¿Qué es exactamente la distancia focal cuando también hay una distancia focal de brida?

La distancia focal no es la distancia desde el elemento trasero al sensor, es la distancia del punto nodal de la lente del objetivo al plano de enfoque. En un sistema simple, la lente puede tener solo un elemento de vidrio y esa es la distancia real, pero en una lente compleja, los diversos elementos se forman para hacer que la lente física sea mucho más pequeña (o, a veces, más larga para distancias focales muy cortas) que la real. distancia focal y para trabajar dentro de la distancia focal de la brida, por lo que no puede ver físicamente la distancia focal.

Si lo piensas por el momento, es bastante obvio. Alguien con una lente de 800 mm no tiene el elemento trasero a casi un metro del sensor de la cámara, la lente sería completamente monstruosa (lo son ahora, esto sería mucho peor). Entonces, obviamente, hay sistemas más complejos en juego aquí como resultado.

Longitud focal

La distancia focal es la distancia entre una lente hipotética de un solo elemento y el sensor requerido para reproducir un aumento dado de la imagen. Esto no está relacionado con la distancia desde el sensor hasta la brida. Vea este ejemplo simplificado.

Si solo usáramos lentes con un solo elemento, la distancia focal indicada siempre sería igual a la distancia entre ese elemento de la lente y el sensor.

Por lo tanto, una lente con una distancia focal de 600 mm tendría que extenderse unos dos pies frente al cuerpo de la cámara. Y una lente con una distancia focal de 18 mm necesitaría que su elemento de lente se colocara a solo 18 mm del sensor. Claramente en una cámara SLR esto es imposible, ya que se extendería demasiado dentro de la cámara.

Desplazamiento del centro óptico

En realidad, las lentes complejas tienen múltiples elementos y esto tiene la capacidad de cambiar el centro óptico del conjunto de la lente.

Con una lente de un solo elemento, el centro óptico está simplemente donde está ese elemento de la lente, pero con más elementos trabajando uno contra el otro, puede cambiar ese centro óptico.

Lente de retroenfoque (gran angular)

Por ejemplo, simplemente agregando un elemento de lente más, puede crear una lente gran angular con una distancia focal menor que la distancia entre el sensor y cualquiera de sus elementos. Esta es una lente de retroenfoque. Esto permite distancias focales más pequeñas que la distancia focal de brida sin que la parte posterior de la lente sobresalga hacia el cuerpo de la cámara.

Teleobjetivo

Del mismo modo, pero al revés, un teleobjetivo es capaz de tener una distancia focal mayor que la longitud real del objetivo. En estas lentes de múltiples elementos, el centro óptico de la lente está fuera del frente del conjunto de la lente.

Por lo tanto, un teleobjetivo de 600 mm en realidad no tiene que tener 600 mm de largo.

En este diagrama , f' representa la distancia focal, que, como puede ver, es más larga que la longitud física del conjunto de la lente.

Curiosamente, este concepto de ampliar la distancia focal se puede llevar a un extremo aún mayor con una lente de espejo, donde los espejos amplían aún más la distancia de viaje de la luz y, por lo tanto, la distancia focal sin aumentar realmente el tamaño físico de la lente.

Usted pregunta " ¿La distancia focal no es literalmente la medida entre el elemento trasero y el sensor? ", Y el resto de la pregunta depende de eso. De hecho, no, la distancia focal no es esa medida .

La distancia focal se mide desde el "centro óptico" de la lente (técnicamente, el "punto nodal posterior" cuando la lente está enfocada al infinito. (Más sobre esto aquí ). Si imagina que los múltiples elementos de una lente compleja moderna " sumar" a una lente imaginaria de un solo vidrio, la distancia focal se mide desde donde estaría .

(Esto es más un comentario que una respuesta, pero quería explicar por qué la otra pregunta ligeramente diferente que marqué como duplicada es realmente lo que necesita ver, y esto es largo para un comentario).

Brida (focal) Distancia

Usamos la distancia de brida para medir mecánicamente al plano del sensor. Se utiliza por conveniencia en la fabricación de hardware. Es arbitrario según el diseño del instrumento/cámara, acordado entre el cliente y el diseñador puramente para la fabricación y tiene poca relevancia óptica más allá de eso. Eso permite que la fabricación de lentes y la fabricación de instrumentos continúen independientemente con el ajuste deseado de las dos piezas, con bastante precisión, dentro de una tolerancia de error aceptable.

Ordeno una lente, digamos. Viene con un punto de referencia maquinado en el cilindro de la lente. La distancia de brida es la distancia conocida al plano de la imagen desde el punto de montaje fabricado para la montura de la lente. A veces hay una rosca o una montura de bayoneta para unir la lente al cuerpo de la cámara/instrumento, a veces se deben usar abrazaderas de lente en un entorno de laboratorio para lentes grandes/pesadas como escáneres, lentes de proceso o trazadores.

Medimos desde ese punto de referencia (más bien relativo) con instrumentos precisos para colocar los diversos sensores o probadores en el lugar correcto anticipado para probar.