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Warum sind Kameraobjektive so groß und schwer?

Die spiegellose Kamerarevolution sollteKleinere, leichtere Kameraausrüstung, aber in Wirklichkeit haben die Kamerahersteller gerade die Gelegenheit genutzt, größere, bessere Objektive herzustellen. Das Warum hängt von der Physik der Linsen ab.

Das Manipulieren der Brennweite ist kompliziert

Die Brennweite eines Objektivs - die wir uns angesehen habenVorher in der Tiefe - ist der Abstand zwischen dem hinteren Knotenpunkt und dem Brennpunkt. Bei einer einfachen konvexen Linse ist dies der Abstand zwischen der Mitte der Linse und dem Brennpunkt. Kein Kameraobjektiv ist jedoch ein einfaches konvexes Objektiv. Dies sind alles "zusammengesetzte Linsen", die aus einer Kombination einzelner Linsen bestehen, die als "Linsenelemente" bezeichnet werden.

Kameras haben also eine "Flanschbrennweite"der Abstand zwischen Objektivanschluss und Sensor. Bei den DSLRs von Canon sind es beispielsweise 44 mm. Das Problem für Kamerahersteller ist, dass die Manipulation der Brennweite kompliziert ist und im Allgemeinen das Hinzufügen von mehr Linsenelementen erfordert, die die Dinge größer und schwerer machen. Der Grund, warum das 40-mm-EF-Objektiv von Canon das kleinste ist, liegt darin, dass es so genau zur Brennweite des Flansches passt und daher nur sehr wenige Objektivelemente benötigt.

Je weiter Sie sich vom Flanschfokus entfernenAbstand, in beide Richtungen, je größer ein Objektiv sein wird. Ein 600-mm-Objektiv muss nicht 60 cm lang sein, aber damit es nicht 60 cm lang ist - was bei einem einfachen konvexen Objektiv der Fall wäre -, ist das optische Design kompliziert. Das Gleiche gilt für ein 11-mm-Fischaugenobjektiv.

Es gibt einen kleinen Sweetspot zwischen etwa 24 mmund 50 mm, wo es möglich ist, Objektive herzustellen, die nicht so groß sind, aber für alles andere ist die Optik zur Manipulation der Brennweite ein erhebliches Hindernis für die Miniaturisierung.

Die Blende ist eine harte Grenze

Die Blende ist eine Funktion der Brennweite. Wenn wir über f / 5.6 sprechen, sagen wir, dass die Objektivblende für die durch 5.6 geteilte Brennweite offen ist. Zum Beispiel hat eine Blende von 50 mm bei 1: 2 eine Blendenöffnung von 25 mm; Bei Blende 8 ist die Blende auf 6,25 mm geöffnet.

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Während dies für Weitwinkelobjektive kein Problem darstellt,es wird sehr schnell ein Problem für schnelle Teleobjektive. Nehmen Sie die unglaublich beliebte Canon 70-200 f / 2.8: Bei 70 mm ist die Blende 25 mm breit, bei 200 mm sind es 71,5 mm. Dies bedeutet, dass bei unendlich dünnen Materialien die minimal mögliche Größe des vorderen Elements des Objektivs etwa 72 mm beträgt - in Wirklichkeit 88,8 mm - und es gibt einfach keine Möglichkeit, es kleiner zu machen.

Egal, was Canon - oder Nikon oder Sony - möchte, sie können physisch kein 200-mm-1: 2,8-Objektiv mit einem Frontelement herstellen, das kleiner als 80 mm ist. Die Gesetze der Physik rühren sich nicht.

Technische Entwicklungen sind ein Thema

Viele alte Objektive waren einfach nicht sehr gut. Sie hatten Charme, aber der Autofokus war ausgeschaltet, es gab regelmäßig starke Vignettierungen oder Verzerrungen und das Bild war nicht über den gesamten Rahmen scharf. Moderne Linsen haben viele dieser Probleme gelöst, indem sie mehr Linsenelemente hinzugefügt haben, was natürlich auch mehr Größe und Gewicht mit sich bringt.

Ebenso tragen moderne Entwicklungen wie die leistungsstarke Bildstabilisierung noch mehr zum Gewicht bereits schwerer Objektive bei.

Vergessen wir nicht die Zoom-Objektive. Ein erstklassiges Objektiv ist (fast) immer kleiner und leichter als ein Zoomobjektiv, das die gleiche Brennweite abdeckt, weil es viel einfacher ist. Zoom-Objektive nehmen, wie Sie erraten haben, mehr Linsenelemente und bewegliche Teile auf.

Wirklich, Physik ist das Problem

Worauf es ankommt, ist, dass die Gesetze der Physik nerven.

Die Optik ist ein gut untersuchtes und kompliziertes Gebiet. Um das Licht so zu manipulieren, dass weit entfernte Objekte näher oder nahe Objekte weiter entfernt erscheinen, während der Hintergrund unscharf wird oder alles scharfgestellt bleibt und eine hohe Bildqualität erhalten bleibt, sind nur große, schwere Linsen erforderlich.

Der Traum von immer kleiner werdenden Profikameras ist vorerst nur der Traum.

Bildnachweis: l g h t p o e t / Shuterstock, LeonRW