De brandpuntsafstand
is een optische eigenschap van de lens
Brandpuntafstand
Fotografie » TechTalk » Fysica » Brandpunt
Andere items:

Brandpunt (afstand)


Hoe men aan deze vreemde figuur komt:
zie de theorie van de lens


Eenzelfde toestel,
twee verschillende brandpuntsafstanden:
één optisch (voorkant optiek)
en één gevoelsmatig op de zoomring

De brandpuntafstand is een eigenschap van de lens. Het geeft aan waar de lichtstralen van een veraf gelegen lichtbron zoals de zon (evenwijdige lichtstralen) samenkomen (geconcentreerd worden). Het reëel beeld dat door de gevoelige plaat (sensor, film of matglas) opgevangen wordt zit op de brandpuntsafstand voor onderwerpen die op oneindig zitten. Maar onderwerpen zitten niet op oneindig (je zou ze anders niet zien), en dus is de focus afstand een beetje meer dan de brandpuntsafstand. Hoeveel meer? Voor een volledige beschrijving zie de theorie van de beeldvorming bij lenzen.
Mis dus niet:
  • brandpuntsafstand (ƒ): afstand tot aan het "brandpunt" voor evenwijdige lichtstralen,
  • focus afstand: vlak waar het reëel beeld ontstaat (en waar de sensor moet staan). De focus afstand zit tussen ]1×f .. 2×f] voor de meeste lenzen. Let op de rechte haakjes!

Telephoto en retrofocus

Bij telelenzen wordt een speciale lensconstruktie gebruikt (telephoto) waardoor men niet verplicht is te werken met extreem lange lenzensystemen. Zonder "telephoto" zou een tele-lens van 200mm bijna een halve meter lang moeten zijn! Dezelfde principe (maar nu omgekeerd) wordt trouwens toegepast bij extreme breedhoeklenzen, omdat anders de lenzen veel te dicht tegen de sensor zouden moeten geplaatst worden.

Invloed van de sensorafmeting

Met een brandpuntsafstand van bijvoorbeeld 50mm kan je niet zeggen hoe het beeld er uit zal zien (gezichtshoek). Dit hangt namelijk af van de sensor. In een compacttoestel (met een kleine sensor) geeft een brandpuntsafstand van 50mm een tele-beeld, bij een grootbeeldcamera (met een gevoelige plaat van bijvoorbeeld 6×6cm) geeft een lens van 50mm een breedbeeld.

Omdat de meeste fototoestellen met het formaat 24*36mm werken, wordt er vaak "omgerekend" naar dit formaat om zo vergelijkingen te kunnen maken. M'n Sony DSC-F828 met zijn kleine sensor (4 maal kleiner dan een full size sensor) heeft een lens met een brandpunt van 7.1-51mm. Omgerekend komt dit overeen met een lens van 28-200mm op een 24×36 toestel. Deze omgerekende waarden staan zelfs op de zoomring, niet de echte optische waarden (waarmee je geen vergelijkingspunt hebt).

Invloed van de afstand
(focus breathing)

De brandpuntsafstand wordt altijd vermeld voor een onderwerp op ∞. Als er wordt scherpgesteld op een onderwerp dat dichterbij staat, dan kan de brandpuntsafstand (en dus de openingshoek) veranderen. De recente Nikon 70-200mm f2.8-GB AF-S ED VR II heeft een brandpuntsafstand van 200mm voor onderwerpen op ∞. Op 1.4m (de korste afstand waarop scherpgesteld kan worden), is de brandpuntsafstand gereduceerd tot 128mm. Dit is het geval bij de meeste lenzen, maar in dit geval is het fenomeen duidelijk merkbaar. Ook de bekende 18-200-lenzen (in al hun gedaantes) hebben last van dit fenomeen. Enkel cinematografische lenzen zijn volledig gecompenseerd.

Openingshoek
(gezichtshoek)

In plaats van te werken met brandpunstafstanden (die dan omgerekend moeten worden rekening houdend met de sensorgrootte om een "equivalente brandpuntsafstand" te bekomen) zou men beter de openingshoek gebruiken. De formule is eenvoudig:

α = 2 arctan (d)

Met d de lengte van de diagonaal door de sensor en ƒ de brandpuntsafstand. Een normale lens (brandpuntsequivalent=50mm) heeft een openingshoek van 45°. Een lens met een openingshoek van 90° heeft een brede kijk op de wereld en wordt daarom breedhoeklens genoemd. Door openingshoeken met elkaar te vergelijken kan je je een idee vormen van het soort beeld dat de lens zal produceren, zonder de brandpuntsafstand en de sensorgrootte te kennen. Het probleem is echter dat men zo gewoon is te werken met de brandpuntsafstand (vroeger bestond er eigenlijk maar één formaat, namelijk het 24×36mm filmformaat) dat de juistere benaming openingshoek misschien nooit in voege zal treden.

Gezichtsveld

online gezichtsveld calculator
Online gezichtsveld calculator
Er bestaan ook formules voor het berekenen van het gezichtsveld. Het gezichtsveld is heelwat praktischer dan de openingshoek. Deze formules hebben altijd twee parameters nodig: de optische brandpuntsafstand van de lens en het type van fototoestel (verschillende sensorafmetingen). Het gezichtsveld wordt gegeven bij een bepaalde afstand. Voor verrekijkers is dat doorgaans 1000 meter: "deze verrekijker heeft een gezichtsveld van 300m op 1000 meter afstand", maar voor spiegelreflextoestellen gebruikt men een andere uitgangspunt: "kan ik in mijn fotostudio van 6 meter een fotomodel full body fotograferen?".