Из какой точки отсчета рассчитывается фокусное расстояние объектива?
Ответы:
Давайте начнем с простого случая, одного элемента:
Сверху: положительная / выпуклая линза, отрицательная / вогнутая линза, вогнутое зеркало, выпуклое зеркало.
Параллельные лучи, попадающие в объектив, будут фокусироваться в некоторой точке (F), а фокусное расстояние (f) определяется расстоянием между центром объектива ( оптическим центром ) и точкой фокусировки.
Таким образом, ориентиром является оптический центр одного элемента.
Хорошо, а как насчет многоэлементных линз?
Для многоэлементных линз нет ориентира, который можно легко найти . Как говорит Дэвид, точка отсчета является центром гипотетического единственного элемента с одинаковым фокусным расстоянием.
Эта контрольная точка может быть где угодно - перед первым элементом, внутри объектива или за последним элементом.
Как можно сместить оптический центр за пределы объектива?
Телеобъектив: чаще всего с помощью так называемой телеобъективной группы:
На этой диаграмме есть две группы элементов. Первая группа (слева) действует как «нормальная» (выпуклая или положительная) линза, заставляя лучи (синие линии) сходиться. Вторая группа (справа) - это телеобъектив, действующий как отрицательная линза, распространяющая лучи.
Чистый эффект состоит в том, что точка фокусировки будет «видеть» эквивалент одного положительного элемента намного дальше (обозначено красными пунктирными линиями). Оптический центр этого гипотетического «эквивалентного отдельного элемента» (H ') является точкой отсчета для измерения фокусного расстояния (f').
Инвертированный телефото: Вы можете поменять местами группы, чтобы поместить телеобъектив перед собой. Затем вы получаете (широкоугольный) объектив, в котором расстояние между последним элементом и точкой фокусировки может быть больше фокусного расстояния. Эта конструкция называется ретрофокусной линзой .
Зеркала: Вы также можете использовать зеркала. Зеркальные линзы повторно используют свою физическую длину, отражая лучи взад и вперед. Опять же, точка фокусировки «увидит» эквивалент одного элемента гораздо дальше.
Зеркальный объектив, здесь в сочетании с телеобъективом
Почему вы хотите это сделать?
Для длинных телеобъективов это потому, что стандартная конструкция дает объектив, который физически слишком длинный, чтобы быть удобным:
500мм теле без телеобъектива. Длина 500 мм должна быть не менее 50 см (20 дюймов).
Для широкоугольных объективов это должно дать больше пространства между объективом и датчиком изображения. Например, есть 10-миллиметровые линзы для зеркальных фотокамер, но 10-миллиметровое расстояние между датчиком и линзой не оставит достаточно места для зеркала. Таким образом, ультраширокие линзы, как правило, сконструированы как ретрофокусные линзы.
7,5 мм рыбий глаз без ретрофокуса. Обратите внимание на трубку, выступающую из держателя объектива, чтобы элементы были достаточно близко к пленке. Установка объектива требовала блокировки зеркала, и вы не могли использовать видоискатель или встроенный замер, когда объектив был установлен. (Изображение из B & H )
Тогда как я могу проверить фокусное расстояние моего объектива?
Смотрите измерение фокусного расстояния .
Короче говоря:
- сфотографируйте две отдаленные точки
- измерить угол между точками
- измерьте расстояние между точками на датчике изображения (подсчитайте количество пикселей между точками на фотографии и определите расстояние от датчика до разрешения и размера датчика)
- Фокусное расстояние = расстояние по датчику в мм / угол в градусах * (180 / пи)
Источники:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Telephoto_lens
- http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_centre
- http://en.wikipedia.org/wiki/Focal_length
- http://en.wikipedia.org/wiki/Ang%C3%A9nieux_retrofocus
- http://www.bobatkins.com/photography/technical/measuring_focal_length.html
Изображения: объектив Fisheye от B & H, другие изображения предоставлены Wikipedia.
Википедия дает ответ ...
«Когда фотографическая линза установлена на« бесконечность », ее задняя узловая точка отделена от датчика или пленки в фокальной плоскости фокусным расстоянием объектива».
Что приводит к вопросу ... Что такое узловой пункт? Также ответил Википедия как:
«Передняя и задняя узловые точки обладают тем свойством, что луч, направленный на одну из них, будет преломляться линзой так, что он, по-видимому, исходил от другой, и с тем же углом относительно оптической оси».
Со сложной структурой, которая представляет собой современный объектив камеры, задняя узловая точка не всегда будет находиться в одном и том же месте, поэтому вопрос о точности будет зависеть от объектива.
Чтобы расширить узловую точку:
Простое определение: он находится в центре эквивалентной одноэлементной менисковой линзы с таким же фокусным расстоянием и апертурой, что и у тестируемой сложной линзы.
Наиболее практичным аспектом узловой точки объектива является то, что это точка, вокруг которой можно поворачивать объектив, не производя никакого движения на изображении. Для простой одноэлементной линзы узел находится в центре линзы; для складной оптической системы, такой как телескоп Шмидта-Кассегрена, узел находится далеко перед объективом.
Немного сложно настроить физический тест, чтобы найти узловую точку линзы. Я постараюсь объяснить это без наглядных пособий:
Рассмотрим крепление для штатива. Вертикальная ось вращения головки штатива будет тем местом, где мы собираемся разместить объектив объектива. Для этого объектив должен быть установлен на пластине, которая позволяет изменять его расстояние от оси штатива. Кроме того, изображение должно проецироваться на экран, не прикрепленный к объективу (поэтому нельзя использовать корпус камеры!). Мы ищем комбинацию положения экрана и установки ползунка, при которой головку штатива можно поворачивать, и единственный эффект на изображение - это виньетирование, когда оптическая ось объектива перемещается в / из положения в соответствии с экраном.
Реальные практические последствия вступают в игру, когда вы делаете панорамные снимки. Чтобы наименьшее искажение между изображениями - и, следовательно, лучшее сшивание или отслеживание - камеру необходимо повернуть вокруг своей узловой точки. Таким образом, установка карманной камеры - или даже вашей модной профессиональной зеркальной фотокамеры - непосредственно на штатив, с использованием точки крепления его корпуса, будет означать, что вы вращаетесь где-то между узловой точкой и плоскостью изображения, за исключением, возможно, некоторых широкоугольных объективов.
Вообще говоря, для видимого объектива с фокусным расстоянием 1: 1 (50 мм на полноразмерном тепловизоре или на 35-мм пленочном корпусе) узел будет находиться где-то рядом с серединой объектива. Для зум-объектива с полным зумом он может быть спереди, а для широкого угла он будет где-то позади центра объектива. Независимо от того, что вы используете, узел будет находиться на указанном фокусном расстоянии перед камерой.
(это было предметом одной из моих более интенсивных физических лабораторий того времени, так что даже если бы я получил A за это, время от времени случается 45-летний разрыв памяти, но я думаю, что у меня все еще есть общие детали) ,