Stan Die Fotografen in der Gruppe f/64 verwendeten 8x10 LF-Kameras. f/64 auf einer 8x10-Kamera entspricht im Grunde ungefähr f/8 im 135-Format ("35mm" oder "FF").

Es gibt viele Begriffe im Zusammenhang mit der Blende, aber kommen wir zu den interessantesten: nach Wikipedia : „Der Öffnungswinkel N eines Objektivs wird durch die Blendenzahl ausgedrückt, f/ geschrieben, die das Verhältnis der Brennweite f zur ist Durchmesser der Eintrittspupille D:"

N = f/D

Die minimale Blende ist also einfach: Sie schließen einfach das Loch und haben eine Blende von Null (f / ∞).

Durch das clevere Design können Sie jedoch ganz einfach unter die magische Blende 1 kommen. Diamantlinsen sind nicht erforderlich, wie Joanne C ausführlich erklärt. Sie können einfach viel Licht mit einem beliebig großen Frontelement (D) aufnehmen und auf das betrachtete Bild (das sich auf die Brennweite bezieht) quetschen.

In der heutigen Welt können Sie diesem Effekt begegnen, wenn Sie beispielsweise Metabones T Speed ​​Booster 0,64 oder 0,71 Konverter verwenden. Es multipliziert eine Brennweite Ihres Objektivs mit der angegebenen Zahl. Wenn Sie also das schöne Leica Noctilux f=50mm Objektiv f/0.9 bekommen, nachdem Sie den Metabones 0.64 Konverter verwendet haben, erhalten Sie die effektive f = 50mm * 0.64 = 32mm. Die Eintrittspupille (wie auch f) ist bei gegebenem Blickwinkel proportional zur Sensorgröße d . Also bewegen wir unser Objektiv + Konverter zu einer Kamera mit d = 35 mm 0,64, was ~ 23 mm (längere Kante des Sensors) ergibt - dies scheint ein Mikro-Fourd-Thirds-System zu sein!. Bei diesem System wird unser f auf 50 mm zurückgesetzt, aber D wird auch mit 0,64 multipliziert, also haben wir = f/(0,9 0,64) = f/0,576 .

Also, wo ist der Haken, fragst du? Konverter ist natürlich kein Zauberstab. Es drückt das verfügbare Licht auf einen kleineren Bildkreis, sodass Sie Ihre Leica nur an Micro-Four-Thirds-Kameras verwenden können. Und das hinzugefügte Objektivset beeinflusst die Bildqualität, aber das ist eine andere Geschichte :)

Dieser Effekt wird auch im Tutorial zu Cambridgeincolor-Linsen erklärt