Quelle est la particularité des objectifs avec un nombre f <1?

Parlant de lentilles rapides , Wikipédia mentionne

Nikon TV-Nikkor 35mm f / 0.9-L'objectif Nikon le plus rapide jamais conçu

Pourquoi, par exemple, les objectifs f / 0,5 n'existent-ils pas?

Y a-t-il une construction spéciale qui entre en jeu pour un objectif f / 0.9?

Plus une ouverture maximale est large, plus les aberrations optiques courantes auront tendance à être (compte tenu d'un objectif "simple"). Des éléments d'objectif supplémentaires sont nécessaires pour atténuer l'aberration chromatique (qui peut devenir assez horrible à des ouvertures plus larges que f / 2), corriger les distorsions (pour maintenir le comportement rectiligne et minimiser les effets de distorsion), corriger l'aberration sphérique et les changements de mise au point qui en résultent (ou, laissez l'aberration sphérique dedans et corrigez le décalage de mise au point avec une intelligence électronique supplémentaire), etc.

Il convient également de noter qu'un f / # plus grand doit maintenir le rapport de lumière autorisé avec d'autres lentilles similaires. Un objectif f / 0,9 doit permettre 1,5 arrêts supplémentaires (plus de 2 fois plus de lumière) qu'un objectif f / 1,4, et la taille physique de l'ouverture pour y parvenir nécessite souvent un diamètre de barillet de l'objectif plus grand. L'augmentation du diamètre du canon nécessite, à tout le moins, un élément avant plus grand, ce qui peut rapidement augmenter le coût d'une lentille. Un objectif f / 0,5 doit laisser passer près de 3 fois plus de lumière qu'un objectif f / 1,4 (un volume de lumière 8 fois plus important) et nécessite une ouverture physique qui a un diamètre 2,8 fois plus grand. Notez qu'il est important de se rappeler que la taille de l'ouverture physique calculée à partir de l'ouverture relative est uniquement vue à travers l'élément de lentille avant(ce qui tend à grossir un peu les entrailles.) La vraie taille physique de l'ouverture n'est généralement pas aussi grande, cependant les objectifs avec des ouvertures maximales particulièrement grandes au-delà de f / 1 nécessitent généralement un barillet d'objectif volumineux. Il est possible de corriger une ouverture plus grande que la monture avec plus d'optiques ... mais c'est en partie là que le coût supplémentaire des ouvertures plus larges entre en jeu.

Combinés à la nécessité de corriger les effets croissants des aberrations optiques, les lentilles plus rapides nécessitent des éléments plus grands, plus de verre, dans plus de groupes, avec plus de groupes mobiles, pour obtenir une qualité utilisable à grandes ouvertures. Cela représente un coût énorme, nécessitant des prix hors de prix pour la plupart des photographes. Quand il s'agit d'un fabricant comme Zeiss, la création d'un objectif f / 0,7 (l'objectif d'appareil photo le plus rapide au monde, pour autant que je sache), c'est probablement plus une chose de prestige qu'un faiseur d'argent ... le meilleur objectif fabricant sur terre ferait mieux d'avoir les meilleurs verres dans tous les cas, non? ;)

(Il s'avère que Zeiss le fait à peu près, compte tenu de leur superbe optique, et entre avoir l'objectif 50 mm f / 0,7 le plus rapide et le téléobjectif le plus long et le plus clair avec leur objectif Apo Sonnar T * 1700 mm f / 4 ... et croyez-moi, un 1700 mm f / 4 est presque aussi fou qu'un 50 mm f / 0,7 ... c'est une tonne de lumière pour une si longue distance focale!)

Il existe des lentilles plus rapides que f / 1.0, mais les prix montent en flèche une fois que vous êtes en dessous de 1.0, car vous êtes proche de la limite à laquelle le verre peut réellement plier la lumière entrante! Les tolérances deviennent très serrées et la fabrication est chère. La limite est d'environ f / 0,5 pour le verre (qui a un indice de réfraction de 1,5) pour aller plus vite, vous auriez besoin d'utiliser un matériau plus exotique comme le quartz ou le saphir, ce qui pousse le coût encore plus loin. J'ai lu une fois un fil en ligne où quelqu'un a calculé que vous pourriez faire un objectif f / 0,25 mais il faudrait qu'il soit entièrement construit en diamant ...

Il faudrait avoir une très bonne raison pour aller plus vite, "pour prendre de meilleures photos à l'intérieur sans flash" ne suffit pas. Ça doit être quelque chose comme "Je vais marcher sur la surface de la lune pour la toute première fois" ...

L'objectif le plus rapide dont j'ai jamais entendu parler était f / 0,55, près de deux arrêts plus rapide que le légendaire f / 1,0 de Canon! Ils sont utilisés pour la gravure lithographique de tranches de silicium et l'ouverture est nécessaire pour éviter la diffraction limitant la résolution. Le même effet qui provoque des images douces avec des reflex numériques à f / 16 commence à se produire à des ouvertures de plus en plus larges lorsque vous essayez d'extraire plus de détails.

D'autres ont déjà mentionné le coût, et ils ont raison.

Un autre qui est probablement plus significatif pour la plupart des objectifs pratiques est que votre profondeur de champ s'évaporerait presque du tout. Par exemple, considérons une prise de vue avec un objectif de 50 mm à environ 3 pieds de distance - un type de prise de vue tête / épaules plus ou moins typique. A f / 1.0, votre PdC est déjà jusqu'à 3/4 ^ths de pouce. A f / 0,5, il serait environ 3/8 ^ths de pouce - si, par exemple, vous concentrer sur les cils de quelqu'un, l'œil lui - même serait sensiblement floue (ou vice versa).

Je suppose que si votre ambition principale est de prendre des photos de tampons sous verre la nuit, le DoF minimal ne serait pas un problème - mais pour la plupart des sujets, bien l'utiliser serait difficile.

Il existe un objectif Zeiss appelé "Carl Zeiss Super-Q-Gigantar 0,33 / 40 mm". Oui, il a une ouverture maximale de f / 0,33 et est donc l'objectif le plus rapide jamais conçu.

Elle est actuellement en vente aux enchères à Westlicht-Auction. Puisque je ne sais pas si je suis autorisé à créer un lien vers une telle page, voici la description:

Carl Zeiss Super-Q-Gigantar 0,33 / 40 mm (vers 1960) Il s'agit de l'objectif le plus rapide au monde jamais conçu, pour Contarex Bullseye. Lentille unique fabriquée par Carl Zeiss à des fins de relations publiques - ex Barringer Collection.

Je ne sais pas vraiment si ce monstre a déjà produit des images, car il n'y a tout simplement pas d'échantillons autour. Tout le monde semblait faire des photos de l'objectif, mais pas avec :-)

Image du Super-Q-Gigantar

Vous savez, j'allais discuter de la monture d'objectif, puis j'ai réalisé que j'avais un 200 mm f / 2,8 et l'ouverture sur celui-ci est de 71,4 mm, ce qui est plus grand que l'ouverture de mon appareil photo. Donc, je la seule raison à laquelle je peux penser est le coût ...

Pour obtenir les avantages d'une ouverture plus large que le diamètre de montage, le fabricant doit faire un travail supplémentaire avec les éléments arrière et cela coûtera. Cela devient une analyse coûts-avantages car ils ne dépenseront pas l'effort sur un objectif qui coûtera alors tellement que presque personne ne l'achètera (cela arrive de temps en temps, Google l'objectif Canon 5200mm). Ils doivent demander, qu'est-ce que la lumière supplémentaire donne vraiment sur un objectif donné? Je pense que, pour la plupart, une fois que vous êtes dans le rapport 1: 1 de l'ouverture à la distance focale, la réponse n'est pas beaucoup, ou du moins pas assez pour justifier.

Quant à la façon dont ils peuvent tirer profit d'une ouverture plus grande que la monture, eh bien, je ne suis pas un physicien ou un fabricant d'objectifs ... Je laisserai cela aux gens plus intelligents que moi. Remarquez, je soupçonne qu'il y a une limite à la taille d'une ouverture que vous pouvez obtenir pour une distance focale donnée, peu importe, mais comment y arriver, je ne sais pas.