शुरुआत संख्या से करें, क्योंकि इस लेख के बाकी सभी दावे उसी पर टिके हैं। फ़िल्म प्लेन पर depth of focus की कुल सीमा 2 x N x c है, जहाँ N f-number है और c circle of confusion। 35mm के लिए, c का प्रचलित मान 0.03mm है। तो f/2 पर एक लेंस 0.12mm का कुल depth of focus देता है, यानी +/-0.06mm; f/1.4 पर पूरी तरह खुला होने पर यह बजट घटकर लगभग 0.084mm, +/-0.042mm रह जाता है। यह एक इंसानी बाल के व्यास से लगभग आधा है, और यही वह लक्ष्य है जिसे rangefinder और SLR दोनों को हर फ़्रेम पर हासिल करना होता है। आगे जो कुछ भी है, वह इसी बारे में है—कौन इसे हासिल करता है और हर सिस्टम कहाँ चूक जाता है।

Coincident-Image Mechanism

एक rangefinder triangulation करता है। Mechanical base length से अलग-अलग दो खिड़कियाँ विषय को थोड़े अलग-अलग कोणों से देखती हैं। लेंस helix से जुड़ा एक cam एक beamsplitter को घुमाता है, जिससे center patch में superimposed image क्षैतिज रूप से खिसकती है; जब लेंस विषय की दूरी पर focus हो जाता है, तो दोनों image मेल खाती हैं। यह सिद्धांत उस coupled coincident-image rangefinder तक जाता है जिसे Leitz ने 1954 में M3 में बनाया था।

यह ज्यामिति एक लंबा, संकरा त्रिकोण है, और इसकी सीमा आँख है। मानव आँख लगभग एक arcminute, यानी लगभग 0.0003 radian तक अंतर कर सकती है—यही वह न्यूनतम कोणीय विचलन है जिसे आप दो images के बीच पहचान सकते हैं। यह निश्चित कोणीय त्रुटि, optics के ज़रिए वापस project होकर, एक दूरी की त्रुटि बन जाती है, जिसे लेंस फिर फ़िल्म प्लेन पर defocus में बदल देता है। बेस जितना चौड़ा और patch जितना ज़्यादा magnified, किसी भी कोणीय गड़बड़ी के लिए दूरी की त्रुटि उतनी कम।

यह triangulation taking lens से स्वतंत्र है। एक rangefinder 21mm और 90mm दोनों को एक समान mechanical सटीकता से focus करता है, क्योंकि patch को सामने के लेंस के बारे में कुछ पता नहीं। पकड़ यह है कि उन दोनों लेंसों के बीच ज़रूरी सटीकता बेहद अलग-अलग है, और rangefinder को यह भी नहीं पता।

प्रभावी बेस लंबाई, और Magnification क्यों मायने रखता है

Raw base length सटीकता को कम आंकती है, क्योंकि patch को एक magnifying eyepiece के ज़रिए देखा जाता है। वास्तविक प्रदर्शन को नियंत्रित करने वाली संख्या effective base length (EBL) है: mechanical base length को viewfinder magnification से गुणा किया गया। Leica M-A (Typ 127) का datasheet तीनों आँकड़े सीधे बताता है: 69.25mm की mechanical base, 0.72x finder, और 49.9mm का EBL।

Magnification और base एक-दूसरे के विरुद्ध trade-off करते हैं, इसीलिए EBL, raw base नहीं, वह संख्या है जिस पर ध्यान देना चाहिए। एक ही 69.25mm mechanical base पर बने bodies की तुलना:

• Leica M3, 0.91x finder: ~63mm EBL
• Leica M6/MP, 0.85x finder: ~59mm EBL
• Standard M6/M-A/MP, 0.72x finder: ~49.9mm EBL
• Leica CL: ~18.9mm EBL

Voigtländer R3A इसका उलटा उदाहरण है: 1.0x finder, लेकिन केवल 37mm की mechanical base, इसलिए life-size view के बावजूद इसका EBL मात्र 37mm है। एक मज़बूत finder के पीछे छोटी base, लंबी base के पीछे साधारण finder से हार जाती है। M6 अकेले यह साबित करता है: इसके 0.72x finder को 0.85x से बदलें तो EBL एक ही hardware पर 49.9mm से बढ़कर लगभग 59mm हो जाता है।

Long-Lens की सीमा, व्युत्पत्ति सहित

सटीक focus के लिए ज़रूरी minimum EBL है b' = (e x f^2) / (k x z), जहाँ e दृश्य तीक्ष्णता radians में (~0.0003) है, f focal length है, k f-number है, और z circle of confusion (0.03mm) है। दो पदावलियाँ काम करती हैं: ज़रूरी EBL focal length के वर्ग के साथ बढ़ता है और f-number के साथ घटता है। लंबे, तेज़ लेंस दोनों मामलों में कठिन साबित होते हैं।

इसे step-by-step देखें। 50mm f/1.4 को लगभग (0.0003 x 50^2) / (1.4 x 0.03) = करीब 18mm EBL चाहिए, जो कि 0.72x M body के 49.9mm के भीतर है। 90mm f/2 को (0.0003 x 90^2) / (2 x 0.03) = करीब 40mm चाहिए, अभी भी 49.9mm से कम, लेकिन थोड़ी थकी आँख या थोड़े misaligned patch की गुंजाइश छोड़ने पर मार्जिन बहुत कम। 90mm f/1.4 पर जाएँ और यह ज़रूरत 57mm से ऊपर चली जाती है, जो 0.72x finder के बस से बाहर है; आपको M3 के 63mm की ज़रूरत होगी।

यही असली कारण है कि सबसे लंबा native rangefinder-coupled M लेंस 135mm है, और कभी f/2.8 से तेज़ नहीं बल्कि f/2 से कम। सबसे तेज़, 135mm f/2.8 Elmarit-M, finder पर एक स्थायी 1.5x magnifier के साथ आया, जो उस aperture को honest रखने के लिए specifically effective base को बढ़ाता था। तेज़ 135 की optics बाधा नहीं है; rangefinder है। f^2 पद का मतलब है कि 135mm को एक समान aperture पर 50mm से सात गुना से ज़्यादा EBL चाहिए, और कोई भी 35mm rangefinder base किसी तेज़ 135 को honest रखने के लिए पर्याप्त लंबी नहीं है।

एक ऐसा फ़्रेम जो आप वाकई लेते

HP5 Plus को EI 400 पर rate करके, 90mm f/2 पूरी तरह खुला, near eye पर focus करते हुए head-and-shoulders portrait लें। दो अलग-अलग चीज़ें सही होनी चाहिए। लेंस के सामने depth of field तय करती है कि चेहरे का कितना हिस्सा स्वीकार्य रूप से sharp बैठेगा—पलकें बनाम भौंहें; यह optics और दूरी का गुण है, दोनों systems पर एक समान। लेकिन क्या आँख बिल्कुल भी sharp आती है यह इस बात पर निर्भर करता है कि focusing system की त्रुटि फ़िल्म प्लेन पर +/-0.06mm के बजट के भीतर रहती है या नहीं। rangefinder पर, यह 49.9mm EBL के ज़रिए project हुई patch की कोणीय गड़बड़ी है—90mm f/2 पर अपनी सीमा के करीब। SLR पर, आप उस exact plane को एक bright f/2 screen पर देख रहे हैं और सीधे confirm कर रहे हैं। एक ही negative, गलत होने के दो अलग-अलग तरीके।

Through-the-Lens SLR Focusing और इसकी विफलताएँ

एक SLR triangulation को पूरी तरह bypass करता है—वह एक ऐसी screen पर focus करता है जिसकी matte surface एक path length पर होती है जो optically film rails के बराबर है, mirror box द्वारा वहाँ fold की गई। वह screen शायद ही कभी plain ground glass हो; यह एक matte surface को एक Fresnel field lens के साथ जोड़ती है जो frame भर में brightness को समान करती है ताकि corners अँधेरे न हों। चूँकि आप actual projected image को judge करते हैं, सटीकता लेंस के साथ बढ़ती है: एक तेज़, लंबा लेंस एक steeper cone फेंकता है और focus में और बाहर जाना ज़्यादा स्पष्ट रूप से दिखता है—ठीक वह regime जहाँ rangefinder की base कम पड़ जाती है।

इन aids में एक design trade-off बना हुआ है। एक split-image या microprism wedge एक विशेष cone angle पर cut किया जाता है, और wedge जितना steep, focus snap उतना मज़बूत, लेकिन जिस aperture पर यह dark हो जाता है वह उतना ही चौड़ा। Common split+microprism screen—1980s के दौरान manual-focus 35mm SLRs पर de facto standard, जो 1959 के Nikon F से उतरा—लगभग f/4 cone के आसपास बना है। f/5.6 पर आँख को बिल्कुल केंद्रित होना पड़ता है नहीं तो split का एक हिस्सा dark हो जाता है; लगभग f/8 तक एक हिस्सा हमेशा काला रहता है और आप plain matte collar पर वापस आ जाते हैं। Designers के पास न hard snap और न ही slow lens पर stopped down काम करने वाली screen दोनों एक साथ हो सकती हैं; उन्हें चुनना होता है।

Parallax और साझा छिपा हुआ चर

Rangefinder की दूसरी native कमज़ोरी वही है जो इस लेख के शीर्षक में है। चूँकि finder लेंस के ज़रिए देखने की बजाय उसके बगल से देखता है, bright-line frames focus करते समय shift होते हैं—यह parallax को correct करने की camera की कोशिश है—और corrected होने के बाद भी वे minimum focus, ज़्यादातर M bodies पर लगभग 0.7m, पर सबसे ज़्यादा गड़बड़ाए होते हैं। Finder आपको न तो true field of view दिखाता है, न actual depth of field; आप एक approximation से frame करते हैं। SLR, एक ही optical path share करने के कारण, किसी भी दूरी पर—macro सहित—बिल्कुल सटीक frame करता है।

दोनों systems के नीचे एक ही छिपा हुआ चर है: लगभग 0.04mm पर रखा गया एक mechanical reference। Rangefinder पर यह cam, roller, और patch का vertical alignment है; SLR पर यह mirror rest, screen seat, और flange-to-film distance है। यह गड़बड़ाए तो focus अदृश्य रूप से shift होता है—यह एक measurable दावा है, rhetorical नहीं। 90mm f/2 Summicron पर लगभग 0.04mm का shim error essentially पूरे depth-of-focus बजट को खा जाता है; Hexar RF, अपने wide flange tolerances और छोटे 0.6x finder के साथ, अच्छी तरह documented है कि जब वह adjustment screw थोड़ा भी बाहर हो तो infinity से आगे drift करता है—ठीक वह विफलता जिसे तेज़ 90 सबसे कड़ी सज़ा देता है। Rangefinder की सीमा उसकी fixed base है; SLR की सीमा एक bright, सटीक रूप से seated screen पर निर्भरता है। दोनों उसी +/-0.04mm के भीतर जीते और मरते हैं।