Почему у зумов маленькая апертура даже около 50 мм?

Фикс-объектив 50 мм f/1.8 от одного из крупных производителей можно легко найти за 200 долларов или меньше, но зумы, включающие 50 мм в свой диапазон, всегда имеют гораздо меньшую апертуру даже при 50 мм, пока вы не доберетесь до тысяч долларов, и даже тогда вы, вероятно, в лучшем случае окажетесь на f/2.8. Есть ли техническая причина, по которой дешевый китовый объектив 18-55 мм не может иметь f/1,8 на 50 мм и опускаться на широком конце?

Насколько я понимаю, 50 мм — это самое простое (и самое дешевое) фокусное расстояние для разработки светосильного объектива, по крайней мере, исходя из цен на объективы с фиксированным фокусным расстоянием; светосильные объективы, которые являются более широкими или более телеобъективами, быстро становятся более дорогими. Дешевый зум-объектив Nikon 18–55 мм имеет f/3,5–5,6, но насколько сложно было бы создать вместо него объектив f/3,5–1,8? То есть объектив с f/3,5 на 18 мм и f/1,8 на 50 мм. Я не думаю, что когда-либо видел объектив с максимальной апертурой, которая увеличивается при увеличении фокусного расстояния, но это кажется потенциально разумным, когда вы начинаете с очень широкой (где большую апертуру, по-видимому, трудно достичь) и заканчиваете около 50. .Существуют ли "перевернутые" объективы с непостоянной светосилой? Есть ли что-то в оптической схеме, что препятствует этому?

Пожалуйста, ограничьте свой вопрос одним запросом. В первом абзаце вы спрашиваете, почему 18-55mm f/1.8- что- то не существует. Во втором абзаце вы спрашиваете, почему 18-55мм f/ что- то -1.5 не существует.
Хотя это не кажется дублирующим вопросом, ответы на вопрос Почему широкоугольные объективы с фиксированным фокусным расстоянием имеют относительно маленькую апертуру? являются релевантными и объяснительными.
@scottbb Единственный запрос находится в заголовке, единственная разница в двух выделенных вами сценариях заключается в том, является ли 50 мм началом или концом диапазона масштабирования. Не зная заранее ответа на вопрос, трудно догадаться, настолько ли принципиально разный ответ для объективов 18-55мм и 55-100мм, что нужны отдельные вопросы.
Ну, есть Sigma 50-100mm F/1.8, это все-таки зум 1.8.

Ответы (1)

Объектив с фиксированным фокусным расстоянием имеет гораздо более простую конструкцию, поэтому за ту же цену и вес вы можете получить более крупные элементы объектива и, следовательно, более высокую светосилу.

Однако есть и другие факторы того, о чем вы спрашиваете. В случае с зум-объективом 18-55 объектив должен иметь ретрофокальную конструкцию, потому что на широком конце вы получаете гораздо меньшее эффективное фокусное расстояние (18 мм), чем физическое расстояние между объективом и матрицей в противном случае. разрешать. Ретрофокальная конструкция означает, что требуется намного больше линз; по сути, это похоже на объединение простого объектива с телеобъективом в обратном порядке. Более сложный объектив имеет больше элементов, и чтобы они поместились в доступном пространстве, они должны иметь определенные размеры по отношению друг к другу, что сильно ограничивает максимальную апертуру.

Теперь зум-объектив использует одни и те же элементы объектива во всем диапазоне увеличения: он не «меняет местами» разные элементы в зависимости от того, где вы находитесь в диапазоне увеличения. Таким образом, зум-объектив с широким углом (например, 18 мм) должен использовать одинаковое количество элементов объектива даже в конце телеобъектива и во всем диапазоне увеличения.

Таким образом, ограничение максимальной диафрагмы, налагаемое сложной ретрофокальной конструкцией для обеспечения широкоугольной фотографии, сохраняется во всем диапазоне увеличения.

Кроме того, помните, что диафрагма указывается относительно фокусного расстояния f, поэтому получить более высокое число диафрагмы становится сложнее по мере увеличения фокусного расстояния, поэтому на зум-объективах вы никогда не увидите, чтобы число диафрагмы улучшалось по мере приближения к телеобъективу, оно всегда ухудшается (или остается постоянным). То есть зум-объектив может быть f/3,5-f/5,5 от широкоугольного до телеобъектива, но цифры никогда не будут идти в обратном направлении.