Qual é a menor abertura que uma câmara pode ter?

Originalmente respondido: Qual'é a menor abertura que uma câmera pode ter?

Esta pergunta pode ser interpretada de muitas maneiras para ter certeza de que a resposta é o que você está procurando. Vamos interpretar a pergunta literalmente no início. Você pode fazer uma abertura tão pequena quanto um comprimento de onda de luz, mas você ainda tem uma câmera?

Por causa da difração, você não terá nenhuma imagem. Toda a luz será espalhada por todo o interior da câmera. Agora, assumindo que você tem um sensor de quadro completo de 4000 pixels horizontal efetivo, qual é a menor abertura que você pode usar e não ser limitado por difração?

Baseado nisso, o tamanho mínimo da abertura é 1/17,5 vezes a distância focal. Claramente, ir para uma abertura menor que f/17,5 vai ser contraproducente por causa da difração (critério Rayleigh). Na verdade, para combinar o tamanho do ponto de difração com o tamanho do pixel, f/8 pode ser um tamanho de abertura mais realista antes que as perdas de difração para a resolução espacial dominem. Por outro lado, muito poucas lentes são limitadas por difração, e várias outras aberrações significariam que você poderia ir para uma abertura menor do que f/8. A menor abertura neste sentido que eu vi em uma câmera antiga era f/128. Não me peça para identificar em que câmera eu vi isso. Ela pertencia a um técnico de fotografia da Pratt & Whitney Aircraft em 1977, e eu simplesmente não me lembro.

Se a pergunta estiver na linha do que é o "menor número f" que pode ser produzido, as pessoas já apontaram a maravilhosa f/0.7 Carl Zeiss lens.

De um ponto de vista teórico, se você puder usar um material com um índice refrativo de 4, uma lente com forma hemisférica poderia focar a sua própria superfície posterior. Agora você tem que determinar qual é o plano principal da lente, mas isso significaria que a lente na pior das hipóteses seria f/0.5 e possivelmente mais rápida, mesmo que sofresse de aberrações esféricas e cromáticas que precisariam ser corrigidas retransmitindo a imagem através de lentes adicionais.

Também parece possível usar lentes Fresnel compostas para obter uma lente mais rápida do que f/0.5. No entanto, corrigir a lente para uma precisão de pixel afiada pode resultar em retornos decrescentes. Portanto, f/0.5 pode ser tecnicamente possível, pode ser "muito suave" para ser útil.