¿Por qué los zooms tienen aperturas pequeñas, incluso alrededor de 50 mm?

Un lente principal de 50 mm f/1.8 de uno de los principales fabricantes se puede encontrar fácilmente por $ 200 o menos, pero los zooms que incluyen 50 mm en su rango siempre parecen tener aperturas mucho más pequeñas, incluso a 50 mm, hasta llegar a los miles de dólares, e incluso entonces probablemente termines en f/2.8 en el mejor de los casos. ¿Hay alguna razón técnica por la que una lente de kit barata de 18-55 mm no pueda ser f / 1.8 a 50 mm y bajar en el extremo ancho?

Tengo entendido que 50 mm es la distancia focal más simple (y más barata) para diseñar una lente rápida, al menos según los precios de las lentes principales; Los lentes rápidos que son más anchos o más teleobjetivos rápidamente se vuelven más caros. El objetivo zoom económico de 18-55 mm de Nikon es f/3.5-5.6, pero ¿qué tan difícil sería construir un f/3.5-1.8 en su lugar? Es decir, una lente que sea f/3.5 a 18 mm y f/1.8 a 50 mm. No creo haber visto nunca una lente con una apertura máxima que crezca cuando aumentas la distancia focal, pero parece potencialmente razonable cuando comienzas muy amplio (donde una apertura grande es probablemente difícil de lograr) y terminas alrededor de 50 ¿Existen lentes de apertura no constante "invertida"? ¿Hay algo en el diseño óptico que lo impida?

Limite su pregunta a una sola consulta. En su primer párrafo, pregunta por las razones por las cuales 18-55 mm f / 1.8- algo no existe. En su segundo párrafo, pregunta por qué 18-55 mm f / algo -1.5 no existe.
Si bien no parece ser una pregunta duplicada, las respuestas a ¿Por qué las lentes fijas gran angular tienen aperturas relativamente pequeñas? son pertinentes y explicativos.
@scottbb La única consulta está en el título, la única diferencia en los dos escenarios que ha resaltado es si 50 mm es el comienzo o el final del rango de zoom. Sin saber la respuesta a la pregunta de antemano, es difícil adivinar si la respuesta es tan fundamentalmente diferente para lentes de 18-55 mm y 55-100 mm como para que sean necesarias preguntas separadas.
Bueno, está el Sigma 50-100 mm F/1.8, después de todo es un zoom de 1.8.

Respuestas (1)

Una lente principal tiene un diseño mucho más simple, por lo que por el mismo precio y peso, puede obtener elementos de lente más grandes y, por lo tanto, una mayor apertura.

Sin embargo, hay algunos otros factores en lo que estás preguntando. En el caso de una lente de zoom 18-55, la lente debe tener un diseño retrofocal, porque en el extremo ancho se reduce a una distancia focal efectiva mucho más pequeña (18 mm) que la distancia física entre la lente y el sensor. permitir. Un diseño retrofocal significa que se necesitan muchos más elementos de lentes; esencialmente es como combinar una lente simple con un teleobjetivo al revés. Una lente más compleja tiene más elementos, y para que encajen en el espacio disponible, deben tener ciertos tamaños entre sí, lo que limita severamente la apertura máxima.

Ahora, una lente de zoom usa los mismos elementos de lente en todo el rango de zoom: no "intercambia" diferentes elementos dependiendo de dónde se encuentre en el rango de zoom. Por lo tanto, una lente de zoom que se reduce a un gran angular (como 18 mm) debe usar la misma cantidad de elementos de lente incluso en el extremo del teleobjetivo y en todo el rango del zoom.

Por lo tanto, la limitación de apertura máxima impuesta por el complejo diseño retrofocal para permitir la fotografía de gran angular persiste en todo el rango del zoom.

Además, recuerde que la apertura se cotiza en relación con la distancia focal , por lo que obtener un númerof de apertura más alto es más difícil a medida que aumenta la distancia focal, razón por la cual en una lente de zoom nunca ve que el número de apertura mejora a medida que se acerca al teleobjetivo, siempre se degrada (o es constante). Es decir, una lente de zoom puede ser f/3.5-f/5.5 de gran angular a teleobjetivo, pero los números nunca irán en la dirección opuesta.