¿Un diámetro de montura grande realmente permite ventajas de diseño para lentes de gran apertura?

Para mantener la conversación simple, concéntrese solo en el diseño de lente nativa para la montura.

Entonces, con el reciente anuncio sin espejo de Nikon, Nikon ha estado promocionando la montura más grande. No soy un experto en esta área, así que me preguntaba si alguien me ayudaría a entender este tema.

Nikon indicó que la montura más grande está allí para que la lente se pueda hacer más rápido. Sony no está de acuerdo. Basado en productos del pasado, como el actual canon 50mm 1.2 de la serie L, parece que la declaración de Nikon es falsa.

Así que ese es el lado del argumento. No entiendo lo suficiente en este asunto para averiguar quién tiene razón y quién está engañando.

¿Alguien con suficiente comprensión explicaría quién está equivocado y quién tiene razón, y si hay un beneficio real / área de tener una montura más grande cuando se trata de obtener más luces para el sensor a través de una lente más rápida?

Lente de control. 85 mm f / 1.0.

¿Tener una montura más grande significa que el diseño de esta lente podría ser menos complicado en comparación con el diseño de la misma lente en una montura más pequeña? Y si el diseño de la lente es menos complicado, ese costo medio también puede reducirse.

Primero: Sony no necesariamente está en desacuerdo con la afirmación de Nikon. Es solo que Sony diseñó su montura 'E' con un diámetro de garganta de 46.1 milímetros en un momento en que parecía que sería una montura APS-C solo para la serie NEX de ILC compactas sin espejo.

Más tarde, Sony tomó la decisión de trasladarse a territorio de fotograma completo utilizando el soporte 'E' totalmente electrónico, en lugar de utilizar el soporte 'A' mecánico existente que databa de las cámaras de película Minolta o crear otro soporte nuevo para su Cámaras sin espejo FF. El diámetro de garganta de 46.1 mm del soporte 'E' es lo suficientemente grande como para acomodar la diagonal de 43.27 mm de un sensor FF de 36x24 mm.

Segundo: la montura totalmente electrónica Canon EOS 'EF', presentada en 1987, tiene un diámetro de garganta de 54 mm. La existencia de una lente de 50 mm f / 1.2 en la montura EF de Canon con su diámetro de garganta de 54 mm no hace nada para refutar la afirmación de Nikon de que su nueva montura 'Z' de 55 mm de ancho permite un mejor diseño de lente que su montura 'F' anterior, que tenía un diámetro de garganta estrecha de solo 44 mm.

Básicamente, desde 1987, cuando Canon introdujo la montura 'EF' con una distancia de registro de 44 mm y un diámetro de garganta de 54 mm, Nikon ha sido técnicamente limitado para que coincida con algunos de los diseños de lentes de Canon debido a su propia distancia de registro de 46.5 mm y un diámetro de garganta de 44 mm más estrecho .² Del mismo modo, con la introducción de la montura 'E' de Sony en 2010 y su aplicación a las cámaras FF con la introducción de la serie de cámaras Sony α7 a finales de 2013, las cámaras Nikon 'F' (y las cámaras Canon EOS también ) estaban en desventaja con respecto al diseño de lentes de gran angular y apertura muy amplia que pueden aprovechar la distancia de registro más corta para simplificar el diseño, reducir el tamaño / peso y combinar o mejorar el rendimiento de la lente en un paquete más pequeño.

Nikon está promocionando el diámetro de garganta más nuevo y la distancia de registro mucho más corta del soporte 'Z' porque es un milímetro más ancho que el soporte Canon EF desde que se introdujo en 1987 y dos milímetros más corto que el soporte Sony 'E' desde que se introdujo en 2010. También es 11 mm más ancho y 30.5 mm más corto que su propio soporte 'F'.

Para lentes de distancia focal más corta con aberturas más anchas, un diámetro de garganta más grande permite pupilas de salida más grandes. Una distancia de registro más corta permite distancias focales más cortas sin necesidad de recurrir a un diseño de retrofocus complejo para hacer lentes con distancias focales más cortas que la distancia de registro. Ambos factores combinados significan que los elementos de lentes traseros más grandes se pueden colocar más cerca del sensor de imágenes. Esto permite diseños de lentes que no son posibles utilizando diámetros de garganta más estrechos ubicados a mayores distancias del plano de imagen de la cámara.

Lente de control. 85 mm f / 1.0

Con una lente de distancia focal de 85 mm, la diferencia entre la distancia de registro de 16 mm y 46.5 mm no es realmente un factor en absoluto porque 85 mm es considerablemente más largo que incluso la distancia de registro de 46.5 mm del soporte Nikon 'F'. Cuando uno mira, por ejemplo, lentes de 85 mm para la montura E de Sony y los compara con lentes de 85 mm con la misma apertura máxima para la montura Canon EF o la montura Nikon F, es bastante fácil ver que las lentes son aproximadamente 30 milímetros más largas para que el montaje 'E' compense la brida de montaje aproximadamente 30 milímetros más corta. Los elementos traseros de las lentes de 85 mm para la montura 'E' de Sony están unos 30 mm más empotrados en la lente.

El diámetro más ancho de la garganta es un factor, porque permite que la luz que golpea el borde del sensor de imágenes lo golpee en un ángulo más perpendicular que un diámetro de garganta más estrecho. Esto aumenta la cantidad de luz que cae sobre cada fotosite de la misma manera que cada metro cuadrado de tierra en la superficie de la Tierra recibe más luz / energía del sol cuando está alto sobre la cabeza que cuando está bajo en el horizonte. De hecho, sería aún más análogo a la cantidad de luz solar, basada en el ángulo del sol, que golpearía un cuadrado de un metro en la superficie de la Tierra con una valla sólida de 1-2 metros de alto a su alrededor, ya que los píxeles se perforan en forma típica. Los sensores ILC tienen una profundidad que generalmente excede su propio ancho.

_{Mount El soporte Minolta / Sony 'A' tenía una distancia de registro de 44.5 mm y un diámetro de garganta de 49.7 mm.}

_{² Las anteriores monturas Canon 'FL' y 'FD' tenían diámetros de garganta de 48 mm que eran 4 mm más anchos y se sentían 4 mm más cerca de la película que la montura 'F' de Nikon, lo que les daba una ligera ventaja al diseñar lentes de gran apertura en rangos de longitud focal media. Esa es una de las razones por las cuales la base de 58 mm de Nikon podría diseñarse de manera diferente a sus bases de 50 mm. La diferencia de 3.5 mm entre 46.5 mm y 50 mm no es suficiente para acomodar todos los elementos de lente necesarios para una lente de 50 mm de mayor calidad pero de diseño simple.}

Usando el pulgar y el índice en cada mano, haga un marco para el dedo y sosténgalo con los brazos extendidos.

Ahora imagine que todo su campo de visión está limitado por los límites de este marco de dedo. Cualquier cosa fuera del marco no es visible para usted.

Si desea ver un campo de visión más grande (más amplio), tiene dos opciones:

1. Mueva el marco del dedo más cerca de su ojo. De hecho, descansa el marco del dedo sobre tu frente y nariz. Aún verá los límites del marco, pero podrá ver un campo grande dentro del marco.

   Este es el análogo de pasar de la profundidad de brida > 40 mm de las DSLR a la profundidad de brida mucho más corta de 16-20 mm de las cámaras sin espejo.

2. Aumente el tamaño del marco separando las manos.
   

   Este es el análogo de aumentar el tamaño del montaje de brida.

Nikon hizo ambas cosas con su sistema de montaje en Z. Pero realmente, no tenía otra opción: Nikon tenía que hacer ambas cosas:

• Los fabricantes deben tener un sistema de cámara sin espejo viable para ser competitivos en el mercado actual de cámaras. Nikon no tenía uno antes del montaje Z.

• El sistema de montura F existente de Nikon se remonta a la década de 1950. Su garganta de 45 mm impuso restricciones en el diseño de la lente que son mucho más relajadas con la garganta de 55 mm de la montura Z.

Nikon indicó que la montura más grande está allí para que la lente se pueda hacer más rápido. Sony no está de acuerdo.

No, Sony no está en desacuerdo. Sí, el diámetro de la garganta con montura E de Sony de 46.1 mm se encuentra entre las gargantas de montura de lente MILC más pequeñas. Pero eso se debe a que inicialmente se diseñó para sensores de tamaño APS-C, con un posible ojo hacia los sensores de fotograma completo. Simplemente no diseñaron los beneficios de los diámetros de garganta grandes que podrían facilitar el diseño de lentes en el futuro, porque se centraron en los beneficios de los cuerpos de cámara pequeños en 2010.

Basado en productos del pasado, como el actual Canon 50mm 1.2 de la serie L, parece que la declaración de Nikon es falsa.

La introducción de la montura Z de Nikon acompañada de una línea de lentes poco impresionante no refutó los beneficios de un diámetro de garganta grande; simplemente muestra que, al introducir la montura y la línea de lentes inicial, no aprovecharon al máximo las posibilidades que les ofrecía su nueva montura.

El beneficio principal de un diámetro de garganta grande en un cuerpo de cámara de distancia de brida corta no está en el diseño de una lente de 85 mm ƒ / 1.0. El principal beneficio será cuando (si) desean introducir una lente rápida gran angular, quizás una 14 mm ƒ / 1.4. Las lentes gran angular, en particular, se han limitado en los cuerpos DSLR debido a la necesidad de utilizar una óptica retrofocal para lograr la corta distancia focal y el gran ángulo de visión. Ver también:

• ¿Por qué las lentes de ángulo amplio tienen aperturas relativamente pequeñas?
• ¿Por qué las lentes gran angular son mucho más caras?

El anunciado Z-mount Noct 58 mm ƒ / 0.95 de Nikon, es un ejemplo de lo que pueden hacer con el montaje ancho que no pudieron hacer con el montaje F. El campeón rápido anterior de Nikon, el 58 mm ƒ / 1.2 Noct-Nikkor, tenía un elemento trasero que fue empujado hasta el borde de su límite de bayoneta. El vidrio posterior incluso tenía un surco cortado en una porción de su circunferencia, para acomodar la palanca de enlace de apertura:

Si la garganta de la montura F hubiera sido de 55 mm en lugar de 45 mm, no es probable que hubieran producido una lente de 58 mm sustancialmente más rápido que el ƒ / 1.2 en ese momento. Pero sin duda habrían tenido espacio para colocar tanto el elemento trasero como la palanca de enlace de apertura sin tener que apretarlos.

Velocidad de la lente

Dado que (por ejemplo) Canon construyó una lente de 50 mm f / 0.95 para una variante de la montura M39, que tenía una garganta de 39 mm, y que sigue siendo una de las lentes convencionales ¹ más rápidas construidas para una cámara de 35 mm, dudo que El diámetro de la garganta es particularmente relevante para construir lentes que son simplemente extremadamente rápidos.

Sensor digital

Eso nos deja buscando otras razones para hacer esto. La obvia sería evitar un problema que algunos han visto al montar lentes más antiguas (especialmente lentes gran angular) en cuerpos sin espejo. Con una lente gran angular (no retrofocal), la luz puede viajar a un ángulo de incidencia bastante pronunciado cuando alcanza los bordes o (especialmente) las esquinas del sensor.

Una garganta más ancha deja espacio para una lente que no necesita proyectarse en un ángulo tan pronunciado para cubrir las esquinas del sensor.

Cuando la luz viaja en un ángulo pronunciado, generalmente espera ver más viñetas, y en casos extremos puede obtener un efecto de arco iris bastante extraño hacia las esquinas.

La microlente frente a un sensor no está corregida por cosas como la aberración cromática. Normalmente no hay necesidad o punto, ya que toda la luz detectada por un solo sensor se trata como si tuviera un solo color de todos modos. Sin embargo, con la luz en un ángulo de incidencia pronunciado, puede encontrarse con un problema: solo un rango bastante estrecho de colores de luz se refracta correctamente para alcanzar el sensor.

Con una garganta más ancha, la lente se puede diseñar de modo que la luz se desplace (más cerca) perpendicular al sensor cuando sale de la parte posterior de la lente, evitando que ocurra este problema (o al menos reduciendo el punto de insignificancia).

1. Leica construyó una lente con una clasificación f / stop efectiva más alta, pero utilizó amplificación de luz electrónica, por lo que la óptica real no era tan rápida como la clasificación efectiva (y no creo que fueran tan rápidos como la Canon f / 0.95 tampoco).