¿Cómo se controla la respiración de enfoque en el diseño de lentes?
Las respuestas aquí señalan que minimizar la respiración de enfoque es especialmente deseable para lentes de cine, y que es una de las características comunes de esas lentes de gama alta. ¿Cómo se logra?
También cabe destacar que esta característica nunca aparece en las especificaciones de las lentes ni en los anuncios. ¿Hay incluso un término para ello? Por ejemplo, tenemos "parafocal" para lentes que mantienen el enfoque cuando se cambia la distancia focal. ¿Hay un buen término para una lente que mantiene la distancia focal cuando se cambia el enfoque? (Si no, ¡puntos para las mejores sugerencias!)
Una lente que es realmente telecéntrica en el espacio de la imagen necesariamente no tiene respiración de enfoque. Es decir, el rayo principal es paralelo al eje óptico entre el elemento posterior y el plano de la imagen. Aquí hay una imagen de thorlabs:
Para ubicar el rayo principal, busque el haz de rayos que comienza desde el punto o ángulo del objeto más alejado del eje óptico. El rayo central del haz se conoce como rayo principal y define el campo de visión de la lente. El rayo principal debe cruzar el centro de la apertura, aunque esto se viola en algunos sistemas ópticos que tienen aberraciones pupilares significativas.
Debido a que el rayo principal es paralelo al eje óptico cuando se acerca al plano de la imagen, el aumento longitudinal es cero, es decir, a cualquier distancia de enfoque, el aumento es el mismo. El requisito para que una lente sea telecéntrica es que la lente detrás del tope de apertura esté separada 1 distancia focal del tope. En una lente real con muchos elementos, la "distancia focal total" de lo que está detrás del tope debe ser igual a la distancia del tope al primer punto principal del primer elemento. Un punto principal es simplemente donde la luz parece doblarse en una lente.
Ser telecéntrico es muy deseable para las lentes de cine, ya que el sensor, la película, etc., se conocen menos fácilmente en comparación con cuando uno diseña algo como una montura Canon EF. Un diseño telecéntrico evita cambios de color, viñetas y otros problemas en el borde de la imagen relacionados con el ángulo de aceptación máximo de sensores particulares. Una gran cantidad de lentes de cámara 'telecéntricas' son en su mayoría telecéntricas, con un ángulo de rayo principal de aproximadamente 3 grados o menos. Esto es suficiente y proporciona un poco de espacio para respirar en el diseño.
El método alternativo es diseñar movimientos iguales en ambos lados del tope de apertura. Por ejemplo, puede tener una lente con un miembro frontal de 100 mm (un "miembro" es la suma de todas las lentes antes o después del tope) y un miembro posterior de 50 mm. En un diseño de enfoque trasero donde se mueve el miembro trasero, la distancia focal puede cambiar a 40 mm debido a un cambio en el espacio aéreo central. El impacto de -20 % en la distancia focal se puede compensar con una ganancia de +20 % en la distancia focal con un segundo grupo de enfoque en la parte frontal de la lente. El cambio neto es precisamente la misma distancia focal efectiva para el sistema, por lo que no respira.
Sin embargo, los movimientos de enfoque deben optimizarse con muchos puntos para garantizar que no haya mínimos ni máximos locales en la distancia focal.
JDługosz
matt grum
JDługosz