Lentes en Fotografía y Cine

Introducción

Lente: Objeto transparente limitado por dos superficies refractoras que pueden ser esféricas o por una superficie esférica y otra plana, que se encuentran sumergidas en un medio transparente, normalmente el aire.

Tipos de Lentes

Lentes Convergentes, Positivas o Convexas

Son más gruesas en el centro y más estrechas por los bordes. Hacen converger cualquier haz de rayos paralelos al eje de la lente, en un punto denominado foco de imagen que siempre está situado detrás de la lente. Forman imágenes reales e invertidas cuyo tamaño depende de la distancia. Pueden ser:

• Biconvexas
• Menisco convexas
• Planoconvexas

Lentes Divergentes, Negativas o Cóncavas

Son más gruesas por los bordes que por el centro. Hacen diverger, separan en todas las direcciones. Pueden ser:

• Bicóncavas
• Menisco cóncavas
• Planocóncavas

Los objetivos son lentes compuestas, son un conjunto de lentes simples que combinan lentes convergentes y divergentes para compensar ciertas aberraciones de éstas, pero su comportamiento final es el de una lente positiva.

Elementos Esenciales de las Lentes

• Eje Principal o Eje Óptico: Recta que une los centros de curvatura de las superficies esféricas que forman la lente.
• Centros de Curvatura: Radios que determinan la curvatura de la superficie de la lente, la incidente y la emergente.
• Centro Óptico: Centro geométrico de la lente.
• Plano Principal o Plano de la Lente: Perpendicular al eje principal pasando por el centro óptico.
• Foco Principal o Foco de Imagen: Punto donde los rayos que atraviesan la lente cortan a éste después de ser refractados.
• Plano Focal: Línea perpendicular que está situada en el foco imagen.
• Distancia Focal: Distancia desde el centro óptico y el foco imagen en mm.

Lentes Simples Convergentes: Reglas

• Un rayo que partiendo de un punto del objeto pasa por el centro óptico no sufre ninguna desviación.
• Un rayo que partiendo de un punto del objeto es paralelo al eje principal se refracta pasando por el foco de imagen.
• Un rayo que partiendo de un punto del objeto se refracta saliendo paralelo al eje principal.

Lentes Simples Divergentes: Reglas

• Cualquier rayo que llegue a una lente divergente paralelo al eje principal, se refracta siguiendo la dirección del foco del mismo lado de la lente de donde viene la luz.
• Cualquier rayo que llegue a una lente divergente siguiendo la dirección del foco situado al otro lado, se refracta paralelo al eje principal.
• Cualquier rayo que llegue a una lente divergente en dirección del centro óptico, se refracta sin cambiar de dirección.

Lentes Compuestas

Agrupación de varias lentes convergentes y divergentes.

• Puntos Nodales: Distancia de la lente a la imagen enfocada medida desde otro punto distinto.

Reglas:

• El rayo paralelo al eje óptico es desviado en el plano principal de imagen al foco de la imagen.
• El rayo que pasa a través del punto nodal sale paralelo a la dirección de incidencia.
• El rayo que pasa a través del foco del objeto, sale del objetivo paralelo al eje óptico. Donde convergen las 3 forman la imagen.

Campo Cubierto/Cobertura Objetivo

Porción útil de la imagen, en forma de círculo, proyectada en el interior de la cámara. Siempre mayor que el tamaño sensor.

Ángulo Visual Objetivo

Mayor o menor cantidad de escena del original que queda proyectada sobre el sensor dentro de la cobertura del objetivo.

Distancia Focal

+ corta la focal, + cerca formará imagen y cuanto + cerca forme imagen objeto, objetos + pequeños y cabrán + sujetos, y viceversa.

Tamaño Sensor

Mismo objeto con misma distancia focal diferente ángulo visual en función tamaño sensor. – sensor -ángulo visual

Tamaño Imagen

Depende de: Distancia Focal +distancia +tamaño -angulovisual -campovisual =teleobjetivo/ viceversa=gran angular. Distancia del Objeto a la Lente.

Nitidez de la Imagen

Enfocar

Obtener con nitidez el objeto principal, fijando distancia objeto a la cámara y distancia focal lente.

Nitidez

Depende de la percepción humana.

• Círculos de Confusión: En vez de puntos de luz, tenemos círculos, imagen no definida.
• Diámetro Círculo de Confusión: Límite tamaño para que los puntos se aprecien no nítidos.

Profundidad de Campo

Distancia entre punto + cercano y + lejano a cámara, que tienen foco aceptable, se ven nítidamente.

Factores que Influyen

• Distancia focal: +distancia -profundidad
• Distancia enfoque: +distancia enfoque + profundidad
• Diafragma: +abertura – profundidad

Anillo de Difracción: Área de penumbra que resta nitidez a la imagen.

Distancia hiperfocal

Aquella existente entre objetivo y el primer punto nítido obtenido al enfocar al infinito. Depende de la distancia focal del objeto y abertura del diafragma.

Poder Resolutivo

Capacidad para percibir detalles. Depende abertura lente y longitud onda de luz utilizada.

Límite de Resolución: Distancia mínima que debe existir entre 2 puntos para que sean distinguidos por separado.

Efecto Flare

Flare: Luz reflejada en el interior de la montura del objetivo o entre los elementos del mismo y que se traduce en marcas irregulares en el negativo cuando se fotografía con la fuente luminosa de frente. Se reduce con parasol o tratamientos antirreflejos.

Imagen Fantasma: Formación de una fuente o punto luminoso en el negativo por culpa de los elementos anterior y posterior de un objetivo compuesto.

Factor Flare o Reflectancia: Relación entre luminosidad sujeto y de la imagen.

Aberraciones

Deficiencia óptica de un objetivo que da lugar a imágenes faltas de nitidez o deformadas.

Aberraciones Seidel

• Axiales (afectan tonalidad imagen): Cromática o esférica.
• No axiales (afectan bordes o esquinas): Cromática lateral, coma, astigmatismo, curvatura y distorsión.
• Geométricas (rayos luminosos no se reúnen para formar imagen): Esférica, coma, astigmatismo, curvatura y distorsión.
• Cromáticas (producidas por variación del índice de refracción de la lente con la longitud de onda de la luz): Axial o longitudinal, lateral.

Aberración Cromática Lateral: Variación tamaño imagen.

Aberración Cromática Longitudinal: Variación distancia imagen con índice refracción.

Objetivos Acromáticos: Objetivos que corrigen esta aberración haciendo converger las bandas del azul al verde.

Objetivos Apocromáticos: Corrigen hasta el rojo.

Aberración Esférica: Los rayos que inciden + cerca de los bordes convergen + cerca del objetivo que as que llegan al eje principal perjudicando la nitidez.

Objetivos Asféricos: Combinan lentes de radio de curvatura no constante con otras de distinto índice de refracción.

Aberración Coma: Los rayos convergen oblicuamente pero no precisamente en el lugar que les corresponde.

Objetivos Aplanáticos: Contra la aberración esférica y de coma.

Astigmatismo: Diferencia del punto enfoque entre imágenes radiales y trasversales formándose 2 imágenes una detrás de otra.

Objetivos Anastigmáticos: Evita este problema.

Curvatura de Campo: El plano focal forma una superficie cóncava hacia el objetivo.

Distorsión Curvilínea: Deforman las líneas rectas tanto vertical como horizontal.

Distorsión de Cojín: El diafragma está colocado entre el último grupo de lentes.

Distorsión Barril: Cuando está más cerca de la parte frontal.

Objetivos

Lentes pulidas con diferentes radios de curvatura, construidas con cristales especiales de gran homogeneidad, que sirven para corregir aberraciones.

2 Características

• Distancia focal: proporciona un ángulo visual similar al del ojo humano.
• Luminosidad o máxima abertura del diafragma. Depende de:
  • Distancia objetivo e imagen proyectada.
  • Diámetro del haz de luz que penetra en objetivo.

Abertura Efectiva: Diámetro del haz que penetra con diafragma totalmente abierto.

Luminosidad, Abertura Relativa o Número F: Cociente entre la distancia focal de objetivo y diámetro de abertura efectiva.

Clasificación Objetivos Según Ángulo Visual Proporcionado por Distancia Focal

• Normal: Ángulo entre 43-56º. Objetivo: base de cualquier cinematográfico. No deforma perspectiva.
• Gran Angular: Ángulo 60-180º. Proyectan imágenes sobre película a tamaño inferior al de objetivos normales. Evitar cuerpos circulares. Ojos de Pez: Objetivos ángulo + 180º.
• Teleobjetivo: Ángulo – 31º. Imágenes grandes objetos alejados.
• Zoom: Varía distancia focal y ángulo visual.

Etiquetas: Cine, convergentes, divergentes, Fotografia, Lentes, Óptica