Каковы конструктивные различия между макро и обычным объективом?

Я понимаю, что для уменьшения минимальных расстояний фокусировки при проектировании макрообъектива необходимо поддерживать определенные расстояния между объективом и датчиком.

Тем не менее, является ли расположение объектива и его элементов единственным отличием между макросом и простым или любым другим обычным объективом? ИЛИ есть ли другие структурные различия?

Существует довольно много постов, посвященных различиям, но ни один из них не раскрывает «физические» различия.

Простая линза (как линза в очках) формирует изображение на расстоянии f позади линзы для объекта на бесконечности (где f - фокусное расстояние). Тот же объектив будет формировать изображение на 2f позади объектива для объекта 2f перед объективом. Это обеспечит увеличение 1: 1, то есть определение макро. Таким образом, любая одноэлементная линза является макрообъективом, когда она установлена ​​в трубе 2f от датчика.

В многоэлементной линзе (т.е. линзе камеры) линза формирует макроизображение 2f позади задней главной плоскости для объекта 2f перед передней главной плоскостью . Минимальное расстояние фокусировки «обычного» объектива можно увеличить, отодвинув его дальше от датчика, используя удлинительные трубки. Таким образом, заманчиво сказать, что любой объектив является макрообъективом, если он установлен на правильном расстоянии от датчика (и, следовательно, нет никакой разницы между макрообъективом и «обычным» объективом, за исключением длины трубки, соединяющей его с камерой).

Однако передняя основная плоскость может находиться внутри объектива, поэтому для некоторых объективов требуемое расстояние 2f от передней основной плоскости может оказаться точкой внутри объектива - что является проблемой! Таким образом , макро - объектив просто обычный объектив с передней главной плоскости в пределах 2f от передней части объектива и задней главной плоскости 2f - FFd от задней части линзы (где FFD является фланец фокусное расстояние ).

Положение главных плоскостей в многоэлементной линзе сильно зависит от распределения положительных и отрицательных элементов в линзе. Ретрофокусный дизайн, обычно используемый широкоугольными объективами, отталкивает главные плоскости назад, тогда как телеобъектив толкает их вперед. По этой причине вы склонны видеть гораздо больше телеобъективов, чем широкоугольных макросов.

В дополнение к положению главных плоскостей, макрообъективы обычно оптимизируются для получения плоского поля, т.е. сфокусированное изображение является плоским, а не слегка изогнутым. Это не является обязательным требованием, чтобы объектив был макросъемкой, а является полезной функцией объективов, используемых для фотографирования плоских объектов на близких расстояниях, например, для копирования документов.

Следует учитывать и механический компромисс: если вы хотите разрешить очень точную фокусировку, особенно с объективом с фокусировкой на единицу, без дополнительных аксессуаров, вам необходимо спроектировать значительную разницу в увеличении ствола между бесконечностью и очень близкой фокусировкой - что означает, что вам нужно чтобы построить целую единицу больше - даже в фокусе бесконечности, втянутый ствол должен куда-то пойти. Именно по этой причине многие макро линзы имеют встроенные бленды - ствол прятали в боковых стенках этого бленда ...