Liệu đường kính ngàm lớn có thực sự cho phép lợi thế thiết kế cho ống kính khẩu độ lớn?

Để giữ cho cuộc trò chuyện đơn giản, vui lòng chỉ tập trung vào thiết kế ống kính gốc cho ngàm.

Vì vậy, với thông báo không gương lật gần đây của Nikon, Nikon đã chào mời giá treo lớn hơn. Tôi không phải là chuyên gia trong lĩnh vực này vì vậy tôi đã tự hỏi nếu ai đó sẽ giúp tôi hiểu chủ đề này.

Nikon chỉ ra rằng ngàm lớn hơn ở đó để ống kính có thể được thực hiện nhanh hơn. Sony không đồng ý. Dựa trên các sản phẩm trong quá khứ, chẳng hạn như dòng L 50mm canon 50mm hiện tại, có vẻ như tuyên bố của Nikon là sai.

Vì vậy, đó là cả hai mặt của tranh luận. Tôi không đủ hiểu biết trong vấn đề này để tìm ra ai đúng và ai là người nhảm nhí.

Ai đó có đủ hiểu biết sẽ giải thích ai sai và ai đúng, và nếu có / khu vực thực sự có lợi khi có ngàm lớn hơn khi nhận được nhiều ánh sáng tới cảm biến qua ống kính nhanh hơn?

Ống kính điều khiển. 85mm f / 1.0.

Có ngàm lớn hơn có nghĩa là thiết kế của ống kính này có thể ít phức tạp hơn so với thiết kế của cùng một ống kính trên ngàm nhỏ hơn? Và nếu thiết kế ống kính ít phức tạp hơn, điều đó có nghĩa là chi phí cũng có thể được hạ xuống.

Thứ nhất: Sony không nhất thiết không đồng ý với tuyên bố của Nikon. Chỉ là Sony đã thiết kế ngàm 'E' của họ với đường kính họng là 46,1 mm tại thời điểm xuất hiện, nó sẽ chỉ là giá treo APS-C cho dòng ILC nhỏ gọn không gương lật của NEX.

Sony sau đó đã đưa ra quyết định chuyển sang lãnh thổ khung hình đầy đủ bằng cách sử dụng ngàm 'E' hoàn toàn điện tử, thay vì sử dụng ngàm 'A' cơ học hiện có từ tất cả các máy quay phim Minolta hoặc tạo ra một ngàm mới khác cho họ Máy ảnh không gương lật FF. Đường kính họng 46,1 mm của ngàm 'E' chỉ đủ lớn để chứa đường chéo 43,27 mm của cảm biến FF 36x24 mm.

Thứ hai: Giá đỡ Canon EOS 'EF' hoàn toàn điện tử, được giới thiệu vào năm 1987, có đường kính họng là 54 mm. Sự tồn tại của ống kính 50mm f / 1.2 trong ngàm Canon EF với đường kính họng 54mm của nó không có gì để bác bỏ tuyên bố của Nikon rằng ngàm 'Z' rộng 55 mm của họ cho phép thiết kế ống kính tốt hơn ngàm 'F' trước đây của họ, có đường kính họng hẹp chỉ 44 mm.

Về cơ bản, kể từ năm 1987 khi Canon giới thiệu ngàm 'EF' với khoảng cách đăng ký 44 mm và đường kính họng 54mm, Nikon đã bị hạn chế về mặt kỹ thuật so với một số thiết kế ống kính của Canon do khoảng cách đăng ký 46,5 mm của riêng họ và hẹp hơn đường kính họng 44 mm .² Tương tự, với việc giới thiệu ngàm Sony 'E' năm 2010 và ứng dụng của nó cho máy ảnh FF với việc giới thiệu loạt máy ảnh Sony α7 vào cuối năm 2013, máy ảnh Nikon 'F' (và cả máy ảnh Canon EOS ) đã gặp bất lợi khi thiết kế ống kính góc rất rộng, khẩu độ rất rộng có thể tận dụng khoảng cách đăng ký ngắn hơn để đơn giản hóa thiết kế, giảm kích thước / trọng lượng và phù hợp hoặc cải thiện hiệu suất của ống kính trong một gói nhỏ hơn.

Nikon đang chào hàng đường kính họng mới hơn và khoảng cách đăng ký ngắn hơn của ngàm 'Z' vì nó rộng hơn một milimet so với ngàm Canon EF đã được giới thiệu vào năm 1987 và ngắn hơn hai mm so với ngàm Sony 'E' đã được giới thiệu vào năm 2010. Nó cũng rộng hơn 11 mm và ngắn hơn 30,5 mm so với ngàm 'F' của chính họ.

Đối với ống kính tiêu cự ngắn hơn với khẩu độ rộng hơn, đường kính họng lớn hơn cho phép đồng tử thoát lớn hơn. Khoảng cách đăng ký ngắn hơn cho phép độ dài tiêu cự ngắn hơn mà không cần phải sử dụng thiết kế lấy nét lại phức tạp để làm cho ống kính có độ dài tiêu cự ngắn hơn khoảng cách đăng ký. Cả hai yếu tố này kết hợp có nghĩa là các thành phần thấu kính phía sau lớn hơn có thể được định vị gần hơn với cảm biến hình ảnh. Điều này cho phép các thiết kế ống kính không thể sử dụng đường kính họng hẹp hơn được đặt ở khoảng cách xa hơn so với mặt phẳng hình ảnh của máy ảnh.

Ống kính điều khiển. 85mm f / 1.0

Với ống kính tiêu cự 85mm, sự khác biệt giữa khoảng cách đăng ký 16mm và 46,5mm hoàn toàn không phải là một yếu tố vì 85mm dài hơn đáng kể so với khoảng cách đăng ký 46,5mm của ngàm 'F' của Nikon. Ví dụ, khi nhìn vào ống kính 85mm cho ngàm Sony E và so sánh chúng với ống kính 85mm có cùng khẩu độ tối đa cho ngàm Canon EF hoặc ngàm của Nikon F, thật dễ dàng để thấy rằng các ống kính này dài hơn khoảng 30 mm đối với ngàm 'E' để bù cho mặt bích lắp ngắn hơn khoảng 30 mm. Các yếu tố phía sau của ống kính 85mm cho ngàm Sony 'E' được lắp thêm khoảng 30 mm vào ống kính.

Đường kính họng rộng hơn là một yếu tố, bởi vì nó cho phép ánh sáng chiếu vào cạnh của cảm biến hình ảnh chiếu vào góc vuông góc hơn so với đường kính họng hẹp hơn. Điều này làm tăng lượng ánh sáng rơi vào mỗi photosite theo cùng một cách mà mỗi mét vuông mặt đất trên bề mặt Trái đất nhận được nhiều ánh sáng / năng lượng từ mặt trời khi ở trên cao so với khi thấp ở đường chân trời. Trên thực tế, nó thậm chí còn tương tự như bao nhiêu ánh sáng mặt trời, dựa trên góc của mặt trời, sẽ tấn công một mét vuông trên bề mặt Trái đất với một hàng rào cao 1-2 mét xung quanh nó, vì các pixel này điển hình Cảm biến ILC có độ sâu thường vượt quá chiều rộng của chúng.

_{Mount Giá treo Minolta / Sony 'A' có khoảng cách đăng ký 44,5 mm và đường kính họng 49,7 mm.}

_{² Các ngàm Canon 'FL' và 'FD' trước đây có đường kính họng 48 mm rộng hơn 4 mm và nằm gần phim hơn 4 mm so với ngàm của Nikon 'F', mang lại cho họ một lợi thế nhỏ khi thiết kế ống kính khẩu độ rất lớn trong phạm vi độ dài tiêu cự trung bình. Đó là một lý do khiến cho số nguyên tố 58mm của Nikon có thể được thiết kế khác với số nguyên tố 50mm của chúng. Chênh lệch 3,5mm giữa 46,5mm và 50mm không đủ chỗ để phù hợp với tất cả các yếu tố ống kính cần thiết cho ống kính 50mm chất lượng cao nhưng được thiết kế đơn giản.}

Sử dụng ngón tay cái và ngón trỏ của bạn trên mỗi bàn tay, tạo khung ngón tay và giữ nó ở độ dài cánh tay.

Bây giờ hãy tưởng tượng rằng toàn bộ trường nhìn của bạn bị giới hạn bởi giới hạn của khung ngón tay này. Bất cứ điều gì bên ngoài khung không thể nhìn thấy với bạn.

Nếu bạn muốn xem trường nhìn rộng hơn (rộng hơn), bạn có hai tùy chọn:

1. Di chuyển khung ngón tay gần mắt hơn. Trong thực tế, đặt khung ngón tay trên trán và mũi của bạn. Bạn vẫn sẽ thấy các giới hạn của khung, nhưng bạn sẽ có thể thấy một trường lớn bên trong khung.

   Đây là sự tương tự của việc chuyển từ độ sâu mặt bích > 40 mm của máy ảnh DSLR sang độ sâu mặt bích 16202020 của máy ảnh không gương lật.

2. Tăng kích thước của khung bằng cách di chuyển hai bàn tay của bạn ra.
   

   Đây là tương tự của việc tăng kích thước gắn mặt bích.

Nikon đã làm cả hai với hệ thống ngàm Z. Nhưng thực sự, nó không có lựa chọn - Nikon phải làm cả hai:

• Các nhà sản xuất phải có một hệ thống camera không gương lật để có thể cạnh tranh trong thị trường máy ảnh ngày nay. Nikon không có cái nào trước ngàm Z.

• Hệ thống ngàm F hiện tại của Nikon có từ những năm 1950. Họng 45 mm của nó áp đặt các hạn chế trên thiết kế ống kính thoải mái hơn nhiều với họng 55 mm của ngàm Z.

Nikon chỉ ra rằng ngàm lớn hơn ở đó để ống kính có thể được thực hiện nhanh hơn. Sony không đồng ý.

Không, Sony không đồng ý. Có, đường kính họng E-mount 46,1 mm của Sony là một trong những họng nhỏ nhất của ngàm ống kính MILC. Nhưng đó là vì ban đầu nó được thiết kế cho các cảm biến cỡ APS-C, với một mắt có thể hướng tới các cảm biến toàn khung hình. Họ chỉ đơn giản là không thiết kế vì lợi ích của đường kính họng lớn có thể dễ dàng thiết kế ống kính trong tương lai, vì họ đã tập trung vào lợi ích của thân máy ảnh nhỏ trong năm 2010.

Dựa trên các sản phẩm trong quá khứ, chẳng hạn như Canon 50mm 1.2 hiện tại, có vẻ như tuyên bố của Nikon là sai.

Giới thiệu ngàm Z của Nikon kèm theo một dòng ống kính không ấn tượng đã không chứng minh được lợi ích của đường kính họng lớn; nó chỉ cho thấy rằng, khi giới thiệu ngàm và dòng ống kính ban đầu, họ đã không tận dụng hết khả năng của ngàm mới mà họ mở ra cho họ.

Lợi ích chính của đường kính họng lớn trên thân máy ảnh khoảng cách mặt bích ngắn không phải là thiết kế ống kính 85 mm ƒ / 1.0. Lợi ích chính sẽ là khi (nếu) họ muốn giới thiệu một ống kính nhanh góc rộng, có lẽ là 14 mm / 1.4. Các ống kính góc rộng đặc biệt đã bị hạn chế trên các thân máy DSLR do nhu cầu sử dụng ống kính quang học bổ sung để đạt được tiêu cự ngắn và góc ngắm rộng. Xem thêm:

• Tại sao ống kính một tiêu cự góc rộng có khẩu độ tương đối nhỏ?
• Tại sao ống kính góc rộng đắt hơn nhiều?

Noct 58 mm ƒ / 0.95 được công bố của Nikon là một ví dụ về những gì họ có thể làm với ngàm rộng mà họ không thể làm với ngàm F. Nhà vô địch nhanh trước đây của Nikon, 58 mm / 1.2 Noct-Nikkor, có một yếu tố phía sau được đẩy ra rìa ranh giới lưỡi lê của nó. Kính phía sau thậm chí có một rãnh được cắt thành một phần chu vi của nó, để phù hợp với đòn bẩy liên kết khẩu độ:

Nếu họng ngàm F là 55 mm chứ không phải 45 mm, không có khả năng họ đã tạo ra một ống kính 58 mm nhanh hơn đáng kể so với / 1.2 tại thời điểm đó. Nhưng họ chắc chắn sẽ có phòng để phù hợp với cả yếu tố phía sau và đòn bẩy liên kết khẩu độ mà không cần phải nhồi nhét chúng lại với nhau.

Tốc độ ống kính

Cho rằng (ví dụ) Canon đã chế tạo ống kính 50 mm f / 0.95 cho một biến thể của ngàm M39, có họng 39 mm và đó vẫn là một trong những ống kính ¹ thông thường nhanh nhất được chế tạo cho máy ảnh 35mm, tôi nghi ngờ đường kính họng đặc biệt liên quan đến ống kính xây dựng đơn giản là cực kỳ nhanh.

Cảm biến kỹ thuật số

Điều đó khiến chúng tôi tìm kiếm những lý do khác để làm điều này. Một điều hiển nhiên là sẽ tránh được một vấn đề mà một số người đã thấy khi lắp ống kính cũ (đặc biệt là ống kính góc rộng) vào thân máy không gương lật. Với ống kính góc rộng (không phải trang bị thêm), ánh sáng có thể truyền đi ở góc tới khá dốc khi chiếu tới các cạnh hoặc (đặc biệt) các góc của cảm biến.

Cổ họng rộng hơn nhường chỗ cho một ống kính không cần chiếu ở góc dốc như vậy để che các góc của cảm biến.

Khi ánh sáng truyền đi ở một góc dốc, bạn thường mong đợi nhìn thấy nhiều họa tiết hơn và trong trường hợp cực đoan, bạn có thể có được hiệu ứng cầu vồng khá kỳ lạ về phía các góc.

Các microlens trước cảm biến cũng không được sửa cho những thứ như quang sai màu. Thông thường không có nhu cầu hoặc điểm, vì tất cả ánh sáng được cảm nhận bởi một cảm biến duy nhất được coi là có một màu duy nhất. Tuy nhiên, với ánh sáng ở góc tới dốc, bạn có thể gặp phải một vấn đề: chỉ một dải màu khá hẹp của ánh sáng được khúc xạ chính xác để đạt được cảm biến tốt.

Với cổ họng rộng hơn, ống kính có thể được thiết kế để ánh sáng truyền đi (gần hơn) vuông góc với cảm biến khi nó rời khỏi phía sau ống kính, ngăn vấn đề này xảy ra (hoặc ít nhất là giảm điểm không đáng kể).

1. Leica đã từng chế tạo một ống kính có xếp hạng f / stop hiệu quả cao hơn, nhưng nó đã sử dụng khuếch đại ánh sáng điện tử, do đó, quang học thực tế không nhanh bằng đánh giá hiệu quả (và tôi không tin rằng chúng nhanh như Canon f / 0.95 hoặc).