¿Por qué los lentes fijos gran angular tienen aperturas relativamente pequeñas?

En términos generales, las lentes de gran apertura son más fáciles de diseñar cuanto mayor sea la distancia focal. La razón por la que no ve ningún objetivo de 400 mm f/1,4 se debe a las dificultades de fabricación, por ejemplo, manteniendo baja la dispersión mientras produce elementos del tamaño necesario para dichas aperturas. Vale la pena reiterar que la designación f/1.4 significa que el tamaño del tope de apertura es la distancia focal dividida por 1.4, que para un 400 f/1.4 es la friolera de 285 mm. Técnicamente, es la imagen del tope de apertura la que debe tener ese tamaño, lo que significa que el elemento frontal debe ser al menos así de grande.

Si observa el más ancho de los superteles de Canon, verá un patrón en el que 150 mm parece ser el límite de lo económico:

• 400/2,8 = 142 mm

• 600/4,0 = 150 mm

• 800/5,6 = 142 mm

Los lentes con una distancia focal menor que la distancia de registro (alrededor de 46 mm para la mayoría de las DSLR) tienen que incorporar lo que se conoce como diseño retrofocal, que es esencialmente un grupo de teleobjetivo inverso (o "convertidor ancho") en la parte posterior del lente. Cuanto más ancha sea la lente, más correcciones se deben realizar debido al diseño retrofocal, y estas correcciones son más difíciles para las lentes de gran apertura.

Puedes ver esto si miras el diseño de Canon 24mm f/2.8 y 50mm f/1.8:

Canon 24mm f/2.8

50 mm f/1,8

La razón por la que los 50 mm ofrecen una relación precio/rendimiento tan buena en lo que respecta a la apertura es que, para las cámaras de 35 mm, los 50 mm se ubican en el punto ideal donde la distancia focal es lo suficientemente larga como para permitir un diseño no retrofocal más simple, pero no demasiado largo como para que las piezas grandes se debe usar vidrio para dar un buen número f.

¡Porque no es tan fácil!

Hacer una lente rápida no es solo cuestión de hacer "un agujero más grande". La lente necesita "doblar" la luz para cubrir todo el encuadre, y cuanto más extrema sea la flexión (como en gran angular), mayores serán las aberraciones...

Los lentes gran angular modernos son, en efecto, teleobjetivos inversos. Entonces, hay mucho vidrio incluso si la distancia focal es más pequeña. Además, la cantidad de cristal necesaria para corregir las aberraciones es mayor que en un objetivo con distancia focal normal.

Canon tiene lentes de 28 mm f/2.8 y 28 mm f/1.8. De acuerdo con esta tabla (PDF), la f/2.8 es una construcción de lente de 5 grupos 5, mientras que la f/1.8 es una construcción de lente de 9 grupos 10. Por lo tanto, casi ha duplicado la cantidad de elementos de vidrio mientras abre un poco más de 1 parada, y 28 mm no es un gran angular muy extremo.

La apertura amplia no tiene efecto sobre la apertura más pequeña. Puede haber un problema mecánico en el sentido de que no obtendrás un f/32 muy preciso en un gran angular extremo, debido a la forma de las hojas de apertura.

Además, aunque una apertura más pequeña aumentará la profundidad de campo aparente, perderá nitidez debido a la difracción. ¡Busque en este sitio ese tema para obtener más información!