Bländare över 1,0 möjligt?

[Helmetrock]

Joakim: Intressant, tack för förklaringen! Gäller det bara linssystem eller spegelobjektiv också?

Varifrån kommer siffran 0,7 när det handlar om objektivet med f/0,38?

 

[Keld]

Det finns visst en fysisk begrändsning i vilket bländartal man kan uppnå.

I objektiv byggda för att användas i luft, med normala synliga ljusvåglängder och med en normal plan sensor ligger detta på ca 0.75. Detta tal gäller så länge man inte tillåter att fokusplanet får bli cylindriskt (som att göra kamerasensorn som insidan på en tennisboll...) - då kommer man ner till ca 0.5.

Refraktionslagarna sätter stopp sedan, det finns en gräns för hur mycket man kan bocka ljuset innan förlusterna närmar sig 100%.

Siffran 0.38 kommer från en av två saker; antingen UVIL (som man använder för att tillverka elektroniska kretsar, hela systemet är då nedsänkt i ett olje- eller vattenbad) eller från mikroskop som också använder ett vätskebad för substratet som man doppar hela fronten på objektivet i. 0.38 betyder då att sista biten av det optiska systemet har ett refraktivt index på minst 0.7/0.38 = 1.85. Luft ligger på ca 1.0.

På artificiella sätt kan man öka detta mer, men då utan att ljuskänsligheten egentligen ökar - bara den diffraktionsbegränsade upplösningen. Interferometrisk mikroskopi, eller system som vissa astronomiska system som använder resultaten av nätverk av mindre teleskop för att kombinera ihop till en bild med mer upplösning.

Hur blir siffrorna om det här skulle bli verklighet?: http://www.nyteknik.se/popular_teknik/teknikrevyn/article3526926.ece

 

[The_SuedeII]

Hur blir siffrorna om det här skulle bli verklighet?: http://www.nyteknik.se/popular_teknik/teknikrevyn/article3526926.ece

Jag har tittat på deras papers tidigare, och det som är mest intressant med den tekniken ligger inte inom det optiska synliga området, snarare inom radio och kanske även IR (där det är problem att hitta bra material).

Tre generationer längre fram i tekniken kanske det blir verklighet i en kommersiell konstruktion, men just nu ligger man på en fokuseringseffektivitet på under 5%, dvs ca -5.5Ev.

Då får du ett objektiv med bländare 1.0. men ljusgenomsläpp som ett F6.3... Iofs med (möjlighet till) perfekta egenskaper, men iaf... Dom hoppas kunna komma upp till en effektivitet på 10% (-3Ev) inom synligt ljus.

Konstruktionen är egentligen som en fresnelspegel, som i gamla tiders overhead-projektorer

 

[cocuyo]

Problemet med hög ljusstyrka är mer komplicerat vid digitalfoto än när man använder film, eftersom sensorn är känslig för infallsvinkeln, och en mycket stor öppning ger stor variation av vinkeln från det bakre linselementet. Den praktiska gränsen beror på brännvidden, men vi har redan sett att det är problem med symmetriska objektiv med ljusstyrka kring 1,4. Retrofokuskonstruktioner, som är mer telemetriska klarar sig lite bättre. Olympus har genomgående satsat på telemetriska objektiv till sina 4/3-kameror, och det verkar vara vägen att gå för att få jämn belysning över ett digitalchip utan att åstadkomma regnbågar när man kommer långt från mitten av sensorn.

Jag tror att vi framgent kommer att få nöja oss med inte fullt så ljusstarka objektiv. Nokton ligger nog nära gränsen för vad som är praktiskt och affärsmässigt möjligt.

 

[Ljusdans]

Detta tal gäller så länge man inte tillåter att fokusplanet får bli cylindriskt (som att göra kamerasensorn som insidan på en tennisboll...) - då kommer man ner till ca 0.5.

Om man nu bortser från de praktiska svårigheterna att tillverka en välvd kamerasensor - finns det några andra uppenbara för- och nackdelar med en sådan konstruktion?

Har allt sedan de välvda frontelementen gjorde sitt återintåg med superb kantskärpa funderat över om inte den mest optimala (teoretiska) konstruktionen vore just välvda frontelement i kombination med välvt fokusplan. Ligger det något i det, eller finns det andra begränsningar som rör till det?

 

[Helmetrock]

Det måste väl bli många gånger svårare att få fokalplanet välvt på exakt rätt sätt mot en sfärisk sensor än det är att få det rakt idag? T.ex. ett långt teleobjektiv har ju knappt några linser den sista decimetern, då skulle man väl få sätta en lins för att sprida strålarna längst bak?

 

[Falumas]

Jag har tittat på deras papers tidigare, och det som är mest intressant med den tekniken ligger inte inom det optiska synliga området, snarare inom radio och kanske även IR (där det är problem att hitta bra material).

Tre generationer längre fram i tekniken kanske det blir verklighet i en kommersiell konstruktion, men just nu ligger man på en fokuseringseffektivitet på under 5%, dvs ca -5.5Ev.

Då får du ett objektiv med bländare 1.0. men ljusgenomsläpp som ett F6.3... Iofs med (möjlighet till) perfekta egenskaper, men iaf... Dom hoppas kunna komma upp till en effektivitet på 10% (-3Ev) inom synligt ljus.

Konstruktionen är egentligen som en fresnelspegel, som i gamla tiders overhead-projektorer

Detta är något det talas väldigt tyst om, alla objektivtillverkare nämner bara deras f-värden vilket i stort sett enbart är intressant när man vill veta skärpedjupet. t-värdet hade varit mycket intressantare att veta för alla objektivet. För mig är ett objektiv med f1.0 och t6.3 helt ointressant.

/Karl

 

[eskil23]

Refraktionslagarna sätter stopp sedan, det finns en gräns för hur mycket man kan bocka ljuset innan förlusterna närmar sig 100%.

Siffran 0.38 kommer från en av två saker; antingen UVIL (som man använder för att tillverka elektroniska kretsar, hela systemet är då nedsänkt i ett olje- eller vattenbad) eller från mikroskop som också använder ett vätskebad för substratet som man doppar hela fronten på objektivet i. 0.38 betyder då att sista biten av det optiska systemet har ett refraktivt index på minst 0.7/0.38 = 1.85. Luft ligger på ca 1.0.

Notera att American Optical 81mm f/0.38 Solid Schmidt Mirror är en spegellins. För spegellinser sätter inga refraktionslagar stopp.

 

[The_SuedeII]

Notera att American Optical 81mm f/0.38 Solid Schmidt Mirror är en spegellins. För spegellinser sätter inga refraktionslagar stopp.

Du kanske skulle kolla upp hur stor effektiv utlysningvinkel det objektivet har?

Den användbara bildvinkeln är lika stor som att sätta ett 1500mm-objektiv på en FF-kamera.

Så rent teoretiskt stämmer siffran, praktiskt däremot är den totalt irrelevant.

 

[eskil23]

Du kanske skulle kolla upp hur stor effektiv utlysningvinkel det objektivet har?

Den användbara bildvinkeln är lika stor som att sätta ett 1500mm-objektiv på en FF-kamera.

Så rent teoretiskt stämmer siffran, praktiskt däremot är den totalt irrelevant.

Och?
Det är fortfarande en spegellins. Att blanda in refraktionslagar när man pratar on en spegellins är att prata i nattmössan.

 

[Karl2]

Kunde man inte öka bländaren så att man buntar ihop massor med objektiv vart och ett med sin sensor. Sedan kopplas alla ihop elektriskt och vips har man en hel kvadratmeter för ett 50 mm objektiv. Bländarvärdet skulle ju då bli mycket litet.

 

[The_SuedeII]

Och?
Det är fortfarande en spegellins. Att blanda in refraktionslagar när man pratar on en spegellins är att prata i nattmössan.

Och?
Det är fortfarande inte ett användbart objektiv...

Den skarpa, användbara projectionsytan av "objektivet" du nämnde är ca 1x1mm. Vilket ju på många sätt diskvalificerar det från att benämnas objektiv, det korrekta sättet att benämna en dylik konstruktion är snarare "light condenser". Den projicerar nämligen inte en BILD, den projicerar bara en "brännpunkt".

Teoretiskt sett har du naturligtvis (återigen) rätt, men å andra sidan kanske du borde inse att för att tillverka ett riktigt, användbart spegelobjektiv med f/0.4 till en vanlig kamera skulle du behöva något som ser ut ungefär som en mindre parabolantenn (fast 50cm tjock) för att få en användbar bild från hörn till hörn på en APS-sensor. Och du skulle aldrig kunna använda den utanför ett tempererat laboratoriesammanhang. Och om man räknar med den mekaniska suppporten som den typen av spegel kräver tvivlar jag på att man kommer under 2-300kg i vikt.

Så jag blandar inte in refraktionslagarna, jag blandar bara in det faktum att det du länkade inte ens kan kallas för ett objektiv. Det är ett glorifierat förstoringsglas.

 

[sundsten]

Finns ju denna om man kör Leica.
http://www.cyberphoto.se/info.php?article=11602

 

[Karl2]

Verkar ju enkelt. Ett stort kraftigt konvext linssystem, som bryter ljuset mot centrumaxeln. Detta åtföljt av en lika kraftigt konkav linsgrupp, som får ljuset åter parallellt med centrumaxeln. Nu har man inte åstadkommit annat än förstärkt inkommande ljus och till ett mindre tvärsnitt. Liknande grupper igen och igen och systemets diameter minskar radikalt. Sista gruppen ett vanligt objektiv med kort brännvidd. Resultatet blir många glas, men med mycket stor ingångspupill och kort brännvidd. Ett system med väldigt lågt f-värde dvs stor ljusstyrka.

 

[Pupillen]

Verkar ju enkelt. Ett stort kraftigt konvext linssystem, som bryter ljuset mot centrumaxeln. Detta åtföljt av en lika kraftigt konkav linsgrupp, som får ljuset åter parallellt med centrumaxeln. Nu har man inte åstadkommit annat än förstärkt inkommande ljus och till ett mindre tvärsnitt. Liknande grupper igen och igen och systemets diameter minskar radikalt.
-------

Det du beskriver är helt enkelt en kikare (att du upprepar det hela ökar bara förstoringsgraden).

------
Sista gruppen ett vanligt objektiv med kort brännvidd. Resultatet blir många glas, men med mycket stor ingångspupill och kort brännvidd. Ett system med väldigt lågt f-värde dvs stor ljusstyrka.

Nej, systemets slutliga brännvidd är lika med det sista vanliga objektivets brännvidd multiplicerat med kikarens förstoringsgrad, det slutliga f-talet blir (om kikaren är tillräckligt stor så inte den begränsar) detsamma som objektivets.

 

[Falumas]

Verkar ju enkelt. Ett stort kraftigt konvext linssystem, som bryter ljuset mot centrumaxeln. Detta åtföljt av en lika kraftigt konkav linsgrupp, som får ljuset åter parallellt med centrumaxeln. Nu har man inte åstadkommit annat än förstärkt inkommande ljus och till ett mindre tvärsnitt. Liknande grupper igen och igen och systemets diameter minskar radikalt. Sista gruppen ett vanligt objektiv med kort brännvidd. Resultatet blir många glas, men med mycket stor ingångspupill och kort brännvidd. Ett system med väldigt lågt f-värde dvs stor ljusstyrka.

Nja, inte nödvändigtvis. Låg f-värde betyder kort skärpedjup. Med väldigt många linser blir t-värdet som avgör ljusstyrkan lidande.
Ett f1.4 behöver inte vara ljusstarkare än ett f1.8, tyvärr meddelar inga objektivtillverkare objektivets t-värde.

/Karl

 

[Pupillen]

Kunde man inte öka bländaren så att man buntar ihop massor med objektiv vart och ett med sin sensor. Sedan kopplas alla ihop elektriskt och vips har man en hel kvadratmeter för ett 50 mm objektiv. Bländarvärdet skulle ju då bli mycket litet.

Ja, så kan man i princip göra för att simulera ett mindre bländarvärde (fast man kan lika gärna säga att man har simulerat en större sensor med skyhögt ISO-tal och ett objektiv med samma bländarvärde fast längre brännvidd).

 

[PMD]

tyvärr meddelar inga objektivtillverkare objektivets t-värde.

De flesta objektiv avsedda för rörliga bilder brukar ha T-värde angivet.

 

[Linmajon]

Det skulle vara mycket intressant att se några tänkbara alternativa konstruktioner på ex. ett 50mm objektiv, i genomskärning. Gärna med förklaringar på varför konstruktionen ser ut som den gör och vad de olika linserna egentligen gör.
Som bekant har ögat bara en lins, och den gör jobbet ganska bra. Mitt EF50/1.4 har flera linser...
Varför är det så?

 

[PMD]

För att bilden från ditt ögas lins efterbehandlas i realtid av din bildprocessor som sitter bakom ögat.

Å andra sidan är det ju rätt många av oss som behöver försättslinser för att korrigera fokusproblem och astigmatism.