¿Cómo afectan los tubos de extensión a la distancia de enfoque?

Con cierta distancia al sujeto, está enfocado a cierta distancia del sensor de imagen. A medida que te acercas a la lente, el lugar en el que está enfocado retrocede. esto se debe a que la propiedad de la lente para desviar la luz es, en principio, fija y, a medida que te acercas, cambias los ángulos entrantes. Naturalmente, algo tiene que compensar esto, y la distancia desde la lente hasta el plano del sensor es de una manera. Y la belleza de esta solución es que es fácil de hacer.

Cuando enfoca su lente, también moverá las lentes. Los diseños antiguos y simples alejan todas las lentes del sensor a medida que enfoca desde la distancia máxima a la mínima. Ver [izquierda] enfoque lejano [derecha] enfoque cercano:

Puede ver que todo el grupo de sujeción de lentes se movió más hacia el interior de la cámara de lentes.

Tienen que tomar la decisión de detener el movimiento mecánico en alguna parte. Pero cuando agrega un anillo espaciador para mover toda la lente más lejos, puede enfocar más cerca, a expensas del infinito, porque ahora la lente no puede moverse lo suficientemente cerca.

Los nuevos movimientos de enfoque interno explotan que el "objetivo" está hecho de muchas "lentes", y las desplaza relacionalmente para mantener el enfoque en la distancia del sensor.

Puede decir que el método de la vieja escuela reconoce y utiliza el hecho de que los sujetos más cercanos están enfocados más lejos de la lente, y el enfoque interno cambia las propiedades de flexión del ángulo para compensar.

Entonces podría preguntar por qué a menudo dejan de mover las lentes a una distancia de enfoque mínima de alrededor de 50-85 mm. ¿Son astutos y quieren venderle lentes macro caros? Obviamente, el tamaño es un factor competitivo. Además, al pasar al trabajo macro, hay algunos desafíos ópticos que deben solucionarse además del mínimo. distancia de enfoque como el enfoque de campo plano. En este rango, el DOF es extremadamente estrecho y para macro desea nitidez en las esquinas. También desea un lapso de enfoque manual más largo para ajustar con precisión dónde colocar ese plano estrecho.

Eche un vistazo a la fórmula de la lente delgada (imagen tomada de Wikipedia):

S ₁ aquí es la distancia entre el sujeto y la lente, y S ₂ es la distancia desde la lente hasta el punto donde se forma la imagen del sujeto. f es la distancia focal de la lente.

Puedes ver que a medida que la distancia S ₁ se hace más pequeña, S ₂ tiene que hacerse más grande para compensar. Es decir, a medida que mueve el sujeto más y más cerca del frente de la lente, el lugar donde la lente enfoca la imagen se aleja más del (otro extremo de) la lente.

La óptica de una lente de cámara es obviamente más compleja que una simple lente delgada, pero la misma idea está en juego. La lente de una cámara tiene un mecanismo que le permite mover la óptica para ajustar el punto focal, pero ese mecanismo solo puede moverse hasta cierto punto. Agregar un espaciador entre la lente y la montura cambia efectivamente el rango en el que la lente puede enfocar, lo que permite que la lente enfoque los objetos más cercanos a la lente de lo que podría hacerlo de otra manera, pero evita que enfoque hasta el infinito.

Como principiante, también me he preguntado acerca de esto y se me ocurrió lo siguiente:

Suposiciones simplificadas: 1. La ecuación de la lente delgada (1/objeto_dist + 1/sensor_dist = 1/f) se cumple para la lente como una aproximación. donde, object_dist = distancia del objeto desde la lente. sensor_dist = distancia del sensor desde la lente.

2. El enfoque se realiza alejando o acercando la "lente" al sensor (es decir, cambiando sensor_dist), pero la lente solo puede moverse una distancia finita.

   2.1 Cuando la lente está enfocada al infinito, la lente está más cerca del sensor y sensor_dist = f, llamemos a esto la ubicación del enfoque infinito. 1/object_dist + 1/sensor_dist = 1/f en el infinito, 1/object_dist = 1/infinity = 0. por lo tanto, 0 + 1/sensor_dist = 1/f --> sensor_dist = f.

   2.2 Cuando la lente se enfoca a su distancia de enfoque más cercana, está más lejos del sensor. Solo puede alejarse hasta cierto punto debido a las limitaciones del diseño físico.

   2.3 En resumen, enfoque en el infinito: object_dist = infinito, sensor_dist = f, el más cercano al sensor. Enfoque en el más cercano: object_dist = más cercano, sensor_dist = más alejado del sensor (por limitaciones de diseño).

Ahora las respuestas.

1. Debido a que la lente solo puede moverse una cierta distancia, la adición de una extensión evita que la lente regrese a su ubicación de enfoque infinito anterior (f, la más cercana al sensor) y, por lo tanto, evita que la lente enfoque al infinito.

2. Tiene razón al afirmar que la razón por la cual la distancia mínima de enfoque disminuye (cuando se usa una lente con tubos de extensión) es porque la distancia focal de la lente permanece igual, pero la luz tiene que viajar más para alcanzar el sensor/película.

   La ecuación de la lente delgada: 1/object_dist + 1/sensor_dist = 1/f

   Si f permanece constante pero sensor_dist (la distancia desde el sensor o la distancia que la luz tiene que viajar para alcanzar el sensor) aumenta, object_dist tiene que disminuir para compensar.

La respuesta es que un lente tiene dos partes, una distancia focal (zoom) y una distancia focal (enfoque). Adherirse a una lente de distancia focal fija. Se venden con la capacidad de enfocar desde el infinito hasta una distancia cercana.

Lo que esta es la capacidad de enfocar en un punto las líneas que golpean la parte frontal de la lente paralelas (infinito) y doblar esas para golpear el plano focal (película o sensor) y formar haces de luz. Un punto cercano (distancia de enfoque mínima) también se dobla hacia el plano focal.

Entonces, la lente tiene un rango de flexión que puede lograr en un plano detrás de ella. Cuando agrega un tubo de extensión, está alejando el avión. Entonces, cuando el avión está más lejos, el ángulo de salida debe ser mayor, por lo que el ángulo de entrada debe ser menor. Menos de 90 entradas (infinito) significa que pierde el enfoque a distancia.

Así que al segundo punto de distancia mínima. Disminuye porque el ángulo de salida de la lente es más grande, por lo que la curvatura mínima que la lente puede manejar ahora permite una entrada de ángulo pequeña.

En una lente de zoom, ya está cambiando el punto de enfoque efectivo y el ángulo de enfoque. Pero la lente aún tiene una flexibilidad limitada.