Почему линза должна быть намного длиннее своего фокусного расстояния?

Случайно увидел объектив Nikon 17-35mm f/2.8 и отметил, что он довольно крупный для своего фокусного расстояния. Вот первый обзор этого предложенного поиска объектива – вроде длинна 107 миллиметров. Учитывая его фокусное расстояние до 35 миллиметров, я бы ожидал, что он будет больше похож на линзу-блин, но 107 миллиметров очень далеко от линзы-блинчика.

Я предполагаю, что для этого есть некоторые конструктивные причины.

Почему этот объектив такой длинный, учитывая довольно короткие фокусные расстояния?

@laurencemadill Как связан первый вопрос?
просто чтобы помочь с пониманием фокусного расстояния. Это связано с фокусировкой света, а не с физической длиной линзы.

Ответы (3)

Фокусное расстояние объектива камеры определяет его основное свойство. Речь идет о таких вещах, как угловое поле зрения, относительное отверстие, глубина резкости и глубина резкости. К камерам принято подбирать объективы, фокусное расстояние которых примерно равно диагонали формата. Такое наращивание обеспечивает «нормальный» угол обзора. Если установленный объектив короче диагонали, угол обзора будет широкоугольным.

Этот объектив Nikon 17-35 мм предназначен для установки на компактную цифровую камеру (DX) формата 16 мм в высоту и 24 мм в длину. Расстояние между углами этого прямоугольника составляет примерно 30 мм. Другими словами, 30 мм на вашей камере обеспечивает «нормальный» вид.

Фокусное расстояние объектива измеряется, когда объектив фокусируется на удаленном объекте. Мы измеряем от точки, называемой задним узлом, до сфокусированного изображения, которое будет поверхностью датчика изображения. Когда установлен широкоугольный объектив, такой как этот, установленный на 17 мм, задний узел должен располагаться на расстоянии 17 мм от чипа изображения. Это очень короткое расстояние, всего около ¾ дюйма.

Такое близкое расположение объектива практически невозможно, не хватает места для корпуса объектива, стекла, байонета, диафрагмы и прочего. Что делать? Окулист должен сместить задний узел больше назад. Обычно он падает где-то внутри оправы объектива. Это смещение может быть экстремальным, его можно заставить упасть в воздухе за объективом. Эта конструкция увеличивает расстояние заднего фокуса; теперь есть место для всего. Это достигается путем вставки нескольких линз, некоторые с положительной силой, а некоторые с отрицательной. Правильная комбинация напоминает перевернутый телевик. Это известно как объектив с ретрофокусом. Вот как вы получаете зум 17-35 мм, который подходит для камеры DX.

Хороший пост, но просто чтобы уточнить, этот объектив подходит для 35-мм пленки и полнокадрового цифрового формата FX. У меня был такой еще до того, как у меня появилась зеркальная фотокамера.
@ Джим Маккензи -- Все линзы проецируют круглое изображение. Центр этого круга — самая острая и яркая часть. Изображение, сформированное вдали от этого центрального места, тускнеет и размывается к краям. Таким образом, только центральная часть полезна для фотографии. Это называется кругом хорошего разрешения. Сложно сделать суперширокоугольник, который будет выдавать без заметной виньетки перекрывающее изображение. Чем длиннее задний фокус, тем лучше охват.
Я прошу не согласиться с вами. Конечно, центр более резкий, но углы более чем достаточно острые, особенно при диафрагмировании. Этот объектив был разработан для полнокадровой съемки.
@ Джим Мак Кензи - Если бы вы были насекомым, ползающим по датчику, глядя на объектив из центра (оси), вы бы увидели круг света при открытии затвора. Если насекомое движется к границам, оглядываясь на линзу, то виден эллипс. Круг имеет большую площадь поверхности, чем эллипс. Таким образом, центр изображения ярче, чем края. Это называется кознаковой ошибкой. Тот факт, что ваш объектив обеспечивает удовлетворительное и однородное изображение, является большим плюсом для оптиков Nikon.
В отличие от ретрофокусных (широкоугольных) объективов, которые длиннее своего фокусного расстояния (преднамеренно сдвинуты вперед, например, чтобы зеркало SLR можно было поднять за ними), корпуса телеобъективов короче своего фокусного расстояния (всего на удобство). Длинный объектив (например, телескоп) не обязательно должен быть короче, но слово телеобъектив означает «короче его фокусного расстояния», т. е. те, которые построены таким образом (наиболее длинные объективы фотоаппаратов).
@AlanMarcus Мы отклоняемся от темы, но контрапункт аргумента о резкости в центре заключается в том, что объективы имеют разрешение в парах линий на мм, и вы записываете значительно меньше деталей в миллиметрах на фотографии с кроп-сенсором, чем на Формат DX (или пленка 35 мм). Вы получаете лучшее от объектива, но, отказываясь от многих хороших, но не совсем хороших качеств объектива, вы теряете большую часть разрешения.
Первые два абзаца в этом ответе не являются частью объяснения того, почему физическая линза длиннее. Просто придерживайтесь оставшихся абзацев, и у вас есть ответ. На самом деле комментарий @WayneF охватывает ответ в более коротком пакете.

Существуют различные оптические схемы. Из Википедии :

телеобъектив — это особый тип длиннофокусного объектива, в котором физическая длина объектива короче фокусного расстояния.

То, что вы видите, является обратным, хотя это ретро-дизайн, также из Википедии :

Ретрофокусный объектив решает эту проблему близости за счет асимметричной конструкции, которая позволяет заднему элементу находиться дальше от плоскости пленки, чем предполагает его эффективное фокусное расстояние.

Это означает наличие конструкции, в которой перевернутый телеобъектив размещается сзади элементов, что позволяет создать широкоугольный объектив для большого сенсора.

Кажется, существует фундаментальное непонимание того, как фокусное расстояние объектива каким-то образом представляет его физическую длину.

Фокусное расстояние объектива относится к расстоянию, которое он видит, или к его полю зрения, а не к его физическому размеру. Хотя телеобъектив с большим фокусным расстоянием физически длиннее, чем объектив с более коротким фокусным расстоянием, физическая длина объектива не равна числу фокусного расстояния. Т.е. объектив 400 мм физически не имеет длины 400 мм. Как можно «случайно» увидеть линзу?

Почему линза должна быть намного длиннее своего фокусного расстояния?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v