Un grand diamètre de monture offre-t-il vraiment des avantages de conception pour les objectifs à grande ouverture?


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Pour garder la conversation simple, veuillez vous concentrer uniquement sur la conception d'objectif native pour la monture.

Ainsi, avec la récente annonce Nikon sans miroir, Nikon a vanté la monture plus grande. Je ne suis pas un expert dans ce domaine, donc je me demandais si quelqu'un pourrait m'aider à comprendre ce sujet.

Nikon a indiqué que la monture plus grande est là pour que l'objectif puisse être fabriqué plus rapidement. Sony n'est pas d'accord. Sur la base de produits du passé, tels que le canon 50 mm 1.2 de la série L actuel, il semble que la déclaration de Nikon soit fausse.

Voilà donc les deux côtés de l'argument. Je n'ai pas assez de compréhension en la matière pour savoir qui a raison et qui fait des conneries.

Est-ce que quelqu'un avec une compréhension suffisante expliquerait qui a tort et qui a raison, et s'il y a / avantage réel à avoir une monture plus grande quand il s'agit de fournir plus de lumière au capteur via un objectif plus rapide?

Lentille de contrôle. 85 mm f / 1,0.

Le fait d'avoir une monture plus grande signifie-t-il que la conception de cet objectif pourrait être moins compliquée par rapport à la conception de la même lentille sur une monture plus petite? Et si la conception de l'objectif est moins compliquée, ce coût moyen peut également être réduit.


Je ne comprends pas. Les capteurs modernes n'aiment pas les rayons angulaires. La distance de bride courte et les lentilles arrière de grand diamètre augmentent l'angle des rayons qui frappent le capteur. Et nous savons à quel point il est difficile pour Leica (44 mm et 27,8 mm) de faire face à cela sans dérive excessive du magenta et vignettage dans les coins. Cette communication à grande échelle ressemble à un pur marketing MS
user2512189

Je ne comprends pas que vous ne compreniez pas :) - le point sur la courte distance de bride semble évident, mais ne semble-t-il pas tout aussi évident qu'un élément arrière plus grand permet aux rayons de cet élément au capteur d'être plus proches d'un angle perpendiculaire?
Veuillez lire mon profil

@mattdm Certains d'entre eux, mais pas tous . N'oubliez pas que la lumière provenant d'une source ponctuelle de lumière frappe chaque point à l'avant d'une lentille et est réfractée à travers la lentille pour être focalisée sur un seul point du plan d'imagerie. Il serait intéressant de voir où une courte distance de bride atteint le point de rendements décroissants à cet égard pour différentes longueurs focales et tailles de capteur.
Michael C

... mais plus la distance entre les brides est grande, plus les rayons perpendiculaires atteignent le coin extrême du capteur. Je suppose !!
Juan

Réponses:


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Premièrement: Sony n'est pas nécessairement en désaccord avec l'affirmation de Nikon. C'est juste que Sony a conçu leur monture `` E '' avec un diamètre de gorge de 46,1 millimètres à un moment où il est apparu qu'il s'agirait d'une monture APS-C uniquement pour la série NEX d'ILC compacts sans miroir.

Plus tard, Sony a pris la décision de se déplacer en territoire plein format en utilisant la monture entièrement électronique `` E '', plutôt que d'utiliser la monture mécanique `` A '' existante¹ qui remontait aux caméras Minolta ou de créer une nouvelle monture pour leur Caméras FF sans miroir. Le diamètre de gorge de 46,1 mm du support `` E '' est juste assez grand pour accueillir la diagonale de 43,27 mm d'un capteur FF 36x24 mm.

Deuxièmement: la monture entièrement électronique Canon EOS 'EF', introduite en 1987, a un diamètre de gorge de 54 mm. L'existence d'un objectif de 50 mm f / 1,2 dans la monture Canon EF avec son diamètre de gorge de 54 mm ne contredit pas l'affirmation de Nikon selon laquelle leur nouvelle monture en Z de 55 mm de large permet une meilleure conception de l'objectif que leur précédente monture `` F '', qui avait un diamètre de gorge étroit de seulement 44 mm.

Fondamentalement, depuis 1987, lorsque Canon a introduit la monture `` EF '' avec une distance d'enregistrement de 44 mm et un diamètre de gorge de 54 mm, Nikon a été techniquement limité de correspondre à certains des objectifs de Canon en raison de leur propre distance d'enregistrement de 46,5 mm et d'un diamètre de gorge plus étroit de 44 mm .² De même, avec l'introduction du support Sony 'E' en 2010 et son application aux appareils photo FF avec l'introduction de la série d'appareils photo Sony α7 fin 2013, les appareils photo Nikon 'F' (et les appareils photo Canon EOS également ) étaient désavantagés en ce qui concerne la conception d'objectifs à très grand angle et à très grande ouverture qui peuvent tirer parti de la distance d'enregistrement plus courte pour à la fois simplifier la conception, réduire la taille / le poids et correspondre ou améliorer les performances de l'objectif dans un boîtier plus petit.

Nikon vante le diamètre de gorge plus récent et la distance d'enregistrement beaucoup plus courte de la monture `` Z '' car elle est un millimètre plus large que la monture EF Canon a été introduite depuis 1987 et deux millimètres plus courte que la monture Sony 'E' a été introduite depuis. en 2010. Il est également 11 mm plus large et 30,5 mm plus court que leur propre monture «F».

Pour les lentilles à focale plus courte avec des ouvertures plus larges, un diamètre de gorge plus grand permet des pupilles de sortie plus grandes. Une distance d'enregistrement plus courte permet des distances focales plus courtes sans avoir à recourir à une conception de rétrofocus complexe pour rendre les objectifs avec des distances focales plus courtes que la distance d'enregistrement. Ces deux facteurs combinés signifient que des éléments de lentille arrière plus grands peuvent être positionnés plus près du capteur d'imagerie. Cela permet des conceptions d'objectifs impossibles en utilisant des diamètres de gorge plus étroits placés à de plus grandes distances du plan d'image de la caméra.

Lentille de contrôle. 85 mm f / 1,0

Avec un objectif à focale de 85 mm, la différence entre la distance d'enregistrement de 16 mm et 46,5 mm n'est pas du tout un facteur, car 85 mm est considérablement plus longue que même la distance d'enregistrement de 46,5 mm de la monture Nikon `` F ''. Quand on regarde, par exemple, des objectifs 85 mm pour la monture Sony E et les compare à des objectifs 85 mm avec la même ouverture maximale pour la monture Canon EF ou la monture Nikon F, il est assez facile de voir que les objectifs sont environ 30 millimètres plus longs pour la monture en «E» pour compenser la bride de montage plus courte d'environ 30 millimètres. Les éléments arrière des objectifs 85 mm pour la monture Sony E sont environ 30 mm plus encastrés dans l'objectif.

Le diamètre de gorge plus large est un facteur, car il permet à la lumière frappant le bord du capteur d'imagerie de le frapper à un angle plus perpendiculaire que ne le ferait un diamètre de gorge plus étroit. Cela augmente la quantité de lumière tombant sur chaque photosite de la même manière que chaque mètre carré de sol à la surface de la Terre reçoit plus de lumière / énergie du soleil lorsqu'il est au-dessus de lui que lorsqu'il est bas à l'horizon. En fait, cela serait encore plus analogue à la quantité de lumière du soleil, basée sur l'angle du soleil, frapperait un mètre carré à la surface de la Terre avec une clôture solide de 1 à 2 mètres de haut, car le pixel est bien Les capteurs ILC ont une profondeur qui dépasse généralement leur propre largeur.

¹ La monture Minolta / Sony 'A' avait une distance d'enregistrement de 44,5 mm et un diamètre de gorge de 49,7 mm.

² Les montures Canon 'FL' et 'FD' précédentes avaient des diamètres de gorge de 48 mm qui étaient 4 mm plus larges et plus proches de 4 mm du film que la monture Nikon 'F', leur donnant un léger avantage lors de la conception d'objectifs à très grande ouverture dans plages de focales moyennes. C'est l'une des raisons pour lesquelles le premier objectif 58 mm de Nikon pourrait être conçu différemment de leur premier objectif 50 mm. La différence de 3,5 mm entre 46,5 mm et 50 mm n'est pas tout à fait suffisante pour accueillir tous les éléments d'objectif nécessaires pour un objectif de 50 mm de qualité supérieure mais simplement conçu.


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En utilisant votre pouce et votre index sur chaque main, faites un cadre de doigt et tenez-le à bout de bras.

entrez la description de l'image ici

Imaginez maintenant que tout votre champ de vision est limité par les limites de ce cadre de doigt. Tout ce qui se trouve en dehors du cadre n'est pas visible pour vous.

Si vous souhaitez voir un champ de vision plus grand (plus large), vous avez deux options:

  1. Rapprochez le cadre du doigt de votre œil. En fait, posez le cadre des doigts sur votre front et votre nez. Vous verrez toujours les limites du cadre, mais vous pourrez voir un grand champ à l'intérieur du cadre.

    C'est l'analogue du passage de la profondeur de bride > 40 mm des reflex numériques à la profondeur de bride beaucoup plus courte de 16 à 20 mm des caméras sans miroir.

  2. Augmentez la taille du cadre en écartant les mains.
    entrez la description de l'image ici

    Ceci est l'analogue de l'augmentation de la taille du montage de bride.

Nikon a fait les deux avec son système de monture Z. Mais vraiment, il n'avait pas le choix - Nikon devait faire les deux:

  • Les fabricants doivent disposer d'un système de caméra sans miroir viable pour être compétitifs sur le marché actuel des caméras. Nikon n'en avait pas avant la monture Z.

  • Le système de monture F existant de Nikon remonte aux années 1950. Sa gorge de 45 mm a imposé des contraintes sur la conception de l'objectif qui sont beaucoup plus détendues avec la gorge de 55 mm de la monture Z.

Nikon a indiqué que la monture plus grande est là pour que l'objectif puisse être fabriqué plus rapidement. Sony n'est pas d'accord.

Non, Sony n'est pas en désaccord. Oui, le diamètre de gorge de monture E de Sony de 46,1 mm est parmi les plus petites gorges de monture d'objectif MILC. Mais c'est parce qu'il a été initialement conçu pour les capteurs de taille APS-C, avec un œil possible vers les capteurs plein format. Ils n'ont tout simplement pas conçu pour les avantages des grands diamètres de gorge qui pourraient faciliter la conception de l'objectif à l'avenir, car ils se sont concentrés sur les avantages des petits boîtiers de caméra en 2010.

Sur la base de produits du passé, tels que l'actuel Canon 50mm 1.2 de la série L, il semble que la déclaration de Nikon soit fausse.

L'introduction de la monture Z de Nikon accompagnée d'une gamme d'objectifs peu impressionnante n'a pas réfuté les avantages d'un grand diamètre de gorge; cela montre simplement que, lors de l'introduction de la monture et de la gamme initiale d'objectifs, ils n'ont pas pleinement profité des possibilités que leur offrait leur nouvelle monture.

Le principal avantage d'un grand diamètre de gorge sur un corps de caméra à distance à brides courtes n'est pas de concevoir un objectif de 85 mm ƒ / 1.0. Le principal avantage sera quand (si) ils veulent introduire un objectif rapide grand angle, peut-être un 14 mm ƒ / 1,4. Les objectifs grand angle en particulier ont été limités sur les boîtiers reflex numériques en raison de la nécessité d'utiliser des optiques rétrofocales pour obtenir la focale courte et le grand angle de vue. Voir également:

La monture Z annoncée par Nikon de 58 mm ƒ / 0,95, est un exemple de ce qu'ils peuvent faire avec la monture large qu'ils ne pouvaient pas faire avec la monture F. Le précédent champion rapide de Nikon, le 58 mm ƒ / 1,2 Noct-Nikkor, avait un élément arrière qui a été poussé jusqu'au bord de sa limite à baïonnette. La vitre arrière avait même une rainure taillée dans une partie de sa circonférence, pour accueillir le levier de liaison d'ouverture:

entrez la description de l'image ici

Si la gorge à monture F avait été de 55 mm plutôt que de 45 mm, il est peu probable qu'ils auraient produit un objectif de 58 mm sensiblement plus rapide que le ƒ / 1,2 à l'époque. Mais ils auraient certainement eu la place pour adapter à la fois l'élément arrière et le levier de liaison d'ouverture sans avoir à les entasser ensemble.


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Cela mérite d'être clarifié un peu. Il y a un point où la lumière de la lentille traverse dans les deux directions (d'où la nécessité d'un pentaprisme), où la largeur de la gorge pourrait être essentiellement nulle, et vous obtiendriez toujours une image (en ignorant que la monture se briserait facilement) . Un élément de lentille arrière plus grand n'est pas empêché par une petite taille de bride, mais cela nécessite soit de l'éloigner de la bride pour que le capteur puisse «voir» le tout (rétrofocale), soit de rapprocher la bride du capteur, ce qui casse de toute façon la compatibilité des lentilles, donc vous pourriez aussi bien agrandir la gorge.
dgatwood

Vous pouvez le démontrer en faisant des cercles avec les deux mains, en regardant l'une dans l'autre. Lorsque vous rapprochez l'élément le plus proche (la bride) de votre œil, vous pouvez voir davantage l'élément le plus éloigné (l'élément arrière), et lorsque vous éloignez l'élément arrière plus loin, vous en voyez également plus.
dgatwood

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@dgatwood Je ne comprends pas votre argument concernant le pentaprisme. Le pentaprisme n'a rien à voir avec la capture d'une image; il n'est utile que pour voir à travers le viseur.
scottbb

Les rayons se croisent entre l'objectif et le capteur, c'est pourquoi les reflex numériques nécessitent un pentaprisme (ou pentamiroir) pour empêcher l'image du viseur d'être à l'envers et à l'envers.
dgatwood

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@dgatwood Les rayons ne se croisent généralement pas entre l'arrière du dernier élément de lentille et le capteur dans une lentille composée comme nous en discutons. Le «point de croisement» est généralement à l'intérieur de l'objectif devant le groupe arrière. Avec un simple objectif unique, il serait exactement à mi-chemin entre l'objectif et le capteur. Avec un objectif composé (de conception non rétrofocus), il se trouve généralement toujours quelque part au voisinage de la moitié de la distance focale de l'objectif devant le capteur. Avec un objectif qui utilise une conception rétrofocus, il est généralement encore plus avancé que la moitié de la distance focale du capteur.
Michael C

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Vitesse de l'objectif

Étant donné que (pour un exemple) Canon a construit un objectif 50 mm f / 0,95 pour une variante de la monture M39, qui avait une gorge de 39 mm, et qui reste l'un des objectifs conventionnels les plus rapides 1 tous construits pour un appareil photo 35 mm, je doute que le diamètre de la gorge est particulièrement pertinent pour la construction de lentilles qui sont tout simplement extrêmement rapides.

Capteur numérique

Cela nous laisse chercher d'autres raisons de le faire. L'évident serait d'éviter un problème que certains ont vu lors du montage d'objectifs plus anciens (en particulier des objectifs grand angle) sur des corps sans miroir. Avec un objectif grand angle (non rétrofocal), la lumière peut se déplacer à un angle d'incidence assez raide lorsqu'elle atteint les bords ou (en particulier) les coins du capteur.

Une gorge plus large laisse place à une lentille qui n'a pas besoin de projeter à un angle aussi raide pour couvrir les coins du capteur.

Lorsque la lumière se déplace sous un angle raide, vous vous attendez généralement à voir plus de vignettage, et dans les cas extrêmes, vous pouvez obtenir un effet arc-en-ciel assez étrange vers les coins.

La microlentille devant un capteur n'est pas corrigée pour des choses comme l'aberration chromatique. Normalement, il n'y a ni besoin ni point, car toute la lumière détectée par un seul capteur est traitée comme ayant une seule couleur de toute façon. Cependant, avec la lumière à un angle d'incidence abrupt, vous pouvez rencontrer un problème: seule une gamme assez étroite de couleurs de lumière est correctement réfractée pour bien atteindre le capteur.

entrez la description de l'image ici

Avec une gorge plus large, la lentille peut être conçue de sorte que la lumière se déplace (plus près) perpendiculairement au capteur lorsqu'elle quitte l'arrière de la lentille, empêchant ce problème de se produire (ou du moins réduisant le point d'insignifiance).


  1. Leica a construit un objectif avec un indice f / stop efficace plus élevé, mais il a utilisé une amplification électronique de la lumière, de sorte que l'optique réelle n'était pas aussi rapide que l'indice effectif (et je ne pense pas qu'ils étaient aussi rapides que Canon f / 0.95 non plus).

"... puisqu'un seul capteur détecte bien une seule couleur de lumière de toute façon ..." Pas vrai. Pas vrai du tout. Aucun masque Bayer n'utilise de filtres durs qui éliminent complètement les longueurs d'onde de la lumière ne se trouvant pas dans la plage de ce canal de couleur. Ils réduisent simplement la sensibilité aux autres longueurs d'onde de la même manière que les filtres de couleur ont rendu les objets qui reflètent les autres couleurs plus sombres dans les photos noir et blanc. Mais une partie de cette autre lumière traverse toujours chacun des trois filtres de couleur utilisés pour les masques Bayer.
Michael C

@MichaelClark: Bien sûr. Même le filtre H-beta d'un astronome n'admet pas une seule couleur de lumière. Dans un cas typique, il admet toute la vaste gamme de longueurs d'onde entre 475 et 480 nanomètres (ou plus). Mais bon, pourquoi avoir une écriture compréhensible, alors qu'au lieu de cela, vous pouvez inclure toutes sortes de détails qui ne sont pas du tout pertinents pour la question posée?
Jerry Coffin

Le fait est que certaines de toutes les longueurs d'onde de la lumière visible traversent les trois couleurs utilisées dans un masque Bayer. Chaque capteur d'un capteur masqué Bayer est quelque peu sensible à toutes les couleurs visibles, pas "... une seule couleur de lumière de toute façon".
Michael C
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