Bagaimana lensa dengan panjang fokus tunggal dapat fokus pada lebih dari satu bidang?

Menurut definisi, lensa utama adalah sistem lensa tetap dengan panjang fokus tetap.

Kemudian, fisika sederhana memberi tahu kita bahwa ia harus dapat fokus hanya pada satu bidang (pada jarak tetap) di depannya. Namun sebenarnya Anda bisa fokus pada objek yang dekat maupun jauh.

Apa yang kulewatkan di sini?

Lensa prima masih memiliki elemen fokus bergerak yang memungkinkan Anda mengubah bidang fokus melalui rentang rentang cincin fokus. Perdana adalah lensa yang memiliki panjang fokus tetap (100mm, 50mm dll) sebagai lawan zoom yang akan memungkinkan Anda untuk mencakup berbagai panjang fokus (misalnya 70mm-200mm).

Sebuah fokus tetap lensa tidak dapat mengubah bidang fokus, tapi ini tidak sama dengan lensa prime.

Ini adalah kurangnya pemahaman mendasar tentang apa arti focal length. Mulai dengan lensa elemen tunggal yang sederhana. Pegang cukup jauh dari pesawat agar sesuatu pada jarak "tak terbatas" (katakanlah, matahari atau bulan) menjadi fokus. Jarak dari lensa ke apa pun yang Anda fokuskan adalah jarak fokus lensa itu.

Panjang fokus, bagaimanapun, adalah konsekuensi langsung dari seberapa besar lensa membiaskan cahaya, yang (setidaknya sebagian besar) bergantung pada dua hal: indeks pembiasan gelas / plastik / apa pun yang ada di lensa, dan kelengkungan lensa permukaan.

Untuk mengubah fokus lensa, Anda memindahkan lensa relatif ke bidang di mana Anda membentuk gambar. Khususnya, untuk fokus pada objek yang lebih dekat, Anda memindahkan lensa sehingga lebih jauh dari bidang fokus.

Mengingat situasi normal di mana lensa akan memproyeksikan gambar sedikit lebih besar dari bidang sensor / film, saat Anda memindahkan lensa lebih jauh dari bidang fokus, sudut pandang yang direkam pada bidang fokus akan menyusut. Pada kenyataannya ini bukan perubahan dalam sudut pandang yang disediakan oleh lensa, hanya pengurangan bagian sudut pandang yang disediakan oleh lensa yang dapat direkam oleh sensor / film Anda:

Di sini, garis abu-abu mewakili gambar yang diproyeksikan oleh lensa. Yang lebih rendah mewakili apa yang kita dapatkan dengan fokus pada infinity, dan bagian atas dengan fokus lebih dekat. Garis merah di atas menunjukkan sempit jelas sudut pandang karena lebih dekat fokus. Perhatikan, bagaimanapun, bahwa ini sebenarnya masalah tidak menangkap seluruh gambar yang diproyeksikan oleh lensa, bukan soal lensa itu sendiri yang memiliki sudut pandang yang lebih sempit.

Untuk apa nilainya, efek yang sama menyumbang bukaan efektif yang semakin kecil saat Anda fokus lebih dekat - cahaya yang diproyeksikan melewati tepi sensor jelas tidak diproyeksikan ke sensor, sehingga semakin dekat Anda fokus, semakin sedikit cahaya yang didapat fokus ke sensor, sehingga jumlah cahaya yang lebih kecil dari bagian tengah gambar tersebar di seluruh area tengah. Ini berarti ada lebih sedikit cahaya pada salah satu bagian dari sensor, sehingga aperture efektif yang lebih kecil (misalnya, dengan lensa makro tipikal pada 1: 1, Anda kehilangan hampir 2 stop penuh, sehingga lensa dengan nilai f / 2.8 membutuhkan kira-kira /5.6 paparan).

Ada efek lain yang perlu diingat juga: lensa yang melakukan pemfokusan internal pada dasarnya juga merupakan zoom - yaitu, itu memang mengubah panjang fokus (dan sudut pandang yang sesuai melalui lensa) saat Anda fokus. Beberapa (misalnya, saat ini 105 Micro-Nikkor) dirancang untuk memiliki ini untuk efek menetralkan satu sama lain (sebagian besar pula) sehingga Anda mempertahankan kira-kira sama nyata sudut pandang, terlepas dari mana Anda berfokus.

Pertama, panjang fokus adalah properti dari lensa (dengan lensa maksud saya adalah sepotong plastik atau kaca yang ada di dalam sistem lensa fotografi kamera Anda ). Jika Anda hanya memiliki satu lensa (pikirkan kaca pembesar) dan gerakkan di sekitar sehubungan dengan objek dan bidang proyeksi Anda (atau sensor dalam kamera dalam hal ini), panjang fokus lensa itu tetap sama. Panjang fokus diputuskan selama pembuatan lensa (ini tidak terjadi pada mata manusia, yang dapat mengubah panjang fokus menggunakan otot).

Namun, dengan lensa yang sama Anda dapat fokus pada objek pada jarak yang berbeda menggunakan rumus ini:

1/f = 1/s1 + 1/s2

Dimana fadalah panjang fokus lensa Anda, s1adalah jarak dari pusat lensa ke bidang proyeksi, dan s2adalah jarak dari pusat lensa ke objek. Untuk fokus pada objek pada jarak yang berbeda Anda hanya perlu menyesuaikan posisi lensa sehubungan dengan sensor yang sesuai. Sekali lagi, panjang fokus fselalu tetap sama.

Dari sini dapat diketahui bahwa jika Anda mengambil gambar objek yang jauh jauh 1/f = 1/s1 + 0maka jarak fokus Anda cocok dengan jarak ke sensor, tetapi untuk jarak lain itu tidak akan terjadi.

Jadi saya pikir kebingungan muncul dari melihat lensa utama sebagai sistem tetap. Sistem lensa prima dapat mengubah jarak dari lensa aktual ke sensor, tetapi itu tidak mengubah sifat lensa yang disebut focal length , yang juga dapat saya definisikan dalam konteks ini sebagai jarak dari pusat lensa ke sensor. ketika sebuah objek yang jauh jauh berada dalam fokus .

Saya tidak berpikir jawaban lain benar-benar menjelaskan kepada saya dan tidak menyelesaikan kebingungan.

Kemudian, fisika sederhana memberi tahu kita bahwa ia harus dapat fokus hanya pada satu bidang (pada jarak tetap) di depannya. Tetapi pada kenyataannya Anda dapat fokus pada objek dekat maupun jauh ... Apa yang saya lewatkan di sini?

Bagian yang Anda lewatkan adalah bahwa panjang fokus lensa diukur ketika lensa difokuskan pada infinity.

Panjang fokus adalah jarak dari pusat optik lensa ke bidang gambar ketika lensa difokuskan pada infinity . Jika Anda fokus pada sesuatu yang lebih dekat, maka jarak dari pusat ke bidang gambar juga dapat berubah, tetapi itu tidak berarti bahwa itu bukan lensa utama. Perbedaan antara lensa prima dan zoom adalah bahwa jarak pusat ke bidang gambar selalu sama untuk lensa prima ketika lensa difokuskan pada infinity , sedangkan jarak untuk zoom dapat berada di mana saja dalam kisaran nilai saat lensa difokuskan pada tak terbatas .