¿Por qué las lentes de 50 mm son más baratas?

Si está hablando estrictamente de DSLR basadas en el formato de película de 35 mm (e incluso la mayoría de las DSLR con sensor de recorte están diseñadas alrededor de la montura de lente de 35 mm que sus fabricantes usaban antes de la digital), entonces la relación precio/rendimiento es intrínseca a la distancia focal de 50 mm (o aproximadamente).

Primero, está la distancia entre la parte posterior de la lente y el sensor. Eso es prácticamente inamovible para el formato SLR de 35 mm, ya que la cámara necesita acomodar un espejo, una pantalla de enfoque y un obturador de plano focal. Una distancia de 40 mm entre la superficie de la montura de la lente y el plano de la película es casi un mínimo absoluto, y la parte trasera de la lente solo puede sobresalir en la cámara antes de que comience a interferir con el espejo. (Los lentes Canon EF-S sobresalen un poco más que sus hermanos EF, pero solo un poco: todavía hay un espejo con el que lidiar, incluso si es un poco más pequeño. Algunos diseños de lentes gran angular muy antiguos requieren que el espejo esté bloqueado antes de montar la lente, pero por razones que discutiré más adelante, no son útiles en las DSLR).

Para que una lente tenga una distancia focal aparente más corta que la distancia entre ella y el sensor, debe tener un diseño de retroenfoque , que consiste en un teleobjetivo que mira al mundo a través de una lente cóncava bastante grande. Esa lente cóncava (o grupo) debe tener un diámetro mucho mayor de lo que sugeriría la distancia focal y la velocidad de la lente. Tal diseño siempre será más caro que el diseño más simple posible con un 50 mm.

Pero, ¿qué pasa con el rango de 40 mm? De hecho, es algo simple hacer algo muy simple usando un tipo Tessardiseño en o alrededor del rango de 40 mm. Es por eso que las lentes "pancake" de Pentax y Canon pueden ser tan pequeñas. Pero tenga en cuenta que también tienen una apertura máxima limitada. ("Limitado", aquí, es relativo. Una velocidad de f/2.8 es rápida excepto en comparación con los lentes f/1.8 y más rápidos de los que estamos hablando). El hecho es que un lente de 40 mm tiene que doblar la luz mucho más abruptamente que una lente de 50 mm, y para obtener un círculo de imagen grande con poco viñeteado y niveles aceptables de aberración y distorsión, debe restringir el diámetro de la lente o usar un diseño más complejo. Ese diseño más complejo, por necesidad, será físicamente más largo, moviendo el centro óptico de la lente más lejos del sensor, y de repente estamos de vuelta en territorio de retroenfoque.

Una vez que superamos la distancia focal de 50 mm, el diseño de la lente puede seguir siendo relativamente simple, al menos por un tiempo, pero todos los elementos deben ser físicamente más grandes, por lo que los precios vuelven a subir. Y debido a que los precios aumentan, los precios aumentan: menos personas comprarán la lente, por lo que cada copia costará un poco más. Pero no pasa mucho tiempo antes de que nos encontremos con la aberración cromática a lo grande: dado que la luz tiene más distancia para dispersarse, la separación del espectro se vuelve más evidente y el diseño de la lente necesita corregirla más. Eso generalmente implica el uso de materiales exóticos costosos y difíciles de trabajar para acercarse lo más posible al rendimiento apocromático .

El 50 mm se encuentra en el punto óptimo. No necesita ser retrofocus (a menos que el diseño sea deliberadamente exótico), y no necesita niveles heroicos de corrección para lograr un círculo de imagen lo suficientemente grande y niveles aceptables de aberración y distorsión. También se trata de la distancia focal más corta donde se reúnen todas las fuerzas del bien, por lo que sus elementos son pequeños en comparación con lentes de una distancia focal más larga. (Tenga en cuenta que hay una razón por la cual incluso el 50 mm se vuelve mucho más caro a medida que se vuelve más rápido que f / 1.8). Eso lo hace intrínsecamente barato y ayuda, por supuesto, que el cuerpo de la lente suele ser de una calidad algo inferior que las lentes más caras (particularmente en el caso de Canon).

Entonces, todo esto debería mejorar en el mundo sin espejo, ¿verdad? Bueno, sí y no. El sensor de una cámara digital no es una película. En casi todos los casos, hay un filtro de patrón Bayer o algo similar para distinguir los colores y una matriz de microlentes para garantizar que cada uno de los elementos del sensor reciba la mayor cantidad de luz posible. El resultado de esto es que hay un rango limitado de ángulos desde los cuales el sensor puede recibir la luz de manera eficiente, y eso significa que las distancias focales más cortas aún necesitan retroenfoque, aunque la parte posterior de la lente casi puede tocar el sensor. (La alternativa sería obligar a todas las distancias focales más largas a ser verdaderos teleobjetivos, lentes que tienen una distancia focal mayor que su longitud física y que, por lo general, tienen círculos de imagen más pequeños y aperturas máximas que las lentes simples de enfoque largo.

Respuesta simple: física.

La cantidad de elementos de lente (pocos) y el diseño relativamente simple de cada elemento de lente requerido para fabricar una lente de 50 mm (para un formato de 35 mm) contribuye directamente al precio.

Donde se necesitan muchos elementos de vidrio muy grandes para crear un teleobjetivo de gran apertura principal, o un diseño de enfoque retro para una lente ultra ancha, el 50 mm está justo en el punto óptimo del plano focal para las limitaciones de montaje.

Dejaré que alguien con más experiencia en diseño de lentes le muestre las matemáticas.

Diferente respuesta simple: costos de ingeniería no recurrentes.

Los lentes Nikon y Canon 50mm F1.4 son viejos. La ingeniería se pagó hace años. Además, estos lentes se han vendido en grandes cantidades, por lo que las economías de escala funcionan a su favor.

Como sugeriste: años y años para optimizar. Se pagan los costes de ingeniería, se optimiza la línea de fabricación.