作者Furch (呼噜噜)
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标题Re: [闲聊] 有关大三元
时间Wed Apr 2 03:05:40 2014
※ 引述《ds1441 (wildfire)》之铭言:
: 通常有些镜头文我们不是常常听到发文者说,
: 『我都只用最大光圈在拍』
: 『买了大光圈定焦镜不开最大光圈就没意义了』
: 确实我觉得这麽说也满有道理的,
: 然後有次我拆坏一颗手动镜,
: 卡榫松了就真的只剩下最大光圈,
: 内部构造除了镜片外就是一堆金属零件,
: 很多重量跟体积都浪费在这个缩放光圈叶片的机构,
: 像变焦镜要符合焦长的比值,
: 所以光圈叶片不能固定尺寸,
: 但缩小范围总是可以,
: 比如f2~f4,最大最小都这个数值,
: 省去那些机械构造,
: 只要价钱便宜,
: 我觉得应该很多人会买吧,
这个部分不大苟同。
我大概拆过并维修至少二三十颗镜头,自动对焦手动对焦皆有,AF居多,
大概也算是个键盘拆镜玩家XD
我不知道你是拆哪一颗镜头,因为以现代镜的结构来看,
光圈机构真的只是很小的一部分而已,
--就你提到的体积与重量的原则来说。
为什麽要说现代镜?
绝大多数的现代镜都在机身内加入许多电子元件,
包含光学防手震 自动对焦马达 对焦系统 变焦设计 或甚至是电子光圈机构,
虽然许多机械结构已经大幅电子化,但体积上的妥协仍无可避免,
光学防手震就是一个例子。
不过即便如此,电子化的现代镜在体积上仍然没有甚麽优势,
这之间的因素当然有很多,变焦的设计,光学上的考量,乃至於电路上的安排...
光圈设计虽然也有耗用一些空间,不过绝对不属於主因。
更多体积是耗费在 变焦&对焦设计 以及 注重整体画质 这两项因素。
以变焦镜而言,光要达到复杂的浮动镜组移动与内对焦系统,
就需要耗费很多的体积来达成这项设计。
如果你拆的是变焦镜,应该会发现里面有一层一层的导轨套筒,
负责控制变焦或对焦时的镜组移动,
而在转动变焦环的时候,可能同时就有三组(或更多)镜组各自采用不同的移动方式,
这是很常见的情形,若再考量某些较特殊的对焦系统,
镜头内的导轨套筒就不知道要几层去了。
http://ppt.cc/8jMW
Zeiss Touit公布了许多剖面图,32mm f/1.8是其中之一,
除了表示用料紮实,也显示出镜组的设计多麽复杂,
何况这还只是无反光镜相机所使用的高度电子化镜头,
若换成是传统变焦镜,复杂程度绝对是有增无减。
至於着重整体画质这点,最明显的就是与手动老镜与旧AF镜,
这些镜头都有口径较小的状况(当然是跟现代镜比),
说明在光学的限制下,许多镜头并不一定只能设计成大口径。
用实例以及理论来说明会比较清楚,
以下按照光圈公式,来检验旧AF镜与手动镜的口径大小。
: 焦段/光圈=镜头所需最小口径
Minolta AF 100-200 f/4.5 口径49mm
望远端200mm,除以4.5,得44.44mm,因此口径49mm可说是接近光学上的限制。
Minolta AF 80-200 f/2.8G 口径72mm
望远端200mm,除以2.8,得71.43mm,非常逼近镜头口径72mm,
这个例子更是将镜头口径缩减到光学上的极限。
(後来的70-200 f/2.8G 就改成77mm)
再来看手动镜系列,Nikkor不论有AI无AI,
24 28 35 50 85mm 口径全都清一色52mm,
就连105mm f/2.5 (阿富汗少女XD) 也是52mm,
以现代镜的角度来看可谓不可思议XD
不过以公式估计,105mm/2.5,得出42mm,距离52mm仍绰绰有余,
而135mm f/2.8,依照公式也可得48.21mm,采用52mm或55mm的口径都尚称足够。
这些类似焦段的镜头在电子化之後,口径皆普遍增大,
如果只是增加电子结构,并不需要加大前玉口径,
但事实上,62 67 72 77mm口径的变焦镜比比皆是,
可以说明这样的改变主要源自於整体画质考量。
上述小口径的"习惯",在进入自动镜时代之後也普遍被扬弃,
种种原因如前所述,有许多因素造成,但光圈设计并不是体积长大的因素之一。
例如Sony以及Nikon在自动镜时代,
仍保留了一些与AF旧镜/手动老镜几乎相同的机械式光圈结构,
光圈机构近似,但相较老镜,现代镜体积却大幅增加,
足以说明光圈结构并非体积增长的主因。
我手边目前只有这几张图可以说明,如果你需要其他的我再拍XD
这是光圈的机构之一
(当然还有连杆那堆结构,这只是示意)
https://www.flickr.com/photos/41235257@N07/5640533011/in/set-72157626422057315
这是完整的镜组结构
https://www.flickr.com/photos/41235257@N07/5641105312/in/set-72157626422057315
可以看到复杂的镜筒结构占去了大多数的体积。
这张图的光圈结构会给人一种 "为了容纳光圈缩放叶片,让中玉无法做大阿!"的想法
这也是种错觉,那是因为镜组镜片不可能全部采用等径镜片,
一定有大有小,而光圈经常设计在中玉最小镜片附近,
镜头的光学设计自然会去克服这点,
否则用Lomography Petzval的档片机构就可以了XD
与 "光圈机构限制镜头体积" 相对的,
较令人讶异的事实是,不少变焦镜头都在最大光圈上保留实力,
白话一点的意思是,一些变焦镜头封印了广角最大光圈,尤以标准变焦镜最明显。
举例来说,Nikon 24-70 f/2.8,转到24mm和70mm比较,
从镜头前玉看进去,你会很明显发现70mm光圈叶片是最大的,
但24mm广角端光圈没有开到最大,仍然可以看到一瓣瓣的光圈叶片。
这之间的考量可能是光路设计,或是恒定光圈考量,
一味将光圈开大,并不见得有多大意义,因此说封印可能也不太恰当。
其实,如果真的要缩减镜头体积,一项可行的道路反而是走回头路,
镜头纯负责纯光学,而把电子系统通通交给机身来做。
没有镜身马达,没有光学防手震,而以机身马达和机身防震来弥补。
例如Minolta一代AF镜 100mm f/2.0,没有马达,没有防震,机械光圈结构,
口径55mm,长度75.5mm,以这个焦段而言体积非常精简,而且它还是全幅镜。
(当然,这一部份也是因为它的对焦设计比较传统)
不过历史上的趋势已经说明,这种想法是行不通的,
无论是光学防手震取景上的优势与安定感,
或是UltraSonic/SSM/HSM的对焦优势,都显示在镜头上加入更多的电子元件,
都明显有助性能提升,也昭告着现代镜体积较为庞大的宿命。
回到一开始楼主所提到的问题,凡是三元镜,为何各大厂皆以f/2.8画地自限?
光学以及机械上的设计固然是原因之一,
但更明显的,是因为这已经成为各厂商间相互默认的技术规格,
与之类似的,如同FF和APS-C镜头焦段,大多是24 28 35 50mm...
你几乎不会看到25mm 33mm 这种奇怪的焦段。
至於光学上的限制,如前面所提,光圈数值与镜头口径成正比
(或称光圈数字与镜头口径成反比),
当光圈较大,要再往上加一级的时候,口径会无可避免的暴增。
举例来说,
200mm f/4.0,光学极限是平易近人的50mm口径,
200mm f/2.8,理论最小口径增加为71.42mm,
200mm f/2.0,口径是令人咋舌的100mm,
想像一下70-200 f/2.0,口径100mm以上是怎生一番光景,
光空气切割镜就那样..XD
另一条路可以期待的是APS-C M4/3等较小片幅的小型化,
因为片幅较小,所需的实体焦段较短,口径因而较小。
不过就目前的镜头配置来看,所能缩减的体积仍然有限,
除非光学上的技术有突破性的改变,否则一定的物理限制仍然存在。
相机的发展必有所本,要在变焦与对焦机构上精简体积,
以目前电子化的技术仍没有较经济的做法,
况且高阶镜头大多重视耐用度与可靠度,
机械结构反而更加粗勇,也加更不利镜头小型化。
(除非有甚麽超屌的微型步进滑轨,或是油压变焦之类杀小的技术XD)
综合这些因素,也因此"规范"了三元镜的既有规格,似乎也是件合理的意料中事。
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1F:→ vivianwang:想到廖文强推荐的捷克手工吉他厂牌 04/02 03:09
2F:→ Furch:楼上专业XD 04/02 03:11
3F:推 bennylie:推分享,我觉得光圈还是占了一定的体积跟重量比,没有科学 04/02 03:37
4F:推 cory8249:专业推 04/02 03:38
5F:→ bennylie:理论,但端看恒定光圈的价位,体积,重量,都>非恒定来推测. 04/02 03:39
6F:→ bennylie:目前也还没看到过恒定的饼乾出现,应该是技术上有无法缩小 04/02 03:41
7F:→ bennylie:的困难,给我恒定F4的饼乾XD.(for M43) 04/02 03:42
8F:推 atropos:基本上同意你的看法,拿掉光圈真的意义不大 04/02 07:05
9F:→ atropos:不过提醒一下,光圈值的定义是焦距/"入射瞳" 04/02 07:06
10F:→ atropos:不是镜头外观上的口径,还是有些误差 04/02 07:06
感谢指正:)
11F:推 Hinoki:推荐这篇文章 04/02 07:46
12F:推 diamondX:专业有推 04/02 07:50
13F:推 bluenight915:好文推上天 04/02 07:54
14F:推 waterspinach:长知识推~~ 04/02 08:01
15F:推 carl3104:推 也拆过镜头 套筒机构真的占了绝大部分镜头空间 04/02 08:47
16F:推 RF91:长知识~ 04/02 08:49
17F:推 rjhowmanyo:有点专业:-) 04/02 09:16
18F:推 hiho:数位镜有直射光的问题吧~传统底片没有所以口径才能缩那麽小 04/02 09:23
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21F:推 donatello:长知识推~ 其实大部份焦距变长时 最大孔径都会跟着变大 04/02 10:26
22F:→ donatello:18-200 F3.5-5.6 用200mmF5.6时的孔径 18mm的F值是0.5 04/02 10:27
23F:推 attdave:哇 这篇好棒 04/02 10:32
24F:→ ds1441:我知道你想秀这些的苦心,但已省体积重量为主还是很多做法 04/02 12:02
25F:→ ds1441:18-55也是什麽都有阿,不是吗,它好像没有被你讲得这麽重 04/02 12:03
26F:推 shisa:打了七页被说想秀www 原PO辛苦了! 04/02 13:48
27F:推 richang:专业 04/02 13:56
28F:推 IloveBlack2:拿1855出来的意义是..... 04/02 13:58
29F:推 a543838538:太专业了!!! 04/02 14:46
30F:→ PlayStation3:超专业 04/02 17:03
也不是这麽说啦..Kit镜的确是一个很好的例子,
近年来Kit镜的确是往特殊的方向来精简体积,
主要是在收纳时,缩减各镜组之间的空间,达到较小的收纳体积。
具体的例子有:
Nikon 18-55二代新Kit、
Sony E 16-50PZ(Nex 新Kit)
Panasonic 12-32(GM1 Kit)
都是在收纳时妥善缩减了镜组间的空间,
在拍摄时才伸展为工作长度。
不过这篇原本讨论的不是三元镜吗XD?
若以Kit镜缩减体积的想法来看各大厂的大小三元,
观察镜头剖面图就可以看出Kit镜和三元镜的不同之处,
三元镜动辄10枚以上的镜片和镜组,实在很难腾出什麽伸缩空间,
反观Kit结构简单,内部空空… 这之间的差异,
固然光学设计是主因,但成本考量、对焦设计,也造就了两者的不同之处。
※ 编辑: Furch (60.251.72.67), 04/02/2014 17:27:02
31F:推 canandmap:推专业解说! 04/02 19:50
32F:推 internal:专业!! 感谢分享 04/02 22:27
33F:推 ohlong:快推文 不然人家会知道我看不懂 04/05 08:39