En teoría, ¿esperamos que las lentes de especificaciones y calidad idénticas sean más baratas cuando se diseñan para sensores más pequeños? Mi expectativa es que la respuesta sea sí , porque todas las cosas que las lentes luchan por controlar (aberración cromática, viñetas, distorsión, etc.) están expuestas en una región central más pequeña. O, dicho de otra manera, si toma una imagen de fotograma completo y la recorta en el centro, siempre terminará con menos de estas cosas malas. También estoy pensando en el problema de la calidad de la imagen de salida como algo inverso al problema de la imagen de entrada, y sabemos que las aperturas más grandes son ópticamente más difíciles.
Ahora, ¿qué pasa en la práctica? ¿La respuesta es diferente? Por ejemplo, podría ser "sí" en teoría y "no" en la práctica porque todos diseñan y construyen con especificaciones de fotograma completo de todos modos, y las economías de escala cancelan cualquier ahorro teórico que pueda haber para lentes diseñados para sensores más pequeños.
Actualización: algunas de las respuestas hasta ahora asumen que la complejidad de la lente debe ser constante y, por lo tanto, solo abordan el costo marginal de reducir el tamaño. Obviamente, los ahorros de tamaño/material no van a ser significativos cuando se habla de compensaciones como esta en vidrio de calidad.
Estaba pensando más en la línea de poder reducir la calidad y tal vez incluso el número de componentes de la lente. Una vez más, debido a que me resulta difícil visualizar la óptica del cono de salida, espero que la ingeniería sea más o menos análoga a la del lado de entrada de la lente: sabemos que una lente de gran apertura y alta calidad enfrenta los mayores desafíos al fotografiar de par en par porque tiene que tomar la luz incidente y doblarla a través de ángulos más extremos sin introducir aberración cromática, distorsión, etc. Si está dispuesto a tomar una foto fija en, digamos, f/10+, entonces muchos de esos desafíos desaparecen. Así que asumo que en el lado de salida es algo similar: cuanto más grande es el círculo, más tienes que trabajar la óptica para mantener la calidad constante de borde a borde. Así como cerrar la apertura lo libera de los desafíos para mantener la calidad, nonos preocupamos al reducir el tamaño del sensor para que sea más fácil conservar la calidad en todo el sensor?
Otra actualización: supongamos que estamos hablando de sensores con el mismo tamaño de píxel y tecnología. Es decir, no estamos pidiendo a las lentes sensores más pequeños para compensar las deficiencias que a menudo acompañan al tamaño reducido del sensor. Aunque, nuevamente, asumo que, en la práctica, el vidrio "bueno" generalmente se acerca al límite superior (difracción) de resolución.
Las lentes de formato más pequeño se facilitan al tener alturas de imagen máximas más bajas y campos de visión más pequeños a la misma distancia focal. Cada aberración tiene dependencias de campo explícitas que describen la velocidad a la que crecen. Para las siguientes ecuaciones, y es la altura del rayo en la lente y h es la altura de la imagen.
La aberración esférica varía en y 3 .
El coma varía en y 2 h.
El astigmatismo varía según yh 2 .
La curvatura de campo varía según yh 2 .
La distorsión varía según h 3 .
(obtenido de Modern Lens Design o Modern Optical Engineering de WJ Smith)
Si mantiene el campo de visión constante y simplemente reduce el tamaño de la lente proporcionalmente a la reducción del tamaño del sensor, entonces el rendimiento óptico realmente mejora . Por ejemplo, si tuviera un singlete plano-convexo con una distancia focal de 100 mm y lo escalara a 50 mm, la curvatura de la superficie frontal sería el doble de fuerte que antes, el foco posterior sería el doble de corto y el diámetro sería la mitad. lo que era originalmente. Por lo general, una curvatura más fuerte y, en este caso, el diámetro reducido junto con la altura de la imagen reducida, siempre es superior.
Por lo tanto, si desea mantener el rendimiento constante, a medida que reduce el tamaño de la lente, puede elegir diseños de lentes menos costosos con un rendimiento "básico" más bajo.
En realidad, solo cambia el círculo de la imagen. Todo lo demás permanece igual o se convierte en un problema mayor (por ejemplo, la necesidad de aperturas aún más amplias para la misma profundidad de campo en el mismo ángulo de visión y distancia del sujeto significa que se requerirán mayores grados de corrección para cosas como coma, aberración esférica y cromática). (Un lente de 40 mm f/0.85 para Micro Four Thirds, que existe y cuesta $2000, es el equivalente funcional de un "fotograma completo" de $500 de 85 mm f/1.8 en 35 mm, o casi, ya que es un poco más lento). los elementos más grandes de la lente deben permanecer iguales, y no se obtiene un gran ahorro de costos al reducir el círculo de la imagen; no es ceroahorros; simplemente no es tanto como podría pensar, especialmente cuando la diferencia entre los tamaños de los sensores no es enorme. Y ese ahorro se aplicará a la dudosa "característica" de recuperar el viñeteado que perdiste al no usar una lente con un círculo de imagen más grande.
Por otro lado, es posible que las lentes de menor calidad no muestren tantos problemas en un sensor más pequeño, por lo que, en ese sentido, las lentes para sensores más pequeños pueden ser más económicas. (Imagínese cómo se vería la distorsión de barril de una lente APS-C 18 a lo que sea en un sensor de cuadro completo).
Para Canon, el EF-S fue diseñado para reducir con precisión la geometría de EF por el factor de recorte. Entonces, el EF-S 17-55 f/2.8 inicia su diseño al reducir el diseño existente para... bueno, no hacen un EF 27-88, por lo que no es el ejemplo más claro. Pero he leído que algunos diseños están reducidos.
IAC, el 17-55, bastante grande, es 1,6 veces más pequeño en todas las direcciones (diámetro y longitud) que el equivalente de fov y velocidad en un objetivo Full Frame, y el volumen del vidrio es 1,6³× más ligero, ¡o una cuarta parte del peso! Ahora, en realidad, la mayor parte del diámetro de la lente terminada incluirá motores, vías y engranajes que no se reducirán por el mismo factor, y el vidrio propiamente dicho no es el peso total de la lente.
Pero dado que los "costos de vidrio", ciertamente esperaría que sea más barato que el fov y el f-stop equivalentes en un factor de forma más grande.
Sin embargo, hay otros factores que impiden las comparaciones exactas. No hay serie L hecha para EFS. pero , el zoom gran angular rápido mencionado anteriormente es muy bueno, casi calidad "L" para el vidrio , pero no en la calidad de construcción general, el sellado ambiental y la robustez. Eso significa que era mucho más barato que el equivalente, suponiendo que no necesito esas funciones profesionales en el campo.
En particular, el gran angular es más fácil en el factor de forma más pequeño, y pagar por la calidad en las esquinas inexistentes es un desperdicio; especialmente cuando se necesitan distancias focales más cortas para el mismo fov . Una lente fov realista reducida es mucho más eficiente que una lente extremadamente ancha de fotograma completo, ya que "ancho" es donde las cosas comienzan a ponerse caras.
En resumen, espero que los zooms que son más cortos que una distancia focal de aproximadamente 35 mm sean significativamente más baratos en una versión específica para cultivos, y eso también se amplía para lentes rápidos .
Donde el campo de visión de gran angular se vuelve incómodo, y la distancia focal necesaria es incómoda en un cuadro completo pero está bien en un cuerpo corto, hay una gran diferencia.
Esta parte de mi respuesta se basa en el supuesto de que quiere decir un precio "más barato" para el cliente. Vea la parte inferior de mi respuesta desarrollada bajo el supuesto de que quiere decir 'más barato' de construir.
El precio de cualquier producto, incluida la lente de una cámara, se basa en lo que el mercado puede soportar. El costo de producir un producto es simplemente un elemento que determina un precio. Supongamos que un director general de fabricación ha descubierto que puede producir un producto exitoso y popular a un costo más bajo que antes. ¿Bajará el precio? La mayoría de las veces, su decisión será "no". La gente ya se siente cómoda pagando ese precio, la ganancia adicional que obtendrá se puede invertir en I+D o se puede dar a los ingenieros que trabajan arduamente como un aumento de sueldo que tanto se merecen.
Es la competencia la que hará bajar los precios. (Por eso estoy entusiasmado con cualquier marca de cámara que innove e impulse la competencia).
Cuando nuestro CEO quiere ganar participación de mercado para un producto, puede bajar los precios como una opción para invadir la participación de mercado de su competencia. Esa decisión puede tomarse independientemente del precio de un producto en particular. Por otro lado, esa decisión puede llevar al CEO a buscar o construir el producto con componentes más baratos para socavar a su competencia.
Entonces, puede ver, el precio de un producto solo está relacionado con su costo en la medida en que desee que sea rentable.
En caso de que quiera decir 'menor costo de construcción', esta es mi respuesta: si un fabricante de lentes vendiera lentes de la misma magnitud que alguien que vendiera latas de refresco u otros productos básicos de consumo típicos, entonces probablemente vería una economía de escala que una pequeña reducción de material se notará en una hoja corporativa. Sin embargo, para las empresas que solo venden decenas de miles de lentes en particular, no hay mucho ahorro al reducir ligeramente el tamaño de la lente. Quizás solo unos pocos dólares por lente. Por otro lado, deben participar los mismos empleados diligentes de la fábrica, se utiliza la misma infraestructura para fabricar la lente, se necesita el mismo tiempo de ingeniería no recurrente para diseñar la lente y también existe la misma estructura de gestión.
Entonces, en resumen, no. No es mucho más barato en la práctica.
Si te refieres a más barato de producir, entonces sí. Pero tal vez solo un poco, ya que hay muchas cosas además del costo del material que contribuyen al costo de producción de una lente. Una lente diseñada para arrojar un círculo de imagen más pequeño tiene algunas ventajas:
El material más caro en la mayoría de las lentes es la lente correctora que generalmente (pero no siempre) se encuentra como el elemento trasero del grupo frontal. Dado que el grupo frontal es lo que se puede hacer más pequeño para una lente diseñada para funcionar con un sensor más pequeño, se ahorran costos en términos de la cantidad de materiales exóticos necesarios para la lente correctora. Pero esto podría no ser una parte significativa del costo total para producir la lente.
Depende de lo que entiendas por igual calidad. Un sensor más pequeño requiere menos luz para enfocarse en el sensor, ya que el sensor es mucho más pequeño, por lo que se pueden usar lentes mucho más pequeños mientras se mantiene un nivel de resolución aproximadamente equivalente en el sensor, pero también recolectaron mucha menos luz y, por lo tanto, menos información. también.
El sensor en sí es más limitado debido al tamaño. Podemos descartar las partes sobrantes de la lente que no serían utilizadas por el sensor, pero aún estamos atascados con todas las limitaciones del sensor. Podríamos tratar de compensar algunas de las limitaciones del sensor mejorando sustancialmente la calidad de la lente para tratar de incluir tanta información como capturaríamos con un sensor más grande, pero esto aumentaría drásticamente el costo de la lente (y no es completamente posible debido a problemas como la limitación de difracción).
Entonces, la respuesta es sí y no, una lente con las mismas propiedades generales de resolución óptica que solo tiene que resolver un área más pequeña es más barata, pero resolver la misma cantidad de detalles en un área más pequeña probablemente estaría cerca del mismo costo o incluso posiblemente más caro.
Vicente Huberto
Kartick Vaddadi
ross milikan