З якої точки відліку обчислюється фокусна відстань лінзи?

Я розумію ідею фокусної відстані для однієї лінзи, тобто відстань від лінзи до точки, в якій сходяться паралельні промені світла. Однак, у випадку з фотооб'єктивом з декількома елементами об'єктива, звідки саме вимірюється фокусна відстань об'єктива в цілому?

Почнемо з простого випадку, одного елемента:

Зверху: позитивна / опукла лінза, негативна / увігнута лінза, увігнуте дзеркало, опукле дзеркало.

Паралельні промені, що надходять у лінзу, фокусуються в деякій точці (F), а фокусна відстань (f) задається відстані між центром лінзи ( оптичним центром ) і точкою фокусування.

Отже опорна точка є оптичним центром одного елемента.

Добре, а як щодо багатоелементних лінз?

Для багатоелементних лінз немає опорної точки, яку ви можете легко знайти . Як каже Девід, опорна точка є центром гіпотетичного одиничного елемента з однаковою фокусною відстанню.

Ця опорна точка може бути де завгодно - перед першим елементом, усередині об'єктива або позаду останнього елемента.

Як можна змістити оптичний центр поза лінзою?

Телефотогрупа: найчастіше використовується телефотогрупа:

На цій діаграмі є дві групи елементів. Перша група (зліва) діє як "нормальна" (опукла або позитивна) лінза, змушує сходитися промені (сині лінії). Друга група (праворуч) - телефотогрупа, яка виступає як негативний об'єктив, який поширює промені.

Чистий ефект полягає в тому, що точка фокусування «побачить» еквівалент одного позитивного елемента набагато далі (позначений червоними пунктирними лініями). Оптичний центр цього гіпотетичного "еквівалентного єдиного елемента" (H ') є опорною точкою для вимірювання фокусної відстані (f').

Перевернуте телефото: Ви можете обміняти групи, щоб поставити групу телефото попереду. Тоді ви отримуєте (ширококутний) об'єктив, де відстань між останнім елементом та точкою фокусування може бути більше, ніж фокусна відстань. Цю конструкцію називають ретрофокусною лінзою .

Дзеркала: Ви також можете використовувати дзеркала. Дзеркальні лінзи "повторно використовують" свою фізичну довжину, підстрибуючи промені туди-назад. Знову точка фокусу "побачить" еквівалент одного елемента набагато далі.

Дзеркальний об'єктив тут поєднується з телефотогрупою

Чому б ти хотів це зробити?

Що стосується довгих телеоб'єктивів , це тому, що стандартна конструкція надасть об'єктив, який фізично занадто довгий, щоб бути зручним:

500-мм теле без фотогрупи. 500 мм повинно бути не менше 50 см (20 ").

Для ширококутних лінз потрібно виділити більше місця між об'єктивом та датчиком зображення. Як приклад, є 10-міліметрові лінзи для DSLR, але 10 мм між датчиком і об'єктивом не залишать достатньо місця для дзеркала. Тож ультраширокі лінзи, як правило, розроблені як ретрофокусні об'єктиви.

7,5 мм риб’яче око без ретрофокусу. Зверніть увагу, що трубка стирається з кріплення об'єктива, щоб елементи наблизилися до плівки. Якщо встановити об'єктив, потрібно зафіксувати дзеркало, і ви не могли використовувати видошукач або вбудований вимірювальний пристрій під час встановлення об'єктива. (Зображення з B&H )

Тоді як я можу перевірити фокусну відстань лінзи?

Див. Вимірювання фокусної відстані .

Коротко:

• сфотографуйте дві віддалені точки
• виміряти кут між точками
• виміряйте відстань між точками на датчику зображення (підрахуйте пікселі між точками на фотографії та отримайте відстань датчика від роздільної здатності та розміру датчика)
• фокусна відстань = датчик відстані в мм / кут в градусах * (180 / пі)

Джерела:

• 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

Зображення: об'єктив Fisheye з B&H, інші зображення люб'язно надані Вікіпедією.

Вікіпедія дає відповідь ...

"Коли фотооб'єктив встановлено на" нескінченність ", його задня вузлова точка відділяється від датчика або плівки у фокусній площині на фокусну відстань об'єктива."

Що призводить до питання ... Що таке вузлова точка? Також Вікіпедія відповіла так:

"Передня і задня вузлові точки мають властивість, що промінь, спрямований на одну з них, буде заломлений лінзою так, що, здається, він походить від іншого, і з однаковим кутом відносно оптичної осі".

При складній структурі, що є сучасною лінзою камери, задня вузлова точка не завжди буде знаходитися там же, тому питання точності залежатиме від об'єктива.

Щоб розширити пункт Nodal:

Просте визначення: воно знаходиться в центрі еквівалентної одноелементної меніску лінзи, яка має таку ж фокусну відстань і діафрагму, що і складна лінза, що перевіряється.

Найбільш практичний аспект Нодальної точки об’єктива полягає в тому, що це точка, навколо якої лінзу можна розгойдувати, не створюючи жодного руху зображення. Для простої одноелементної лінзи вузол знаходиться в центрі лінзи; для складеної оптичної системи, наприклад, телескопа Шмідта-Кассеграйна, вузол виходить перед об'єктивом.

Трохи складно встановити фізичний тест, щоб знайти вузлову точку кришталика. Я спробую пояснити це без наочних посібників:

Розгляньте штатив для кріплення. Вертикальна вісь обертання головки штатива буде місцем, куди ми збираємося поставити вузол лінзи. Для цього об'єктив повинен бути встановлений на пластині, що дозволяє змінювати відстань від осі штатива. Крім того, зображення повинно проектуватися на екран, не прикріплений до об'єктива (тому корпусом камери не можна користуватися!). Ми шукаємо комбінацію положення екрана та налаштування повзунка, де можна повернути головку штатива, і єдиним ефектом на зображенні є віньєтування, коли оптична вісь лінзи переміщується у / поза, щоб вона відповідала екрану.

Справжнє практичне значення вступає в гру, коли ви робите панорамні знімки. Щоб не було найменших спотворень між зображеннями - а отже, і кращим зшиванням або відстеженням - камеру потрібно повернути навколо її вузлової точки. Таким чином, якщо поставити кишенькову камеру - або навіть ваш фантазійний про DSLR - на штатив безпосередньо, використовуючи точку кріплення корпусу, це означає, що ви обертаєтесь десь між вузловою точкою та площиною зображення, за винятком, можливо, з деякими ширококутними лінзами.

Взагалі кажучи, для очевидного об'єктива 1: 1 (об'ємом 50 мм на фотомагнітолі повного розміру або 35-мм корпусі плівки) вузол буде десь біля середини лінзи. Для зум-об'єктива при повному масштабі він, ймовірно, перебуває попереду, а для широкого кута - десь позаду центру лінзи. Незалежно від того, ким ви користуєтесь, вузол буде знаходитись на вказаній фокусній відстані перед камерою.

(це було предметом однієї з моїх інтенсивніших лабораторій фізики ще в той час, тому навіть я отримав А для цього є розрив пам’яті в 45 років два рази, але я думаю, що я все ще маю загальні деталі) .