¿Cuáles son las aperturas mínima y máxima teóricas?

¿Existe una apertura máxima a la que se pueda abrir una lente? ¿Qué pasa con una apertura mínima a la que se puede cerrar? ¿Estos conceptos tienen algún sentido? ¿Existe una lente con la apertura más estrecha del mundo? ¿Hay uno con el más ancho?

La apertura absoluta puede ser arbitrariamente grande (longitud de onda larga, distancia focal larga, como Hubble y FAST) o arbitrariamente pequeña (longitud de onda corta, distancia focal corta, como microscopios electrónicos). Diría que el número f de apertura relativa pequeña es más fácil porque es más fácil hacer sistemas de distancia focal larga, por ejemplo, el Hubble tiene af=24. Pero algo más pequeño que f=1 sería difícil. Las lentes de fluoroscopia de rayos X son f = 0.5 - f = 1 pero la resolución es horrible.

Respuestas (3)

Se podría cerrar una apertura que es efectivamente un número f-stop infinitamente grande ya que no pasa luz. Lo más rápido posible (el número f más pequeño) es un poco más difícil. La velocidad de una lente está limitada por la relación entre la pupila de entrada y la distancia focal de la lente. Cuanto mayor sea la distancia focal, mayor debe ser la pupila de entrada. En teoría, podrías hacer uno muy, muy grande, pero eventualmente la cantidad de vidrio hará que pierdas físicamente más luz de la que estabas ganando.

Podría decirse que el "récord" para el lente más rápido es el f/.33 Super-Q-Gigantar 40 mm, pero en realidad fue solo un truco de marketing y solo se hizo uno. En realidad no es funcional. Hay una lente f/.7 funcional de la cual se fabricaron 10. Seis fueron comprados por la Nasa, Carl Zeiss se quedó con uno y 3 de ellos fueron comprados por Stanley Kubrick y utilizados en la película Barry Lyndon.

En teoría, debería ser posible diseñar lentes más rápido que esto, pero el costo y el beneficio simplemente no valen la pena. Las lentes se vuelven demasiado costosas y complejas y no ofrecen ningún beneficio significativo por el esfuerzo ya que la dificultad sube más rápido que exponencialmente. (Dado que cada f/stop requiere duplicar el tamaño y los problemas físicos hacen que sea más del doble de complicado para cada f-stop adicional).

La física juega un papel en la respuesta a su pregunta y esa información está disponible. Los conceptos básicos de esa discusión vinculada son que el índice de refracción del material de la lente afectará la apertura máxima que puede lograr, por lo que para el vidrio puro que tiene un índice de refracción de 1.5, la apertura máxima sería f/0.5 o más o menos. Sustancias mejores, como los diamantes, con un índice de refracción de 2,417 pueden brindarle una apertura de f/0,235 con el correspondiente costo de propiedad insano (considere cuánto podría costar una lente de diamante puro). La ecuación del fabricante de lentes es la base de los números.

En cuanto a la apertura mínima, básicamente podría llegar a lo que equivale a un agujero de tamaño atómico, lo suficientemente grande como para que pase un fotón, pero eso es inútil para, bueno, cualquier cosa. Para muchas lentes, llegar a un lugar alrededor de f/11 o superior da como resultado una pérdida de nitidez en función de la difracción, por lo que f/32 es aproximadamente el punto máximo para lentes de 35 mm, aunque pueden reducirse para formatos más grandes y no asi que. Las lentes estenopeicas suelen estar en el rango más pequeño, hasta f/177 (Lensbaby tiene una como esta). Aún así, incluso si la óptica fuera perfectamente capaz de manejar algo como esto, considere cuáles deberían ser la ISO y las velocidades de obturación para obtener una imagen, por lo que en algún momento, el valor de esto es prácticamente cero a menos que esté borroso. resúmenes

f/0.5 es el límite teórico que me enseñaron para lentes fotográficos. En el otro extremo del continuo estaba f/64, que era común en las placas de lentes de cámaras de visualización. He visto f/128 pero no más pequeño. Group f/64 era un club de fanáticos del enfoque iniciado por Van Dyke que incluía a Adams, Cunningham, Weston, Stieglitz y otros fotógrafos del suroeste de EE. UU.
@Stan Los fotógrafos del Grupo f/64 usaban cámaras LF de 8x10. f/64 en una cámara de 8x10 es básicamente equivalente a aproximadamente f/8 en el formato 135 ("35 mm" o "FF").

Hay muchos términos relacionados con la apertura, pero veamos los más interesantes para nosotros: después de wikipedia : "la apertura angular N de una lente se expresa mediante el número f, escrito f/, que es la relación entre la distancia focal f y la diámetro de la pupila de entrada D:"

norte = f/d

Entonces, la apertura mínima es simple: simplemente cierras el agujero y tienes una apertura de cero (f/∞).

Pero puedes llegar muy fácilmente por debajo del f/1 mágico gracias a su diseño inteligente. No hay necesidad de lentes de diamante, como explica ampliamente Joanne C. Simplemente puede tomar mucha luz con el elemento frontal tan grande como desee (D) y apretarlo a la imagen considerada (que se relaciona con la distancia focal).

En el mundo actual, puede encontrar este efecto al usar, por ejemplo, el convertidor Metabones T Speed ​​Booster 0.64 o 0.71. Multiplica una distancia focal de su lente por el número especificado. Entonces, si obtiene la hermosa lente Leica Noctilux f = 50 mm f / 0.9 después de usar el convertidor Metabones 0.64, obtiene el efectivo f = 50 mm * 0.64 = 32 mm. La pupila de entrada (así como f) es proporcional al tamaño del sensor d en un ángulo de visión dado . Así que movemos nuestra lente + convertidor a una cámara con d = 35 mm 0.64 que da ~ 23 mm (borde más largo del sensor) - ¡esto parece ser un sistema de micro cuatro tercios! En este sistema, nuestra f vuelve a 50 mm, pero D también se multiplica por 0,64, por lo que tenemos = f/(0,9 0,64) = f/0,576 .

Entonces, ¿dónde está el problema? Por supuesto, el convertidor no es una varita mágica. Exprime la luz disponible en un círculo de imagen más pequeño, por lo que puede usar su Leica solo en cámaras micro cuatro tercios. Y el conjunto de lentes agregado afecta la calidad de la imagen, pero esta es otra historia :)

Este efecto también se explica en el tutorial de lentes cambridgeincolor.