لنز دوربین

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از لنز (دوربین))
پرش به ناوبری پرش به جستجو
فارسیEnglish
مجموعه‌ای از لنزهای دوربین‌های مختلف.

لنز (به انگلیسی: Lens) استوانه‌ای حاوی مجموعه‌ای از عدسیها است که نور را از خود عبور داده و به درون دوربین هدایت می‌کند و باعث می‌شود که تصویر به صورت واضح بر روی فیلم عکاسی یا گیرنده تصویر منعکس شود.[۱][۲] کیفیت عکس، بیش‌تر به لنز بستگی دارد تا دوربین. لنز دوربین‌های کامپکت قابل تعویض نیستند، همچنین لنز برخی دوربین‌های ارزان‌قیمت را نیز نمی‌توان جدا کرد، اما لنز دوربین‌های تک‌لنزی بازتابی (SLR) و بعضی دوربین‌های تک لنزی غیر بازتابی (سری کانتاکس) و دو لنزی غیر بازتابی (سری مامیا) قابل تعویض‌اند؛ عکاسان حرفه‌ای معمولاً چندین لنز با فواصل کانونی متفاوت، که بسته به شرایط موضوع بر روی دوربین نصب می‌شود، استفاده می‌کنند. در دوربین دیجیتال با هربار عوض کردن لنز، مقداری غبار وارد بدنهٔ دوربین می‌شود و روی سنسور می‌نشیند. این مسئله در درازمدت کیفیت تصاویر را کاهش می‌دهد، بنابراین در تعویض لنز باید احتیاط کرد. همچنین هر لنزی را نمی‌توان به هر دوربینی وصل کرد، زیرا پایه‌های کنترلی لنز که برای برقراری ارتباط با سیستم الکترونیکی دوربین بکار می‌روند و همچنین محل اتصال فیزیکی لنز با دوربین، در دوربین‌ها و مدل‌های مختلف تفاوت دارند.[۳]

قدرت و کیفیت لنزها به عوامل گوناگونی بستگی دارد که مهم‌ترین آن‌ها فاصله کانونی و عدد دیافراگم است. فاصلهٔ کانونی، فاصلهٔ بین مرکز اپتیکی لنز تا سنسور می‌باشد . فاصله کانونی برحسب میلی‌متر است و معرف زاویه دید لنز است. هرچه فاصله کانونی لنز کمتر باشد، لنز زاویه دید بازتری دارد و به اصطلاح، لنزی وایدتر است و هرچقدر فاصله کانونی بیش‌تر باشد زاویه دید کوتاه‌تر خواهد بود.[۴] برخی از لنزها فاصله کانونی ثابتی دارند و برخی دیگر متغیرند، لنزهایی که فاصله کانونی متغیر دارند انعطاف‌پذیری بیش‌تری دارند و عکاس راحت‌تر می‌تواند کادربندی کند. در مقابل لنزهای با فاصله کانونی ثابت، کیفیت بالاتری دارند.[۵]

در دوربین‌های تک‌لنزی بازتابی فیلمی (دوربین‌های ۳۵ میلی‌متری) به دلیل آنکه اندازهٔ فیلم عکاسی ثابت است، رابطهٔ بین فاصله کانونی و زاویه دید لنزها نیز مشخص است. ولی در دوربین‌های دیجیتال با توجه به اینکه ابعاد سنسور، زاویه دید لنز را تحت تأثیر قرار می‌دهد و هر نوع دوربین ابعاد سنسور ویژهٔ خود را دارد، زاویه دید یک لنز براساس اینکه این لنز روی چه دوربینی با چه ابعاد سنسوری بسته باشد، می‌تواند تغییر کند.[۶]

تاریخچه[ویرایش]

ساختار عدسی[ویرایش]

عدسی کراون

عدسی کراون یکی از انواع عدسی‌های اپتیکال است که در لنزها و دیگر قطعات اپتیکال استفاده می‌شود. ضریب شکست این عدسی نسبتاً کم است(حدود ۱٫۵۲)، همچنین میزان پراکندگی نور کمی دارد(عدد پراکندگی آن حدود ۶۰ است). عدسی کراون از سیلیکات قلیایی(RCH)که حاوی حدود ۱۰% اکسید پتاسیم است ساخته شده همچنین اولین عدسی با کمترین میزان پراکندگی نور است.[۷]

عدسی اگروماتیک (بدون اعوجاج رنگی) که ترکیبی از دو عدسی کراون و فلینت است

نحوه عملکرد لنز[ویرایش]

قانون اصلی دوربین پین‌هول.عبور پرتوهای نور از یک جسم از طریق یک سوراخ کوچک ،یک تصویر را شکل می‌دهد.

وظیفه اصلی لنز دوربین تشکیل تصویر است، همه دوربین‌ها (حتی ساده‌ترین آنها) دارای لنزهایی هستند که از چندین عدسی تشکیل شده‌اند. هر یک از این اجزا به رساندن پرتوهای نور، و بازسازی تصویر (تا آنجائی که ممکن است نزدیک به واقعیت باشد) در حسگر دوربین دیجیتال کمک می‌کنند. هدف نهائی به حداقل رساندن ناهنجاری‌های تصویری در حالیکه از عناصری با کیفیت حداقل استفاده شود، می‌باشد. خطاهای نوری زمانی ایجاد می‌شود که نقاطی از تصویر زمانی که از اجزای لنز عبور می‌کنند، معادلشان نقاطی که مبین دقیق خصوصیات آن نقاط باشد، نباشد که در نهایت سبب محو شدگی (عدم وضوح) و عدم کنتراست و اختلالات رنگی می‌شود. همچنین امکان کاهش روشنایی و اعوجاج تصویر برای لنزهایی که دارای شرایط نامساعد تابشی باشند، وجود دارد. هر یک از ایرادات، تا حدودی در همه لنزها وجود دارد.[۸] نمونه‌ای از امتحان عملکرد لنز سوزاندن کاغذ به وسیلهٔ عدسی در مقابل نور خورشید است به نحوی که عدسی را باید آن قدر حرکت داد تا نور خورشید به صورت نقطه‌ای کوچک بر روی سطح کاغذ درآید که در این حالت بر اثر برخورد پرتوهای نوری به یکدیگر که از عدسی گذشته‌اند گرمای قابل توجه‌ای در محل برخورد به وجود آمده که باعث سوختن کاغذ می‌گردد محل برخورد پرتوهای نوری را نقطه کانونی و حد فاصل عدسی با سطح کاغذ فاصله کانونی گفته می‌شود. در لنزهایی که چندین عدسی مختلف وجود دارد هر عدسی دارای کانون جداگانه‌ای است اما وقتی با هم ترکیب می‌شوند کانون مشترکی پیدا می‌کنند که معمولاً از مرکز لنز تا حدفاصل محل ایجاد تصویر را فاصله کانونی آن لنز می‌گویند که مقدار آن بر روی حلقه جلوی لنز نوشته می‌شود.[۹] [نیازمند منبع]

لنز و عملکرد آن در عکسبرداری مادون قرمز

پیکر بندی لنز[ویرایش]

لنز یک دوربین عکاسی به‌طور کلی از سه قسمت تشکیل شده‌است [۱۰]:

  • اجزا نوری
  • دیافراگم قابل تغییر
  • سیستم اتصال دهنده لنز به دوربین
  • شاتر - در لنزهای شاتر برگی (Leaf shutter)

اجزای نوری لنز[ویرایش]

اجزا نوری لنز تعدادی از اجزا مختلفی هستند که همگی داخل یک سیلندر قرار گرفته‌اند و هر کدام وظایف خاصی را در مسیر عبور نور انجام می‌دهند اجزا داخلی تصویر را بزرگ و کوچک فوکوس می‌کنند و همچنین هنگامی که شعاع نور کج شده باشد تصحیح نوری انجام داده و پراکندگی نور را اصلاح می‌کنند. زوم به عقب یا جلو باعث حرکت دادن یک قسمت مشخص از لنز می‌شود که با تغییر فاصله کانونی اندازه تصویر و میدان دید نیز تغییر می‌کند شعاع نور قبل از رسیدن به دوربین به خاطر عبور از عدسی‌ها ی مختلف و پراکندگی به‌طور کامل به دوربین نمی‌رسد و به همین دلیل تا به حال لنزی ساخته نشده‌است که به‌طور کامل نور را به دوربین می‌رسانند لذا مسایل نور پردازی بسیار مهم می‌باشد.

دیافراگم[ویرایش]

دیافراگم باز - بسته

برای کنترل مقدار نور عبوری از لنز چندین صفحه فلزی کدر به گونه‌ای آرایش یافته‌اند که به وسیله تغییر حلقه تنظیم می‌تواند روزنه مرکزی بین خود را بزرگ و کوچک کنند در کنترل اتوماتیک فرمان باز یا بسته شدن را در یک چشم الکترونیکی صادر می‌کند. عملکرد این قسمت به نحوی است که در روشنی زیاد صفحات فلزی درهم فرو رونده و از شدت نور زیاد جلوگیری می‌کنند وبر عکس در زمانی که نور به حد کافی نباشد بازتر می‌شوند تا تصویر مطلوب فراهم شود اندازه بازشدن دیافراگم مطابق یک سری اعداد که مقدار نور مجاز را تعیین شود F22 تا F1.4 مشخص می‌کند.

اتصال لنز دوربین[ویرایش]

برای اتصال لنز به دوربین نیاز است تا از نگاهدارنده لنز (به انگلیسی: Lens Mount) استفاده شود، انواع مختلفی از این نگاهدارنده‌ای لنز دوربین وجود دارند که نمونه‌هایی از آن‌ها نوع C، CS و Bayonet می‌باشند. نوع C و CS از نظر نحوه عملکرد و قطر مانند یکدیگر هستند و تنها تفاوت آن‌ها فاصله بین سطح خارجی آن و CCD دوربین است که در نوع C برابر ۱۷٫۵۲۶ میلی‌متر و در نوع CS برابر ۱۲٫۵ میلی‌متر است. نوع CS نسبت به مدل C ابعاد کوچکتری دارد اما مهم‌ترین مزیت نوع C را می‌توان در این دانست که بر روی دوربین‌های نوع CS با نصب یک آداپتور اضافی می‌توانند استفاده شوند.

لنز در قطع‌های متخلف[ویرایش]

یک لنز شنایدر ۲۱۰ میلی‌متری که لنز نرمال قطع ۱۳*۱۸ در دوربین‌های قطع بزرگ می‌باشد.

مفهوم اعداد روی لنز[ویرایش]

عددهای متفاوتی که روی لنز دوربین نوشته شده‌است. نمونه این اعداد بدین صورت است: f=6.0 ~ 72 mm 1:2.8~4.8. بخش اول عبارت به معنی محدوده فاصله کانونی متغیر عدسی زوم است که با حرف f مشخص می‌شود. عدد f هر چه کوچکتر باشد، دهانه دیافراگم گشاد تر، دریافت نور بیشتر و کنترل بهتر عمق میدان را سبب می‌شود. در مثال بالا مفهوم اعداد یعنی این که عدسی از نوع زوم با فاصله کانونی ۶ تا ۷۲ میلی‌متر است. هر چه فاصله این دو بیشتر باشد محدوده زوم بیشتر خواهد بود. زوم اپتیکال یک دوربین از تقسیم این دو عدد بر هم مشخص می‌شود که در این لنز زوم اپتیکال ۱۲ برابر است. عدد آخر هم نشان می‌دهد حداکثر بازشدن دیافراگم در حالت واید ۲٫۸ و هنگام تله ۴٫۸ است و هر چقدر عدد کمتر باشد دیافراگم بازتر شده و اصطلاحاً گفته می‌شود لنز سریعتر است که معمولاً برای عکاسی در نور کم مناسب می‌باشد.[۱۱]

فاصله کانونی و زاویه دید[ویرایش]

فیلترها[ویرایش]

لنزهای واید دارای فیلتر سر خود

انواع لنز[ویرایش]

لنزها انواع و کاربردهای مختلفی دارند که عمده‌ترین تفاوتشان، فاصلهٔ کانونی آن‌ها است که از این نظر می‌توان لنزها را به سه گروه تقسیم کرد: لنزهای واید، لنزهای نرمال و لنزهای تله.[۱۲]

لنز نرمال[ویرایش]

چهار نوع لنز نرمال ۳۵ میلی‌متری

لنز نرمال لنزی است که فاصلهٔ کانونی آن به اندازه قطر فیلم یا سنسور دوربین باشد. لنز نرمال در دوربین‌های 135 و فول فریم مترادف با ۵۰ میلی‌متر است. در دوربین‌های APS فاصله کانونی لنز نرمال حدود سی میلمتر در نظر گرفته می‌شود. تصویری که لنز نرمال ایجاد می‌کند تقریباً همان چیزی است که چشم ما می‌بیند، بنابراین از این جنبه هم تصویر آن نرمال است.[۱۳]

لنز واید[ویرایش]

لنز واید به لنزهایی گفته می‌شود که فاصلهٔ کانونی آن‌ها از قطر سطح حساس عکاسی (نگاتیو یا سنسور) کوتاهتر باشد. این لنزها زاویهٔ دید بازی را در اختیار عکاس قرار می‌دهد و از پرمصرف‌ترین لنزها نزد عکاسان هستند و برای عکاسی منظره و عکاسی معماری استفاده می‌شود. از این لنز در مکان‌هایی که امکان عقب رفتن عکاس برای قرار گرفتن تمام سوژه مورد نظر در کادر نباشد کاربرد مناسبی دارد و با استفاده از این لنز می‌توان فضای بیشتری را در عکس جای داد.[۱۴]

زاویهٔ دید این لنزها وسیع‌تر از زاویهٔ دید چشم انسان است در نتیجه این لنزها قادرند محدودهٔ وسیع‌تری از منظرهٔ جلوی دوربین را ثبت کنند. اولین تأثیر آشکار این کار، بازشدن پرسپکتیو ظاهری تصویر و گسترده شدن اجزای آن می‌باشد؛ در این حالت، هرچه فاصلهٔ کانونی لنز کوتاه‌تر شود، اعوجاج تصویر بیشتر می‌شود یعنی تصویر اجسام به صورتی اغراق‌آمیز پهن‌تر می‌شود و فاصلهٔ بین آن‌ها نیز زیادتر از حد معمول به چشم می‌آید، به ویژه اجسام پیش‌زمینهٔ عکس که خیلی بیشتر دستخوش این اعوجاج می‌شوند. از این رو، عکاسان با تجربه برای بدست آوردن عکس‌های طبیعی‌تر با این لنزها، تا جایی که ممکن است پیش‌زمینهٔ تصویر را ساده برمی‌گزینند. البته پرسپکتیو طبیعی همیشه آن چیزی نیست که عکاس بدنبالش باشد. با استفاهٔ خلاقانه از این لنزها می‌توان تصاویر زیبایی به وجود آورد. مثلاً این لنزها خطوط موازی ساختمان‌ها را به شدت متقارب و بلند می‌سازند که می‌توان برای شکوه و عظمت بخشیدن به ساختمان‌ها از آن استفاده کرد، همچنین در عکاسی از مناظر طبیعی هم این لنزها طول جاده‌ها را بلندتر و پیج و خم آن‌ها را شدیدتر می‌کنند.[۱۵]

این لنزها بیش‌تر برای عکسبرداری از مناظر، مجالس، تأسیسات صنعتی، آثار باستانی و به‌طور کلی جاهایی که به وسعت میدان دید لنز نیاز است، کارایی بسیار خوبی دارند و استفاده از این لنزها در یک مورد اصلاً مناسب نیست و آن هم عکاسی پرتره‌است، زیرا برای عکاسی با لنزهای زاویهٔ باز، نزدیک شدن بیش از حد به موضوع است که این کار، اعوجاج شدید تصویر را به همراه خواهد داشت.[۱۶] عمق میدان وضوح این لنزها به مراتب بیشتر از سایر لنزهاست، به‌طوری‌که در بسیاری از شرایط تا فاصلهٔ بی‌نهایت لنز (گاه تا ۱۰۰ متر) در وضوح دائمی لنز قرار می‌گیرد.[۱۷]

عدسی‌های واید به دلیل آنکه دارای فاصله‌های کانونی کم هستند، ابزاری مناسب برای ترکیب بندی محسوب می‌شوند. از ویژگی‌های مهم این لنزها در ترکیب بندی می‌توان به ایجاد دقت زیاد بر روی تمامی سطح تصویر و برجستگی بخشیدن ویژه به پیش زمینه اشاره کرد.[۱۸]

لنز سوپر واید[ویرایش]

لنز ۳۵ میلی‌متری، لنز سوپر واید در سیستم مامیا ۶۴۵.

لنز سوپر واید به لنزی گفته می‌شود که فاصله کانونی آن از عرض فیلم یا سنسور کوتاه‌تر باشد. با این اوصاف، اصطلاح لنز سوپر واید نشان دهنده طیف وسیعی از لنزها، نسبت به اندازه سطح حساس عکاسی در دوربین‌های مورد استفاده می‌باشد. یک لنز ۳۵ میلی‌متری در یک دوربین قطع کوچک، جزو لنزهای واید، و لنزی با همان فاصله کانونی در یک دوربین قطع متوسط ۶۴۵ جزو لنزهای سوپر واید و در دوربین قطع متوسط ۶۷، جزو لنزهای چشم ماهی است.

لنز تله[ویرایش]

یک مجموعه از لنزهای تله

لنز تله به لنزهایی گفته می‌شود که فاصلهٔ کانونی آن‌ها از قطر تصویری که روی فیلم تشکیل می‌دهند بلندتر است، به عبارت دیگر هر لنزی که فاصلهٔ کانونی آن از فاصلهٔ کانونی لنز نرمال دوربین بلندتر باشد، برای آن دوربین لنز تله محسوب می‌شود. [۱۹] این لنزها به دو گونهٔ لنز تله کوتاه و لنز تله بلند تقسیم می‌شوند که لنزهای تله کوتاه در محدودهٔ ۸۵ تا ۲۵۰ میلی‌متر و تله‌های بلند از ۳۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی‌متر هستند. هر دو گروه این لنزها کاربرد زیادی در عکاسی ورزشی و عکاسی حیات وحش دارند.

زاویهٔ دید لنزهای تله بسته تر از زاویهٔ دید چشم انسان است و میدان دید محدودی دارند و در حقیقت هرچه بزرگ تر شوند، محدودیت میدان دید آن‌ها هم بیشتر می‌شود. لذا این لنزها فضای بسته تری از صحنهٔ عکسبرداری را روی فیلم می‌کنند. به همین دلیل هم عملکرد این لنزها به گونه‌ای است که پرسپکتیو صحنه را به ظاهر فشرده تر از حد معمول آن می‌سازند. در نتیجه اجزای تصویری که تشکیل می‌دهند به نظر بزرگ تر می‌آید و فاصلهٔ بین آن‌ها نیز کمتر از حد معمول می‌شود.[۲۰]

عمق میدان لنزهای تله به مراتب کمتر از عمق میدان سایر لنزهاست، به‌طوری‌که گاهی فقط چند سانتی‌متر از میدان دید جلوی دوربین در محدودهٔ وضوح لنز قرار می‌گیرد. این امر یکی از ویژگی‌های زیبا و خاص لنزهای تله به‌شمار می‌شود، زیرا این تمهید برای برجسته و متمایز کردن موضوع اصلی از محیط اطراف آن یا شاخص کردن قسمتی از جزئیات صحنهٔ عکسبرداری کاربرد بسیار خوبی دارد.

لنزهای تله از نظر مشخصات فیزیکی، سنگین تر و بلندتر از لنزهای نرمال هستند و به همین دلیل هم تله‌های بسیار بلند، جایگاه ویژه‌ای برای نصب ‌تک‌پایه یا سه پایه دارند.[۲۱]

لنز تله‌ای که فاصلهٔ کانونی آن دو برابر بیشتر از فاصلهٔ کانونی لنز نرمال باشد، تصویر را دو برابر بزرگ تر روی فیلم ثبت می‌کند. به همین نسبت هرچه فاصلهٔ کانونی لنز بلندتر شود، تصویری بزرگتر بدست می‌آید. از اینرو، لنزهای تله قادرند از فواصل نسبتاً دور به خوبی قسمتی از یک صحنه را به تصویر درآورند. لنزهای تله برای عکسبرداری در جاهایی که نباید زیاد به موضوع نزدیک شد، مانند عکاسی ورزشی یا عکاسی حیات وحش، کارآیی بسیار خوبی دارند. همچنین از این لنزها در عکاسی پرتره هم استفاده می‌شود. هرچه فاصلهٔ کانونی لنزهای تله بلندتر شود، حداقل فاصلهٔ ممکن عکسبرداری با آن‌ها نیز زیادتر می‌شود.[۲۲]

لنزهای کاتادیوپتریک (آیینه‌ای)

لنز زوم[ویرایش]

لنز زوم به لنزی گفته می‌شود که دارای فاصله کانونی متغیر باشند. به عنوان مثال از ۲۴ تا ۱۲۰ میلی‌متر یا ۸۰ تا ۲۰۰ میلی‌متر. تنظیم مقدار زوم لنز از طریق حلقه‌ای که بر روی استوانهٔ لنز قرار دارد انجام می‌شود که با چرخاندن آن فاصلهٔ کانونی لنز هم تغییر می‌کند.[۲۳] لنزهای زوم لنزهایی هستند که فاصلهٔ کانونی آن‌ها متغیر است. در ساختمان این لنزها چندین گروه از عدسی‌های مختلف به‌طور شناور بکار رفته‌است که این امر تغییر فاصلهٔ کانونی را امکان‌پذیر می‌سازد. این لنزها را با دو عدد کوتاه‌ترین و بلندترین فاصلهٔ کانونی آن‌ها مشخص می‌کنند، برای نمونه یک لنز زوم ۳۵-۱۳۵ میلی‌متری، امکان استفادهٔ پیوسته از تمام فواصل کانونی بین ۳۵ تا ۱۳۵ میلی‌متری را فراهم می‌کند، بدین ترتیب، یک لنز زوم به تنهایی کار چندین لنز را انجام می‌دهد.[۲۴]

مبدل‌ها[ویرایش]

لنزهای اضافه شونده – بعضی لنزها در قسمت جلو دارای رزوهٔ فیلتر می‌باشند که می‌توان یک عدسی یا لنز کمکی لنز واید یا لنز تله فوتو را همانند یک فیلتر روی لنز استاندارد بست. در واقع لنز توسط مانت اصلی بر روی بدنه اصلی قرار نمی‌گیرد.

لنزهای خاص[ویرایش]

برخی لنزها، کاربردها و مصارف خاص و ویژه‌ای دارند که برخی از آن‌ها عبارتند از:

لنز اصلاح پرسپکتیو[ویرایش]

یک لنز ۳۵ میلی‌متری اصلاح پرسپکتیو، شرکت پنتاکس.

لنز تصحیح پرسپکتیو یا لنز PC لنزی است که خطاهای پرسپکتیوی را اصلاح می‌کند و در عکاسی معماری کاربرد دارد.

نمایی که از آثار معماری عکسبرداری می‌شود معمولاً با مرکز اثر زاویه دارد و به همین خاطر پرسپکتیوی ایجاد می‌شود که مطلوب نیست. این لنز قابلیت چرخش به جوانب یا بالا و پایین (Shift, Tilt, Swing, Rise/Fall) یا هردو را دارند.[۲۵]

لنز ماکرو[ویرایش]

لنز ماکرو لنزی است که علاوه برداشتن همهٔ مشخصات لنزهای معمولی، امکان فوکوس کردن در فاصله‌های کم و قابلیت بزرگنمایی اشیا که برای عکاسی ماکرو لازم است را نیز دارد.[۲۶]

لنز چشم ماهی[ویرایش]

لنز چشم ماهی (به انگلیسی: Fisheye lens) لنزهایی هستند که حداکثر زاویهٔ دید را به بیننده می‌دهند. معمولاً فاصله کانونی آن‌ها بین ۶ تا ۱۶ میلی‌متر است. دلیل نام‌گذاری این لنزها، شباهت آن‌ها به چشم ماهی و محدب بودن عدسی بیرونی لنز می‌باشد هرچه محدب بودن این عدسی بیشتر باشد زاویهٔ دید، بازتر و انحنای خطوط بیشتر خواهد بود.

عکس حاصل از این لنزها به شکل دایره‌وار می‌باشد که از این لنز برای ایجاد جلوه‌های ویژه تصویری استفاده می‌گردد.

طرح‌های لنز[ویرایش]

برخی از طرح‌های لنزهای اپتیکال قابل توجه عکاسی عبارتند از:

  • انگنیوکس رترفکوس
  • کوک تریپلت
  • دابل-گاوس
  • گرز دگر
  • لیتز المر
  • رپید رکتیلینیر
  • زایس سننر
  • زایس پلنر
  • زایس تسر


برخی از تولید کنندگان لنز:

پانویس[ویرایش]

  1. خرمی‌راد، راهنمای عکاسی دیجیتال، ۲۹۵.
  2. دانایی، آموزش نوین عکاسی، ۲۱۹.
  3. خرمی‌راد، راهنمای عکاسی دیجیتال، ۸۷.
  4. McHugh، Understanding Camera Lenses.
  5. خرمی‌راد، راهنمای عکاسی دیجیتال، ۸۷.
  6. Merrill، Image Sensor Size.
  7. Education، Basic Optics and Optical Instruments.
  8. McHugh، Understanding Camera Lenses.
  9. شبکه آموزش. «آشنایی با انواع لنز Lens دوربین عکاسی». شبکه آموزش. بایگانی‌شده از اصلی در ۱ ژوئیه ۲۰۱۲. دریافت‌شده در ۶ خرداد ۱۳۹۱.
  10. مدیریت آتریداد (۱۹ اردیبهشت ۱۳۹۰). «آموزش تصویربرداری». آتریداد. دریافت‌شده در ۶ خرداد ۹۱. تاریخ وارد شده در |تاریخ بازبینی= را بررسی کنید (کمک)
  11. Bernhard، Number of elements.
  12. صفاکار، عکاسی و دوربین‌های عکاسی، ۶۴.
  13. دانایی، آموزش نوین عکاسی، ۳۸.
  14. کوربت، اصول عکاسی دیجیتال، ۶۴.
  15. صفاکار، عکاسی و دوربین‌های عکاسی، ۶۶.
  16. خرمی‌راد، راهنمای عکاسی دیجیتال، ۴۷.
  17. صفاکار، عکاسی و دوربین‌های عکاسی، ۶۷.
  18. مانته، ترکیب‌بندی در عکاسی، ۱۰۰.
  19. صفاکار، عکاسی و دوربین‌های عکاسی، ۶۸.
  20. صفاکار، عکاسی و دوربین‌های عکاسی، ۶۸.
  21. صفاکار، عکاسی و دوربین‌های عکاسی، ۶۸.
  22. صفاکار، عکاسی و دوربین‌های عکاسی، ۶۹.
  23. کوربت، اصول عکاسی دیجیتال، ۶۴.
  24. صفاکار، عکاسی و دوربین‌های عکاسی، ۷۰.
  25. کوربت، اصول عکاسی دیجیتال، ۶۸.
  26. خرمی‌راد، راهنمای عکاسی دیجیتال، ۸۸.

منابع[ویرایش]

  • خرمی‌راد، نادر (۱۳۸۸). راهنمای عکاسی دیجیتال. تهران: کانون نشر علوم. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۳۲۷-۰۶۸-۱.
  • دانایی، رحیم (۱۳۸۴). آموزش نوین عکاسی. تهران: انتشارات ارسباران.
  • صفاکار، علی (۱۳۸۰). عکاسی و دوربین‌های عکاسی. تهران: انتشارات ابجد. شابک ۹۶۴-۶۴۱۷-۲۲-۱.
  • عباسی، اسماعیل (۱۳۸۵). فرهنگ عکاسی. تهران: سروش. شابک ۹۶۴-۳۷۶-۴۱۰-۹.
  • کوربت، بیل (۱۳۸۴). اصول عکاسی دیجیتال. ترجمهٔ رحیم دانایی. تهران: ارسباران. شابک ۹۶۴-۶۳۸۹-۳۳-۳.
  • نویسندگان (۱۳۴۹). فرهنگ اصطلاحات علمی. تهران: بنیاد فرهنگ ایران. ص. ۷۸۴.
  • مانته، هارالد (۱۳۹۰). ترکیب‌بندی در عکاسی. ترجمهٔ پیروز سیار. تهران: سروش. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۱۲-۰۱۸۳-۰.
  • Merrill, Dick (2007). "Image Sensor Size and Field of View". Digital Outback Photo. Retrieved 20 Feb 2012.
  • McHugh, Sean (2012). "UNDERSTANDING CAMERA LENSES". Cambridge in Colour. Retrieved 20 Feb 2012.
  • Bernhard, J. Suess (2012). "Mastering Black-And-White Photography: From Camera to Darkroom". Retrieved 4 July 2012.
  • Education, Naval (1969). "Basic Optics and Optical Instruments". Retrieved 6 August 2012.
Different kinds of camera lenses, including wide angle, telephoto and speciality

A camera lens (also known as photographic lens or photographic objective) is an optical lens or assembly of lenses used in conjunction with a camera body and mechanism to make images of objects either on photographic film or on other media capable of storing an image chemically or electronically.

There is no major difference in principle between a lens used for a still camera, a video camera, a telescope, a microscope, or other apparatus, but the details of design and construction are different. A lens might be permanently fixed to a camera, or it might be interchangeable with lenses of different focal lengths, apertures, and other properties.

While in principle a simple convex lens will suffice, in practice a compound lens made up of a number of optical lens elements is required to correct (as much as possible) the many optical aberrations that arise. Some aberrations will be present in any lens system. It is the job of the lens designer to balance these and produce a design that is suitable for photographic use and possibly mass production.

Theory of operation

Typical rectilinear lenses can be thought of as "improved" pinhole "lenses". As shown, a pinhole "lens" is simply a small aperture that blocks most rays of light, ideally selecting one ray to the object for each point on the image sensor. Pinhole lenses have a few severe limitations:

  • A pinhole camera with a large aperture is blurry because each pixel is essentially the shadow of the aperture stop, so its size is no smaller than the size of the aperture (third image). Here a pixel is the area of the detector exposed to light from a point on the object.
  • Making the pinhole smaller improves resolution (up to a limit), but reduces the amount of light captured.
  • At a certain point, shrinking the hole does not improve the resolution because of the diffraction limit. Beyond this limit, making the hole smaller makes the image blurrier as well as darker.

Practical lenses can be thought of as an answer to the question: "how can a pinhole lens be modified to admit more light and give a smaller spot size?". A first step is to put a simple convex lens at the pinhole with a focal length equal to the distance to the film plane (assuming the camera will take pictures of distant objects[1]). This allows the pinhole to be opened up significantly (fourth image) because a thin convex lens bends light rays in proportion to their distance to the axis of the lens, with rays striking the center of the lens passing straight through. The geometry is almost the same as with a simple pinhole lens, but rather than being illuminated by single rays of light, each image point is illuminated by a focused "pencil" of light rays.

From the front of the camera, the small hole (the aperture), would be seen. The virtual image of the aperture as seen from the world is known as the lens's entrance pupil; ideally, all rays of light leaving a point on the object that enter the entrance pupil will be focused to the same point on the image sensor/film (provided the object point is in the field of view). If one were inside the camera, one would see the lens acting as a projector. The virtual image of the aperture from inside the camera is the lens's exit pupil. In this simple case, the aperture, entrance pupil, and exit pupil are all in the same place because the only optical element is in the plane of the aperture, but in general these three will be in different places. Practical photographic lenses include more lens elements. The additional elements allow lens designers to reduce various aberrations, but the principle of operation remains the same: pencils of rays are collected at the entrance pupil and focused down from the exit pupil onto the image plane.

Construction

The zoom lens assembly of the Canon Elph

A camera lens may be made from a number of elements: from one, as in the Box Brownie's meniscus lens, to over 20 in the more complex zooms. These elements may themselves comprise a group of lenses cemented together.

The front element is critical to the performance of the whole assembly. In all modern lenses the surface is coated to reduce abrasion, flare, and surface reflectance, and to adjust color balance. To minimize aberration, the curvature is usually set so that the angle of incidence and the angle of refraction are equal. In a prime lens this is easy, but in a zoom there is always a compromise.

The lens usually is focused by adjusting the distance from the lens assembly to the image plane, or by moving elements of the lens assembly. To improve performance, some lenses have a cam system that adjusts the distance between the groups as the lens is focused. Manufacturers call this different things: Nikon calls it CRC (close range correction); Canon calls it a floating system; and Hasselblad and Mamiya call it FLE (floating lens element).[2]

Glass is the most common material used to construct lens elements, due to its good optical properties and resistance to scratching. Other materials are also used, such as quartz glass, fluorite,[3][4][5][6] plastics like acrylic (Plexiglass), and even germanium and meteoritic glass.[7] Plastics allow the manufacturing of strongly aspherical lens elements which are difficult or impossible to manufacture in glass, and which simplify or improve lens manufacturing and performance.[citation needed] Plastics are not used for the outermost elements of all but the cheapest lenses as they scratch easily. Molded plastic lenses have been used for the cheapest disposable cameras for many years, and have acquired a bad reputation: manufacturers of quality optics tend to use euphemisms such as "optical resin". However many modern, high performance (and high priced) lenses from popular manufacturers include molded or hybrid aspherical elements, so it is not true that all lenses with plastic elements are of low photographic quality.[citation needed]

The 1951 USAF resolution test chart is one way to measure the resolving power of a lens. The quality of the material, coatings, and build affect the resolution. Lens resolution is ultimately limited by diffraction, and very few photographic lenses approach this resolution. Ones that do are called "diffraction limited" and are usually extremely expensive.[8]

Today, most lenses are multi-coated in order to minimize lens flare and other unwanted effects. Some lenses have a UV coating to keep out the ultraviolet light that could taint color. Most modern optical cements for bonding glass elements also block UV light, negating the need for a UV filter. UV photographers must go to great lengths to find lenses with no cement or coatings.

A lens will most often have an aperture adjustment mechanism, usually an iris diaphragm, to regulate the amount of light that passes. In early camera models a rotating plate or slider with different sized holes was used. These Waterhouse stops may still be found on modern, specialized lenses. A shutter, to regulate the time during which light may pass, may be incorporated within the lens assembly (for better quality imagery), within the camera, or even, rarely, in front of the lens. Some cameras with leaf shutters in the lens omit the aperture, and the shutter does double duty.

Aperture and focal length

Different apertures on the same lens.
How focal length affects photograph composition: adjusting the camera's distance from the main subject while changing focal length, the main subject can remain the same size, while the other at a different distance changes size.

The two fundamental parameters of an optical lens are the focal length and the maximum aperture. The lens' focal length determines the magnification of the image projected onto the image plane, and the aperture the light intensity of that image. For a given photographic system the focal length determines the angle of view, short focal lengths giving a wider field of view than longer focal length lenses. A wider aperture, identified by a smaller f-number, allows using a faster shutter speed for the same exposure.

The maximum usable aperture of a lens is specified as the focal ratio or f-number, defined as the lens's focal length divided by the effective aperture (or entrance pupil), a dimensionless number. The lower the f-number, the higher light intensity at the focal plane. Larger apertures (smaller f-numbers) provide a much shallower depth of field than smaller apertures, other conditions being equal. Practical lens assemblies may also contain mechanisms to deal with measuring light, secondary apertures for flare reduction,[9] and mechanisms to hold the aperture open until the instant of exposure to allow SLR cameras to focus with a brighter image with shallower depth of field, theoretically allowing better focus accuracy.

Focal lengths are usually specified in millimetres (mm), but older lenses might be marked in centimetres (cm) or inches. For a given film or sensor size, specified by the length of the diagonal, a lens may be classified as a:

  • Normal lens: angle of view of the diagonal about 50° and a focal length approximately equal to the image diagonal.
  • Wide-angle lens: angle of view wider than 60° and focal length shorter than normal.
  • Long-focus lens: any lens with a focal length longer than the diagonal measure of the film or sensor.[10] Angle of view is narrower. The most common type of long-focus lens is the telephoto lens, a design that uses special optical configurations to make the lens shorter than its focal length.

A side effect of using lenses of different focal lengths is the different distances from which a subject can be framed, resulting in a different perspective. Photographs can be taken of a person stretching out a hand with a wideangle, a normal lens, and a telephoto, which contain exactly the same image size by changing the distance from the subject. But the perspective will be different. With the wideangle, the hands will be exaggeratedly large relative to the head. As the focal length increases, the emphasis on the outstretched hand decreases. However, if pictures are taken from the same distance, and enlarged and cropped to contain the same view, the pictures will have identical perspective. A moderate long-focus (telephoto) lens is often recommended for portraiture because the perspective corresponding to the longer shooting distance is considered to look more flattering.

The widest aperture lens in history of photography is believed to be the Carl Zeiss Planar 50mm f/0.7,[11] which was designed and made specifically for the NASA Apollo lunar program to capture the far side of the moon in 1966. Three of these lenses were purchased by filmmaker Stanley Kubrick in order to film scenes in his movie Barry Lyndon, using candlelight as the sole light source.[12][13][14]

Number of elements

The complexity of a lens — the number of elements and their degree of asphericity — depends upon the angle of view, the maximum aperture, and intended price point, among other variables. An extreme wideangle lens of large aperture must be of very complex construction to correct for optical aberrations, which are worse at the edge of the field and when the edge of a large lens is used for image-forming. A long-focus lens of small aperture can be of very simple construction to attain comparable image quality: a doublet (two elements) will often suffice. Some older cameras were fitted with convertible lenses (German: Satzobjektiv) of normal focal length. The front element could be unscrewed, leaving a lens of twice the focal length, and half the angle of view and half the aperture. The simpler half-lens was of adequate quality for the narrow angle of view and small relative aperture. Obviously the bellows had to extend to twice the normal length.

Good-quality lenses with maximum aperture no greater than f/2.8 and fixed, normal, focal length need at least three (triplet) or four elements (the trade name "Tessar" derives from the Greek tessera, meaning "four"). The widest-range zooms often have fifteen or more. The reflection of light at each of the many interfaces between different optical media (air, glass, plastic) seriously degraded the contrast and color saturation of early lenses, particularly zoom lenses, especially where the lens was directly illuminated by a light source. The introduction many years ago of optical coatings, and advances in coating technology over the years, have resulted in major improvements, and modern high-quality zoom lenses give images of quite acceptable contrast, although zoom lenses with many elements will transmit less light than lenses made with fewer elements (all other factors such as aperture, focal length, and coatings being equal).[15]

Lens mounts

Many single-lens reflex cameras and some rangefinder cameras have detachable lenses. A few other types do as well, notably the Mamiya TLR cameras and SLR, medium format cameras (RZ67, RB67, 645-1000s)other companies that produce medium format equipment such as Bronica, Hasselblad and Fuji have similar camera styles that allow interchangeability in the lenses as well, and mirrorless interchangeable-lens cameras. The lenses attach to the camera using a lens mount, which contains mechanical linkages and often also electrical contacts between the lens and camera body.

The lens mount design is an important issue for compatibility between cameras and lenses. There is no universal standard for lens mounts, and each major camera maker typically uses its own proprietary design, incompatible with other makers.[16] A few older manual focus lens mount designs, such as the Leica M39 lens mount for rangefinders, M42 lens mount for early SLRs, and the Pentax K mount are found across multiple brands, but this is not common today. A few mount designs, such as the Olympus/Kodak Four Thirds System mount for DSLRs, have also been licensed to other makers.[17] Most large-format cameras take interchangeable lenses as well, which are usually mounted in a lensboard or on the front standard.

The most common interchangeable lens mounts on the market today include the Canon EF, EF-S and EF-M autofocus lens mounts, the Nikon F manual and autofocus mounts, the Olympus/Kodak Four Thirds and Olympus/Panasonic Micro Four Thirds digital-only mounts, the Pentax K mount and autofocus variants, the Sony Alpha mount (derived from the Minolta mount) and the Sony E digital-only mount.

Types of lens

"Close-up" or macro

A macro lens used in macro or "close-up" photography (not to be confused with the compositional term close up) is any lens that produces an image on the focal plane (i.e., film or a digital sensor) that is one quarter of life size (1:4)to the same size (1:1) as the subject being imaged. Magnification from life size to larger is called "Micro" photography (2:1, 3:1 etc.). This configuration is generally used to image close-up very small subjects. A macro lens may be of any focal length, the actual focus length being determined by its practical use, considering magnification, the required ratio, access to the subject, and illumination considerations. It can be a special lens corrected optically for close up work or it can be any lens modified (with adapters or spacers, which are also known as "extension tubes".) to bring the focal plane "forward" for very close photography. Depending on the camera to subject distance and aperture, the depth-of-field can be very narrow, limiting the linear depth of the area that will be in focus. Lenses are usually stopped down to give a greater depth-of-field.

Zoom

Some lenses, called zoom lenses, have a focal length that varies as internal elements are moved, typically by rotating the barrel or pressing a button which activates an electric motor. Commonly, the lens may zoom from moderate wide-angle, through normal, to moderate telephoto; or from normal to extreme telephoto. The zoom range is limited by manufacturing constraints; the ideal of a lens of large maximum aperture which will zoom from extreme wideangle to extreme telephoto is not attainable. Zoom lenses are widely used for small-format cameras of all types: still and cine cameras with fixed or interchangeable lenses. Bulk and price limit their use for larger film sizes. Motorized zoom lenses may also have the focus, iris, and other functions motorized.

Special-purpose

A tilt/shift lens, set to its maximum degree of tilt relative to the camera body.
Process and apochromat lenses are normally of small aperture, and are used for extremely accurate photographs of static objects. Generally their performance is optimized for subjects a few inches from the front of the lens, and suffers outside this narrow range.

History and technical development of photographic camera lenses

Lens designs

Some notable photographic optical lens designs are:

Collapsible Leica rangefinder lens

See also

References

  1. ^ If the object is at a distance, one can assume the light rays will arrive perpendicular to the plane of the lens, and thus converge at the focal point.
  2. ^ "PhotoNotes.org Dictionary – Floating element". photonotes.org. Archived from the original on 2014-08-10. Retrieved 2014-10-25.
  3. ^ "Ultraviolet Quartz Lenses". Universe Kogaku. Retrieved 2007-11-05.
  4. ^ "Technical Room – Fluorite / UD / Super UD glass Lenses". Canon. Archived from the original on 2009-05-30. Retrieved 2007-11-05.
  5. ^ "Lenses: Fluorite, aspherical and UD lenses". Canon Professional Network. Retrieved 2008-10-04.
  6. ^ Gottermeier, Klaus. "The Macrolens Collection Database". Retrieved 2007-11-05.
  7. ^ Cavina, Marco (August 25, 2006). "Fuori banda: gli obiettivi per fotografia multispettrale della Asahi Optical Co" (PDF) (in Italian). Retrieved 2007-11-05. Rank Taylor Hobson IRTAL II 100mm f/1.0, an example of specific target for recovery in the IR spectral range of 2000 nm with lenses made of Germanium, transparent these wavelengths extremely high but completely opaque to visible light. ... In the'50s A swarm of iron meteorites impact to states in the Northeast USA; It was pallasiti, or beautiful Aeroliti metal that hard crystalline nuclei, usually Peridot or olivine say that we want (a mixture Isomorphic with nesosilicato iron bivalent and nesosilicato magnesium which must be green, in fact, the iron In the first component, called fayalite, borrowed from the matrix ferrous), but the exceptional of these meteorites Was that the crystal nuclei were fully incorporated transparent and free of impurities as the best glass Optical; Mr.. Wollensak was aware of this curious anomaly, and I think immediately to exploit this "glass" Achieving: purchase a large quantity of these abnormal pallasiti, extracting and testing the crystalline material Transparent; Immediately he realized that it was amorphous quartz and devoid of negative characteristics of Earth's natural crystalline material (polarization, birifrangenza, etc.). ; Surveys spectrophotometry Evidenziarono that the quartz alien sent well frequencies of ultraviolet deep, beautiful beyond the threshold 320 nm granted by conventional optical glass, providing partial transparency to the fateful threshold of 200nm![permanent dead link]
  8. ^ "Understanding Lens Diffraction". luminous-landscape.com. Archived from the original on 2014-10-25. Retrieved 2014-10-25.
  9. ^ "Canon EF 20-35mm f/3.5~4.5 USM – Index Page". mir.com.my. Retrieved 2014-10-25.
  10. ^ Ray, S.F. (2002). Applied Photographic Optics: Lenses and Optical Systems for Photography, Film, Video, Electronic and Digital Imaging. Focal. p. 294. ISBN 9780240515403. Retrieved 2014-12-12.
  11. ^ "Mutable Conclusions: World's fastest lens: Zeiss 50mm f/0.7". web.archive.org. Archived from the original on March 9, 2009. Retrieved 2014-12-12.
  12. ^ Guy, 2012, p 43.
  13. ^ "Hollywood, NASA, and the chip industry put their trust in Carl Zeiss". zeiss.com. Retrieved 2014-12-12.
  14. ^ "Dr. J. Kämmerer «When is it advisable to improve the quality of camera lenses?» Excerpt from a lecture given during the Optics & Photography Symposium, Les Baux, 1979" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2003-06-24. Retrieved 2012-10-27.
  15. ^ Suess, B.J. (2003). Mastering Black-and-White Photography: From Camera to Darkroom. Allworth Press. ISBN 9781581153064. Retrieved 2014-10-25.
  16. ^ Guy 2012, page 53
  17. ^ Guy 2012, page 266

Sources

External links