Por que as lentes das câmeras são tão grandes e pesadas?

A revolução da câmera sem espelho foi concebida para trazer equipamentos de câmera menores e mais leves, mas, na realidade, os fabricantes de câmeras aproveitaram a oportunidade para fazer lentes maiores e melhores . O porquê se resume à física das lentes.

Manipular a distância focal é complicado

A distância focal de uma lente – que vimos em profundidade antes – é a distância entre o ponto nodal traseiro e o ponto focal. Em uma lente convexa simples, é a distância entre o centro da lente e o ponto focal. No entanto, nenhuma lente de câmera é uma lente convexa simples; são todas “lentes compostas”, que são lentes feitas de uma combinação de lentes individuais chamadas de “elementos de lente”.

As câmeras têm uma “distância focal de flange” que é a distância entre a montagem da lente e o sensor. Nas DSLRs da Canon, por exemplo, é 44 mm. O problema para os fabricantes de câmeras é que a manipulação da distância focal é complicada e geralmente envolve a adição de mais elementos de lente que tornam as coisas maiores e mais pesadas. A razão pela qual a lente EF 40mm da Canon é a menor é que ela corresponde muito à distância focal do flange e, portanto, requer muito poucos elementos de lente.

Quanto mais você se afasta da distância focal do flange, em qualquer direção, maior será a lente. Uma lente de 600 mm não precisa ter 60 cm de comprimento, mas para não ter 60 cm de comprimento – o que seria se fosse uma lente convexa simples – o design óptico é complicado. É o mesmo com uma lente olho de peixe de 11 mm.

Existe um pequeno ponto ideal, entre cerca de 24 mm e 50 mm, onde é possível fazer lentes que não são tão grandes, mas, para todo o resto, a ótica de manipulação do comprimento focal é uma barreira significativa à miniaturização.

Abertura é um limite rígido

A abertura é uma função da distância focal . Quando falamos sobre f / 5.6, o que estamos dizendo é que a íris da lente está aberta para a distância focal dividida por 5,6. Por exemplo, um 50 mm em f / 2 tem uma abertura da íris da lente de 25 mm; em f / 8, a íris é aberta em 6,25 mm.

Embora isso não seja uma preocupação para lentes grande angulares, rapidamente se torna um problema para lentes telefoto rápidas . Veja a incrivelmente popular Canon 70-200 f / 2.8: em 70 mm, a íris da lente tem 25 mm de largura, mas em 200 mm é 71,5 mm. Isso significa que assumindo materiais infinitamente finos, o tamanho mínimo possível do elemento frontal da lente é cerca de 72 mm – na verdade, é 88,8 mm – e simplesmente não há como torná-lo menor.

Não importa o que a Canon – ou Nikon ou Sony – queira, eles fisicamente não podem fazer uma lente 200mm f / 2.8 com um elemento frontal menor que 80mm ou mais. As leis da física não mudam.

Desenvolvimentos técnicos são um problema

Muitas lentes antigas simplesmente não eram muito boas. Eles tinham charme, mas o foco automático estava desligado,  havia vinhetas ou distorções regularmente pesadas e a imagem não era nítida em todo o quadro. As lentes modernas resolveram muitos desses problemas adicionando mais elementos de lente, que, é claro, também adicionam mais tamanho e peso.

Da mesma forma, desenvolvimentos modernos, como a poderosa estabilização de imagem, adicionam ainda mais peso às lentes já pesadas.

E não vamos esquecer as lentes de zoom. Uma lente principal (quase) sempre será menor e mais leve do que uma lente zoom que cobre a mesma distância focal porque são muito mais simples. As lentes de zoom pegam, você adivinhou, mais elementos da lente e peças móveis.

Realmente, a física é o problema

O problema se resume em que as leis da física são um pé no saco.

A óptica é um campo bem estudado e complicado. Manipular a luz para que objetos distantes pareçam mais perto ou objetos próximos pareçam mais distantes, enquanto desfoca os fundos ou mantém tudo em foco e mantém um alto nível de qualidade de imagem requer apenas lentes grandes e pesadas.

O sonho das câmeras profissionais ficarem menores é apenas isso por enquanto: um sonho.

Crédito da imagem: li gh tp o et / Shuterstock,  LeonRW