Dado que no es "longitud focal", ¿cuál es el término para la distancia a la que las cosas están enfocadas?

Tenía la impresión de que la "distancia focal" de una lente es la distancia a la que las cosas aparecen enfocadas. (Por ejemplo, tal vez configuro la cámara para que los objetos a 3 metros de distancia aparezcan nítidos, y todo lo que esté más cerca o más lejos se vea borroso). Pero todo lo que he leído parece sugerir que la distancia focal es en realidad una forma un poco extraña de describir el campo. de vista de la lente, y en realidad nada que ver con el enfoque en absoluto. (?)

Entonces, ¿cuál es el término correcto para "las cosas a esta distancia estarán enfocadas"? (Es decir, lo que cambia con el anillo de enfoque). Si quiero que las cosas a 3 metros de distancia aparezcan nítidas, ¿qué parámetro he configurado en 3 metros?

todo lo que he leído parece sugerir que la distancia focal es en realidad una forma un poco extraña de describir el campo de visión de la lente . La distancia focal de una lente solo está indirectamente relacionada con su campo de visión. La distancia focal de una lente se define mediante la ecuación de la lente delgada y se puede interpretar como una medida de la fuerza inversa de la lente. Si hace que las superficies ópticas de una lente sean más curvadas, o si aumenta su índice de refracción, se vuelve más fuerte y la distancia focal disminuye.
El campo de visión no tiene absolutamente nada que ver con la distancia focal hasta que se combina con el tamaño de la imagen proyectada. (es decir, tamaño del sensor o tamaño de la película). Un objetivo de 50 mm es ultra gran angular en una cámara de gran formato, gran angular en una de formato medio, normal en una cámara de 35 mm/FF, ligeramente teleobjetivo en una cámara APS-C o µ4/3 y superteleobjetivo en una cámara con Sensor de 1/3" o más pequeño.
Se debe advertir a las personas que navegan casualmente que la respuesta más votada y aceptada por ElendilTheTall es incorrecta.
Es lo suficientemente correcta dentro de las limitaciones de la fotografía fija de la misma manera que las leyes de movimiento de Newton son lo suficientemente correctas dentro de las limitaciones de velocidades muy por debajo de la velocidad de la luz, a pesar de las Teorías General y Especial de la Relatividad de Einstein.

Respuestas (3)

La distancia focal es la distancia entre la lente y el sensor cuando el sujeto está enfocado, no la distancia al sujeto.

El término para la distancia al sujeto enfocado es la distancia de enfoque y se mide desde el plano de la imagen (plano del sensor/película). La distancia entre el objetivo y el sujeto se denomina distancia de trabajo, que puede ser significativamente menor en el contexto de la fotografía macro. La zona que aparece enfocada a ambos lados (anverso y reverso) del sujeto es la profundidad de campo . Esto varía con la apertura: la profundidad de campo aumenta a medida que la apertura se hace más pequeña (el número f se hace más grande). En igualdad de condiciones, la profundidad de campo es mayor en f/4 que en f/2.

Entonces, si enfoca un objeto a 3 metros de distancia con una distancia focal de 18 mm y una apertura de f/11, todo, desde 1 m hasta el infinito, estará enfocado. Sin embargo, si enfoca el mismo sujeto con la misma apertura con una distancia focal de 135 mm, el límite de enfoque cercano es de 2,9 m y el límite de enfoque lejano es de 3,1 m; en otras palabras, la profundidad de campo es de solo 20 cm.

+1, pero un par de aclaraciones importantes. Primero, en una lente compleja (como cualquier lente de cámara no tóxica), el punto desde el cual se mide la distancia focal es complicado, y no debe confundirse con la distancia focal de la brida. Y segundo, tenga en cuenta que la distancia focal nominal de una lente (la que está escrita en las especificaciones y en la lente) es la de la lente enfocada al infinito.
¿"Longitud focal" ≠ "distancia focal"? ¡Dios mío, suenan como sinónimos exactos! Joder, eso es confuso...
@mattdm "no tóxico"?
Otra aclaración (menor pero importante): la profundidad de campo no es la zona que está "enfocada"; es la zona que aparece " aceptablemente enfocada". Solo una distancia está "perfectamente" enfocada, independientemente de la configuración de apertura. (Lo que aparece enfocado en una imagen también depende al menos de la ampliación y la distancia de visualización de la imagen final).
@scottbb LOL autocorrección. "No JUGUETE"
@MathematicalOrchid Tenga en cuenta la distancia focal pero la distancia de enfoque .
La apertura se vuelve más pequeña cuando el número f aumenta, porque el número f es un divisor. La apertura física en f/4 es menor que en f/2, para el mismo valor de f (distancia focal), porque un cuarto de algo es menos de la mitad de lo mismo. Sin embargo, la profundidad de campo aumenta cuando la apertura física se reduce (mayor número f). He propuesto una edición para corregir esto en la respuesta.
La distancia focal es la distancia entre la lente y el sensor cuando el sujeto está enfocado. No, esto es incorrecto. Consulte cualquier libro de texto de física para estudiantes de primer año. La distancia que estás definiendo se llama distancia del objeto, y siempre es mayor que la distancia focal (para una imagen real, que es el caso de interés para la fotografía).
Todavía me duele la cabeza por esa breve pero intensa reflexión sobre cómo podría funcionar esta compensación entre toxicidad y complejidad... oO
@BenCrowell En fotografía, la definición dada es aceptablemente precisa. La "distancia focal" nominal de una lente es la de un objeto en el infinito y, además, generalmente es solo una aproximación para objetos a una distancia >> distancia focal (real). En estos límites, la definición se mantiene. Dada su capacidad para enfocar, incluso las lentes principales, naturalmente, no pueden tener una distancia focal absolutamente fija (según un físico), pero nuevamente, esta definición es aceptablemente correcta en el contexto en cuestión. Si está feliz de aceptar que Newton tiene su lugar cuando Einstein es "más correcto", también puede ver esto como cierto.
Es muy desalentador que la respuesta más votada y aceptada sea simplemente incorrecta. Esto es simple física de primer año. (Y, por cierto, tengo un doctorado en física y he estado enseñando la materia durante 20 años).
@BenCrowell No está mal . ¿Cómo se puede tener un doctorado en física y, sin embargo, no darse cuenta de que las ecuaciones, definiciones y teorías se definen dentro de un conjunto determinado de límites? Con la distancia del objeto uy la distancia de la imagen v, la distancia focal fes 1/f = 1/v + 1/u. En una cámara, 1/u <<1/vpor lo que la distancia focal es f ≈ v. Estos tipos de ecuaciones aproximadas son tan sorprendentemente comunes en todas las ramas de la física que me pregunto qué les está enseñando a sus alumnos. Según su lógica, las leyes del movimiento de Newton son "simplemente incorrectas", a pesar de que el mundo entero las usa muy bien parav << c
@BenCrowell Por supuesto, podría argumentar que incluso 1/f = 1/v + 1/ues "simplemente incorrecto" ya que es una aproximación de una lente delgada, y una lente fotográfica ciertamente no es eso en absoluto. 23 elementos de lentes en 19 grupos... mejor romper Zemax para eso. Esta respuesta probablemente debería durar al menos unos pocos capítulos antes de que alguien se atreva a aventurar una noción sobre lo que realmente significa una distancia focal. ;)
@BenCrowell La misma nomenclatura a menudo significa cosas diferentes en diferentes disciplinas. Esto es cierto incluso cuando las disciplinas están relacionadas. Llamar al plano donde reside la película o el sensor "plano focal" es totalmente incorrecto en la física de laboratorio. Sin embargo, los fabricantes de cámaras más grandes del mundo (Canon y Nikon) etiquetan el plano del sensor/película como el "plano focal". Un obturador con cortinas directamente en frente del plano de la película/sensor siempre se ha llamado "obturador de plano focal".

La ecuación de la lente delgada es 1/ f = 1/ d o + 1/ d i , donde

  • f = distancia focal
  • d i = distancia de la imagen = distancia de la lente al sensor
  • d o = distancia del objeto = distancia de la lente al sujeto.

La distancia focal de una lente se define mediante la ecuación de la lente delgada y se puede interpretar como una medida de la fuerza inversa de la lente. Si hace que las superficies ópticas de una lente sean más curvadas, o si aumenta su índice de refracción, se vuelve más fuerte y la distancia focal disminuye. Cuando cambia do y di para mantener el enfoque, la distancia focal f normalmente permanece constante ; esto es lo que justifica interpretarlo como una propiedad fija del cristalino. (Como se señaló en un comentario, algunas lentes contienen partes móviles que les permiten cambiar automáticamente su distancia focal, pero este es un problema secundario).

Entonces, ¿cuál es el término correcto para "las cosas a esta distancia estarán enfocadas"?

De forma genérica, en óptica se denomina distancia al objeto. En fotografía también puede denominarse distancia focal.

todo lo que he leído parece sugerir que la distancia focal es en realidad una forma un poco extraña de describir el campo de visión de la lente

Realmente no. La distancia focal simplemente está relacionada con la ampliación y el campo de visión.

Una posible fuente de confusión es que, en muchos casos, cuando estás haciendo fotografía, do es mucho mayor que di . Bajo estas condiciones, d i es aproximadamente igual a f . Por lo tanto, algunas personas pueden tener la impresión de que la distancia focal se define como la distancia entre la lente y el sensor. Pero en realidad, cuando cambias el enfoque de tu cámara, d i cambia mientras que f permanece igual.

La mayoría de las lentes utilizadas para fotografía fija demuestran respiración de enfoque en una medida u otra. Cuando cambia el enfoque en la lente, la distancia focal de la lente cambia, al igual que el campo de visión. Algunas lentes demuestran esto más que otras. Por ejemplo, el Canon EF 70-200 mm f/2.8 L IS II exhibe muy poca respiración de enfoque. A 200 mm y MFD, la distancia focal real todavía está cerca de los 195 mm. El Nikon 70-200 mm f/2.8 VR cuando se configura a 200 mm y se enfoca en MFD, la distancia focal real es solo de aproximadamente 140 mm y el campo de visión es similarmente mayor que cuando la lente se enfoca en el infinito.
@MichaelClark: Gracias por el comentario. He editado la respuesta para reflejar esto.

La respuesta específica al núcleo de su pregunta de título, "el término para la distancia", es: Infinito. Infinito es la distancia (imaginada) del sujeto frente al centro óptico de la lente que corresponde a una imagen enfocada en el sensor cuando está espaciada detrás de la lente a la distancia focal nominal. La "distancia focal" grabada que aparece en algún lugar de la carcasa de la lente es una especificación hipotética de la distancia nominal de la lente al sensor cuando los sujetos (imaginados) en el infinito aparecen "enfocados" en el sensor. Para una lente doble convexa axialmente simétrica simple, el punto de referencia de medición es el centro óptico (también llamado centro geométrico) de la lente. Para enfocar imágenes de sujetos reales más cerca del infinito, la lente debe alejarse del sensor, hacia el sujeto. En esta situación, la distancia focal (no focal) siempre es mayor que el número grabado en el cilindro (la distancia focal). Por lo tanto, la distancia focal nominal es una etiqueta conveniente para caracterizar las propiedades de enfoque del conjunto de lentes. Para conjuntos de lentes compuestas, no existe un punto de referencia fácil de encontrar. El punto de referencia es el centro de un único elemento hipotético con la misma distancia focal. En este caso la técnica para determinar el punto de referencia es muy complicada. Corresponde al lector investigar más. En respuesta a su segunda pregunta sobre: ​​"las cosas a esta distancia estarán enfocadas", el término es "sujeto a la distancia de la lente". Dada f = distancia focal, u = distancia del sujeto a la lente y v = distancia del sensor a la lente, la siguiente fórmula representa la relación: 1/f = ( 1/u ) + ( 1/v ). En el infinito, 1/u tiende a cero.

Lo siento, esa fue una redacción ambigua en mi paráfrasis editada. lo he corregido