¿Cómo puede una lente con una sola distancia focal enfocarse en más de un plano?

Una lente principal todavía tiene un elemento de enfoque móvil que le permite cambiar el plano focal a través del rango del rango del anillo de enfoque. Una lente principal es una lente que tiene una distancia focal fija (100 mm, 50 mm, etc.) en lugar de un zoom que le permitirá cubrir un rango de distancias focales (70 mm-200 mm, por ejemplo).

Una lente de foco fijo no puede cambiar su plano focal, pero esto no es lo mismo que una lente principal.

Esta es una falta fundamental de comprensión de lo que significa la distancia focal. Comience con una lente simple de un solo elemento. Manténgalo lo suficientemente lejos del avión para que algo a una distancia "infinita" (digamos, el sol o la luna) esté enfocado. La distancia desde la lente a lo que sea que estés enfocando es la distancia focal de esa lente.

La distancia focal, sin embargo, es una consecuencia directa de la cantidad de luz que refracta esa lente, que (al menos en su mayoría) depende de dos cosas: el índice de refracción de ese vidrio/plástico/lo que sea en la lente, y la curvatura de la lente. superficies.

Para cambiar el enfoque de la lente, mueva la lente en relación con el plano en el que está formando la imagen. Específicamente, para enfocar un objeto que está más cerca, mueve la lente para que esté más lejos del plano de enfoque.

Dada la situación normal en la que la lente proyectará una imagen un poco más grande que el plano del sensor/película, a medida que mueva la lente más lejos del plano focal, el ángulo de visión registrado en el plano focal se reducirá. En realidad, esto no es un cambio en el ángulo de visión proporcionado por la lente, simplemente una reducción en la parte del ángulo de visión proporcionada por la lente que su sensor/película puede registrar:

Aquí, las líneas grises representan la imagen proyectada por la lente. El inferior representa lo que obtendríamos con él enfocado al infinito, y el superior con un enfoque considerablemente más cercano. Las líneas rojas en la parte superior muestran el ángulo de visión aparente más estrecho debido al enfoque más cercano. Tenga en cuenta, sin embargo, que en realidad se trata de no capturar la imagen completa que proyecta la lente, no de que la lente en sí tenga un ángulo de visión más estrecho.

Por lo que vale, el mismo efecto explica que la apertura efectiva se hace más pequeña a medida que se enfoca más de cerca: la luz que se proyecta más allá de los bordes del sensor obviamente no se proyecta sobre el sensor, por lo que cuanto más se enfoca, menos luz recibe enfocada en el sensor, por lo que la menor cantidad de luz de la parte central de la imagen se distribuye por toda el área del centro. Esto significa que hay menos luz en cualquier parte del sensor, por lo que la apertura efectiva es más pequeña (p. ej., con un objetivo macro típico de 1:1, se pierden casi 2 puntos completos, por lo que un objetivo con una clasificación de f/2,8 necesita aproximadamente un f /5.6 exposición).

También hay otro efecto a tener en cuenta: una lente que hace enfoque interno es básicamente también un zoom, es decir, cambia la distancia focal (y el ángulo de visión correspondiente a través de la lente) a medida que enfoca. Algunos (p. ej., el 105 Micro-Nikkor actual) están diseñados para que estos efectos se contrarresten entre sí (en su mayoría de todos modos) para que mantenga aproximadamente el mismo ángulo de visión real , independientemente de dónde esté enfocado.

Primero, la distancia focal es una propiedad de una lente (por lente me refiero a una pieza de plástico o vidrio que está dentro del sistema de lentes fotográficos de su cámara ). Si solo tiene una sola lente (piense en una lupa) y la mueve en relación con un objeto y su plano de proyección (o un sensor en una cámara), la distancia focal de esa lente sigue siendo la misma. La distancia focal se decide durante la fabricación de la lente (este no es el caso del ojo humano, que puede cambiar la distancia focal usando músculos).

Sin embargo, con la misma lente puedes enfocar objetos a diferentes distancias usando esta fórmula:

1/f = 1/s1 + 1/s2

¿Dónde festá la distancia focal de su lente, s1es la distancia desde el centro de la lente hasta el plano de proyección y s2es la distancia desde el centro de la lente hasta un objeto? Para enfocar un objeto a una distancia diferente, solo necesita ajustar la posición de la lente con respecto al sensor en consecuencia. Una vez más, la distancia focal fsiempre permanece igual.

De esto se deduce que si está tomando una fotografía de un objeto que está infinitamente lejos, 1/f = 1/s1 + 0su distancia focal coincide con la distancia al sensor, pero para cualquier otra distancia no será el caso.

Así que creo que la confusión surge al considerar las lentes principales como un sistema fijo. Los sistemas de lentes principales pueden cambiar la distancia desde la lente real hasta el sensor, pero eso no cambia la propiedad de esa lente llamada distancia focal , que también podría definir en este contexto como la distancia desde el centro de la lente hasta el sensor . cuando un objeto que está infinitamente lejos está enfocado .

No creo que las otras respuestas realmente me hayan aclarado y no hayan resuelto la confusión.

Entonces, la física simple nos dice que debería poder enfocarse solo en un plano (a una distancia fija) frente a él. Pero, de hecho, puedes enfocar objetos tanto cercanos como lejanos... ¿Qué me estoy perdiendo aquí?

La parte que te falta es que la distancia focal de una lente se mide cuando la lente está enfocada al infinito.

La distancia focal es la distancia desde el centro óptico de la lente hasta el plano de la imagen cuando la lente está enfocada al infinito . Si enfoca algo más cercano, entonces la distancia desde el centro hasta el plano de la imagen también puede cambiar, pero eso no significa que no sea una lente principal. La diferencia entre una lente principal y un zoom es que la distancia del centro al plano de la imagen es siempre la misma para una lente principal cuando la lente está enfocada al infinito , mientras que la distancia para un zoom puede estar en cualquier rango de valores cuando la lente está enfocada al infinito .