较大的安装直径是否真的可以为大光圈镜头带来设计优势?


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为了简化对话,请仅专注于安装座的本机镜头设计。

因此,随着尼康最近发布无反光镜的消息,尼康一直在吹捧更大的卡口。我不是这方面的专家,所以我想知道是否有人会帮助我理解这一主题。

尼康表示有较大的安装座,因此可以使镜头更快。索尼不同意。根据过去的产品,例如当前的L系列佳能50mm 1.2,似乎尼康声明是错误的。

这就是论点的两面。我在这件事上没有足够的了解,无法确定谁是对的,谁在胡说八道。

有足够了解的人会解释谁做错了谁是对的,如果通过更快的镜头将更多的光照射到传感器上,那么更大的安装座是否有实际的好处?

控制镜头。85毫米f / 1.0。

与具有较小安装座的相同镜头的设计相比,具有较大的安装座是否意味着该镜头的设计会更简单一些?如果镜头设计不那么复杂,那也可以降低成本。


我不明白 现代传感器不喜欢成角度的光线。短法兰距离和大直径后透镜都增加了入射到传感器的光线角度。而且我们知道徕卡(44mm和27.8mm)难以处理而又没有过多的品红色漂移和渐晕。这种大型安装通信看起来像是纯粹的
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我不理解您的理解:) —法兰距离短的观点似乎很明显,但是似乎不那么明显,较大的后部元件允许从该元件到传感器的光线更接近垂直角?
请阅读我的个人资料,

@mattdm 其中一些,但不是全部。请记住,来自点光源的光会撞击透镜前面的每个点,并通过透镜折射以聚焦回到成像平面上的单个点。看到其中一个短凸缘距离达到收益递减在这方面的各种焦距和传感器尺寸的点..这将是有趣
迈克尔Ç

...但是,法兰距离越大,最垂直的光线会撞击到传感器的极角。我猜 !!
Juan

Answers:


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第一:索尼不一定不同意尼康的说法。仅仅是索尼设计了“ E”型安装座,其喉部直径为46.1毫米,而这似乎是NEX系列紧凑型无反光镜ILC的仅APS-C安装座。

索尼后来决定使用全电子“ E”安装架进入全画幅领域,而不是使用现有的机械“ A”安装架¹,这种方式一直可以追溯到美能达胶片相机,或者为其创建新的安装架。 FF无反光镜相机。“ E”型支架的46.1 mm喉管直径刚好足以容纳36x24 mm FF传感器的对角线43.27 mm。

第二:1987年推出的全电子佳能EOS“ EF”安装座的喉管直径为54毫米。直径为54mm的佳能EF卡口中存在50mm f / 1.2镜头,这并不能反驳尼康的说法,尼康声称其新的55毫米宽“ Z”口比以前的“ F”口具有更好的镜头设计。狭窄的喉咙直径仅为44毫米。

基本上,自1987年佳能推出配准距离为44毫米,喉距为54毫米的“ EF”卡口以来,由于其自​​身的46.5毫米配准距离和更窄的44毫米喉口直径,尼康在技术上受到限制,无法匹配某些佳能的镜头设计.²同样,随着2010年推出Sony'E'卡口并将其应用于FF相机,2013年底推出了Sonyα7系列相机,尼康'F'相机(以及佳能EOS相机) )在设计非常广角,非常大光圈的镜头方面处于劣势,该镜头可以利用较短的配准距离来简化设计,减小尺寸/重量以及在较小的包装中匹配或改善镜头性能。

尼康在吹捧“ Z”型镜头的喉部直径较新,并且对位距离更短,因为它比1987年推出的佳能EF镜头架宽一毫米,而比索尼“ E”型镜头架短两毫米。在2010年。它也比自己的“ F”型安装座宽11毫米,短30.5毫米。

对于孔径较小,焦距较大的镜头,较大的喉咙直径允许较大的出瞳。较短的配准距离允许较短的焦距,而无需诉诸复杂的后焦设计,以使焦距比配准距离短的镜头。这两个因素的结合意味着可以将更大的后透镜元件放置在更靠近成像传感器的位置。这允许使用距摄像机图像平面更大距离的较窄喉部直径无法进行镜头设计。

控制镜头。85毫米f / 1.0

使用85mm焦距镜头时,16mm和46.5mm对位距离之间的差值根本不是一个因素,因为85mm甚至比尼康F卡口的46.5mm对位距离还要长。例如,当人们看着索尼E卡口的85毫米镜头,并将其与佳能EF卡口或尼康F卡口具有相同最大光圈的85毫米镜头进行比较时,很容易看到镜头长约30毫米用于“ E”型安装座,以弥补短约30毫米的安装法兰。索尼“ E”卡口的85mm镜头的后部凹入镜头约30mm。

喉管直径较宽是一个因素,因为与较窄的喉管直径相比,它允许入射到成像传感器边缘的光以更大的垂直角度撞击它。这样就增加了落在每个光地点上的光量,其方式与地球表面上每平方米的地面在高处高空比在地平线上低处从太阳接收更多的光/能量相同。实际上,这将更类似于基于太阳角度的多少阳光会撞击地球表面上一米方的正方形,周围有1-2米高的坚固栅栏,这是因为像素点通常位于ILC传感器的深度通常超过其自身的宽度。

¹Minolta / Sony'A'座的对位距离为44.5毫米,喉部直径为49.7毫米。

²以前的佳能“ FL”和“ FD”安装座的镜喉直径为48毫米,比尼康“ F”安装座宽4毫米,距胶片更近4毫米,在设计大光圈镜头时,它们有一点优势。中焦距范围。这就是尼康58毫米定焦设计可能不同于其50毫米定焦的原因之一。46.5mm和50mm之间的3.5mm差异不足以容纳所有质量更高但设计简单的50mm镜头所需的镜头元件。


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用两只手的拇指和食指制作手指框架,并以与手臂相同的长度伸出。

在此处输入图片说明

现在想象一下,您的整个视场都受到此手指框架的限制。您看不到框架外的任何东西。

如果要查看更大(更宽)的视野,则有两个选择:

  1. 将手指框架移近眼睛。实际上,将手指框架放在额头和鼻子上。您仍然会看到框架的边界,但是您将能够看到框架内部的大视野。

    这类似于从单反相机的> 40 mm 法兰深度移动到无反光镜相机的短得多的16–20 mm法兰深度。

  2. 通过分开移动双手来增加框架的尺寸。
    在此处输入图片说明

    这类似于增加法兰安装尺寸。

尼康都使用Z卡口系统。但实际上,它别无选择-尼康必须同时做到:

  • 制造商必须拥有可行的无反光镜相机系统才能在当今的相机市场中保持竞争力。尼康在Z卡口之前没有一个。

  • 尼康现有的F卡口系统可以追溯到1950年代。其45毫米的喉部对镜头设计施加了限制,而Z型卡口的55毫米的喉部则更为宽松。

尼康表示有较大的安装座,因此可以使镜头更快。索尼不同意。

不,索尼不同意。是的,Sony的E-mount喉管直径为46.1 mm,是MILC镜头安装喉管中最小的。但这是因为它最初是为APS-C尺寸的传感器设计的,可能会关注全画幅传感器。他们根本就没有为大直径的喉管设计好处,而这可能会在将来简化镜头设计,因为他们在2010年专注于小型相机机身的好处。

基于过去的产品,例如当前的L系列佳能50mm 1.2,似乎尼康声明是错误的。

尼康推出的Z卡口相机以及令人印象深刻的镜头阵容,并没有证明大口径喉镜的好处。它只是表明,在介绍了卡口和最初的镜头阵容之后,他们并未充分利用新卡口向他们开放的可能性。

短视距相机机身上的大喉咙直径的主要好处不是设计85 mmƒ/ 1.0镜头。主要的好处是(如果)他们想引入广角快速镜头,也许是14 mmƒ/ 1.4。由于需要使用后焦光学器件以实现短焦距和宽视角,特别是广角镜已被限制在DSLR机身上。也可以看看:

尼康宣布的Z卡口Noct 58 mmƒ/ 0.95,是他们可以使用F卡口无法实现的广角镜的示例。尼康之前的快速冠军是58毫米ƒ/ 1.2 Noct-Nikkor,其后部元件被推到刺刀边界的边缘。后玻璃甚至在其圆周的一部分上都有一个凹槽,以容纳光圈联动杆:

在此处输入图片说明

如果F卡口的喉头是55毫米而不是45毫米,那么他们生产58毫米镜头的可能性不可能比ƒ/ 1.2快得多。但是他们肯定会有空间来安装后部元件和光圈连杆,而不必将它们塞在一起。


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值得澄清一下。在某个点上,来自透镜的光在两个方向上交叉(因此需要五棱镜),在这个点上,喉咙宽度可能基本上为零,并且您仍然会得到图像(忽略安装座很容易破裂) 。较小的法兰尺寸不会排除较大的后透镜元件,但是需要将其移离法兰更远,以便传感器可以“看到”整个物体(反光),或者将法兰移近传感器。无论如何都会破坏镜头的兼容性,因此您最好使喉咙更大。
dgatwood

您可以通过用双手圈出一个圆圈,另一只眼睛看着对方来证明这一点。当您将闭合的一个(凸缘)移近您的眼睛时,您可以看到更远的一个(后部元素),而当您将后部的元素移得更远时,您也可以看到更多。
dgatwood

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@dgatwood我不明白你的意思:五棱镜。五棱镜与捕获图像无关。仅在通过取景器查看时有用。
scottbb

光线在镜头和传感器之间穿过,这就是为什么数码单反相机需要五棱镜(或五棱镜)以防止取景器图像上下颠倒。
dgatwood

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@dgatwood射线通常不会像我们正在讨论的那样在复合透镜的最后一个透镜元件的后部和传感器之间穿过。“交叉点”通常位于后组前面的镜头内部。对于一个简单的单镜头,它将恰好在镜头和传感器之间。对于(非后焦设计)复合镜头,通常它仍位于传感器前面一半镜头焦距的附近。对于采用后向聚焦设计的镜头,通常距离镜头焦距的一半还要远。
迈克尔·C

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镜头速度

鉴于(例如)佳能为M39卡口的变体制造了50 mm f / 0.95镜头,该镜头的喉咙为39 mm,仍然是为35mm相机而制造的最快的传统1镜头之一,我对此表示怀疑。喉管直径与非常快的建筑镜片特别相关。

数位感测器

这使我们寻找其他原因来执行此操作。显而易见的一种方法是避免在将较旧的镜头(尤其是广角镜头)安装到无反光镜主体时看到的问题。使用(非反聚焦)广角镜,当光线到达传感器的边缘或(特别是)角时,光线可以以相当陡峭的入射角传播。

较宽的喉咙为不需要以如此陡峭的角度伸出来覆盖传感器角落的镜头提供了空间。

当光线以陡峭的角度传播时,您通常希望看到更多的渐晕现象,在极端情况下,您会在拐角处看到相当奇怪的彩虹效果。

传感器井眼前面的微透镜无法进行色差校正。通常没有必要或指向,因为单个传感器井所感测到的所有光线始终被视为具有单一颜色。但是,当光线以陡峭的入射角入射时,您会遇到一个问题:只有正确地折射相当窄范围的光线才能完全到达传感器。

在此处输入图片说明

喉部较宽时,可以设计镜头,使光线在离开镜头后部时垂直于传感器传播(更靠近),从而避免了此问题的发生(或至少减少了它的意义)。


  1. 徕卡曾一次制造出具有更高的有效光圈/光圈等级的镜头,但它使用了电子光放大功能,因此实际的光学元件并没有达到有效等级的快(我不相信它们会像有效等级那样快佳能f / 0.95之一)。

“……由于单个传感器无论如何只能感应到一种颜色的光线……”事实并非如此。完全不对。没有拜耳掩模使用硬滤光片来完全消除不在该颜色通道范围内的光的波长。它们只是以彩色滤光片使物体反射黑白照片中较暗的其他颜色的方式降低了对其他波长的灵敏度。但是,其他一些光线仍然可以通过拜耳光罩使用的三种滤色镜中的每一种。
Michael C

@MichaelClark:好的。甚至天文学家的H-β滤光镜也不允许仅一种颜色的光。在典型情况下,它允许475至480纳米(左右)之间的整个波长范围。但是,为什么您的文字可以理解,而您却可以包括与眼前的问题完全无关的各种细节呢?
杰里·科芬

关键是,可见光的所有波长中的某些波长使其穿过拜耳掩模中使用的所有三种颜色。拜耳(Bayer)遮罩传感器上的每个传感器孔对所有可见颜色都有些敏感,而不是“ ...仍然只有一种颜色”。
Michael C
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