Quelles sont les ouvertures minimales et maximales théoriques?

Existe-t-il une ouverture maximale à laquelle un objectif peut être ouvert? Qu'en est-il d'une ouverture minimale à laquelle il peut être fermé? Ces concepts ont-ils même un sens? Y a-t-il un objectif avec l'ouverture la plus étroite du monde? Y en a-t-il un avec le plus large?

Une ouverture pourrait être fermée, ce qui est en fait un nombre infiniment grand de f-stop car aucune lumière ne passe. Le plus rapide possible (le plus petit nombre f) est un peu plus difficile. La vitesse d'un objectif est limitée par le rapport de la pupille d'entrée à la distance focale de l'objectif. Plus la distance focale est longue, plus la pupille d'entrée doit être grande. En théorie, vous pourriez en faire un très très grand, mais finalement la quantité de verre le rendra si vous perdriez physiquement plus de lumière que vous n'en gagniez.

Le «record» pour l'objectif le plus rapide est sans doute le f / .33 Super-Q-Gigantar 40 mm, mais ce n'était vraiment qu'un gadget marketing et un seul n'a jamais été créé. Ce n'est pas réellement fonctionnel. Il existe un objectif fonctionnel f / .7 dont 10 ont été fabriqués. Six ont été achetés par la Nasa, Carl Zeiss en a gardé un pour lui et 3 d'entre eux ont été achetés par Stanley Kubrick et utilisés dans le film Barry Lyndon.

En théorie, il devrait être possible de concevoir des lentilles plus rapidement que cela, mais le coût et les avantages n'en valent tout simplement pas la peine. Les lentilles deviennent trop coûteuses et complexes et n'offrent aucun avantage significatif pour l'effort car la difficulté augmente plus rapidement qu'exponentiellement. (Étant donné que chaque f / stop nécessite un doublement de la taille et les problèmes physiques rendent plus de deux fois plus compliqué pour chaque f-stop supplémentaire.)

La physique joue un rôle dans la réponse à votre question et cette information existe. Les bases de cette discussion liée sont que l'indice de réfraction du matériau de la lentille affectera l'ouverture maximale que vous pouvez atteindre, donc pour du verre pur qui a un indice de réfraction de 1,5, l'ouverture maximale serait de f / 0,5 ou environ. De meilleures substances, telles que les diamants, avec un indice de réfraction de 2,417 peuvent vous donner une ouverture de f / 0,235 avec un coût de propriété fou correspondant (considérez combien coûte une lentille de diamant pur). L' équation du cristalliniste est la base des chiffres.

En ce qui concerne l'ouverture minimale, vous pouvez essentiellement en arriver à ce qui équivaut à un trou de taille atomique, suffisamment grand pour qu'un photon passe à travers, mais c'est inutile pour, eh bien, n'importe quoi. Pour de nombreux objectifs, se déplacer vers f / 11 ou plus entraîne une perte de netteté en fonction de la diffraction, donc f / 32 est le point de sortie maximal pour les objectifs 35 mm, bien qu'ils puissent devenir plus petits pour les grands formats et faire donc. Les verres sténopés sont souvent dans la plage la plus petite, autant que f / 177 (Lensbaby en a un comme ça). Pourtant, même si l'optique était parfaitement capable de gérer quelque chose comme ça, considérez ce que l'ISO et les vitesses d'obturation devraient être pour obtenir une image, donc à un moment donné, la valeur de ceci est à peu près zéro à moins que vous ne soyez flou résumés.

Il existe de nombreux termes liés à l'ouverture, mais prenons le plus intéressant pour nous: après wikipedia : "l'ouverture angulaire N d'un objectif est exprimée par le nombre f, écrit f /, qui est le rapport de la distance focale f à la diamètre de la pupille d'entrée D: "

N = f / D

Ainsi, l'ouverture minimale est simple: il suffit de fermer le trou et d'avoir une ouverture de zéro (f / ∞).

Mais vous pouvez assez facilement descendre en dessous de f / 1 magique par la conception intelligente. Pas besoin de lentilles en diamant, comme l'explique grandement John Cavan. Vous pouvez simplement saisir beaucoup de lumière avec l'élément avant aussi grand que vous le souhaitez (D) et le presser sur l'image considérée (qui concerne la distance focale).

Dans le monde d'aujourd'hui, vous pouvez rencontrer cet effet en utilisant par exemple le convertisseur Metabones T Speed ​​Booster 0,64 ou 0,71. Il multiplie la distance focale de votre objectif par le nombre spécifié. Donc, si vous obtenez le bel objectif Leica Noctilux f = 50 mm f / 0,9 après avoir utilisé le convertisseur Metabones 0,64, vous obtenez le f = 50 mm * 0,64 = 32 mm. La pupille d'entrée (ainsi que f) est proportionnelle à la taille du capteur d à un angle de vue donné . Nous déplaçons donc notre objectif + convertisseur vers un appareil photo avec d = 35 mm * 0,64, ce qui donne ~ 23 mm (capteur plus long) - cela semble être un système de micro quatre tiers! Sur ce système, notre f revient à 50 mm, mais D est également multiplié par 0,64, nous avons donc = f / (0,9 * 0,64) = f / 0,576 .

C'était donc le problème, demandez-vous? Bien sûr, le convertisseur n'est pas une baguette magique. Il serre la lumière disponible sur un cercle d'image plus petit, de sorte que vous ne pouvez utiliser votre Leica que sur des caméras micro quatre tiers. Et le jeu d'objectifs ajouté affecte la qualité de l'image, mais c'est une autre histoire :)

Cet effet est également expliqué dans le didacticiel sur les objectifs cambridgeincolor