为什么相机镜头那么大又重?

无反光镜相机革命旨在带来更小,更轻的相机装备,但实际上, 相机制造商刚刚抓住机会制造更大更好的镜头 原因归结为镜头的物理特性。

操纵焦距是复杂的

镜头的焦距 - 我们之前深入研究过的 - 是后节点和焦点之间的距离。 在一个简单的凸透镜中,它是透镜中心和焦点之间的距离。 但是,没有相机镜头是简单的凸透镜; 它们都是“复合镜片”,它们是由称为“镜片元件”的单个镜片组合而成的镜片。

相机具有“法兰焦距”,即镜头座和传感器之间的距离。 例如,在佳能的数码单反相机上,它是44毫米。 相机制造商的问题在于操纵焦距是复杂的并且通常涉及添加更多的镜头元件以使得更大更重的镜头。 佳能EF 40mm镜头最小的原因是它与法兰焦距非常接近,因此只需要很少的镜头元件。

你越远离法兰焦距,在任何一个方向上,镜头都会越大。 600毫米镜头不需要长60厘米,但不要长60厘米 - 如果它是一个简单的凸透镜,光学设计会很复杂。 11毫米鱼眼镜头也是如此。

有一个小的最佳点,在大约24毫米到50毫米之间,可以制造不那么大的镜头,但对于其他一切,操纵焦距的光学系统是小型化的重要障碍。

光圈是硬限制

光圈是焦距的函数 当我们谈论f / 5.6时,我们所说的是镜头光圈对焦距的开放除以5.6。 例如,50 / f / 2的镜头光圈开口为25mm; 在f / 8时,光圈开到6.25mm。

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虽然这不是广角镜头的问题,但它很快成为快速远摄镜头的问题。 采取令人难以置信的佳能70-200 f / 2.8:70毫米镜头光圈宽25毫米,但200毫米它是71.5毫米。 这意味着假设无限薄的材料,镜头前部元件的最小可能尺寸约为72 毫米 - 实际上,它是88.8毫米 - 并且没有办法让它变小。

无论佳能或尼康或索尼想要什么,它们都不能制作200mm f / 2.8镜头,前面的元件小于80mm左右。 物理定律不会让步。

技术发展是一个问题

很多旧镜头都不是很好。 它们很有魅力,但是自动对焦关闭, 经常出现强烈的渐晕或失真 ,整个画面的图像并不清晰。 现代镜头通过添加更多镜头元件解决了许多这些问题,当然,这也增加了尺寸和重量。

同样, 强大的图像稳定等现代化开发为已经沉重的镜头增添了更多的重量。

让我们不要忘记变焦镜头。 镜头将(几乎)总是比覆盖相同焦距的变焦镜头更小更轻,因为它们更简单。 你猜对了变焦镜头更多的镜头元件和运动部件。

真的,物理学就是问题所在

问题归结为物理定律是一种痛苦。

光学是一个经过充分研究和复杂的领域。 操纵光线使远处物体看起来更近或近距离物体显得更远,同时模糊背景或保持一切焦点,并保持高水平的图像质量只需要大而重的镜头。

专业相机越来越小的梦想就是暂时的梦想:梦想。

Image Credit:li gh tp o et / Shuterstock, LeonRW

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