Bilder von schwarzen Buchstaben in einer dünnen konvexen Linse mit der Brennweite f werden rot angezeigt. Ausgewählte Strahlen werden für die Buchstaben E, I und K in Blau, Grün bzw. Orange angezeigt. Beachten Sie, dass E (bei 2f) ein gleich großes reales und invertiertes Bild hat. Ich (bei f) habe sein Bild im Unendlichen; und K (bei f / 2) hat ein virtuelles und aufrechtes Bild mit doppelter Größe.
In dieser Computersimulation führt das Anpassen des Sichtfelds (durch Ändern der Brennweite), während das Motiv im Bild bleibt (durch entsprechende Änderung der Position der Kamera) zu sehr unterschiedlichen Bildern. Bei Brennweiten gegen unendlich (0 Grad Sichtfeld) sind die Lichtstrahlen nahezu parallel zueinander, was dazu führt, dass das Motiv „abgeflacht“ aussieht. Bei kleinen Brennweiten (größeres Sichtfeld) erscheint das Motiv „verkürzt“.
Die Brennweiten der Kameraobjektive werden normalerweise in Millimetern (mm) angegeben, einige ältere Objektive jedoch sind in Zentimetern (cm) oder Zoll markiert.
Brennweite (f) und Sichtfeld (FOV) einer Linse sind umgekehrt proportional. Bei einer geradlinigen Standardlinse ist FOV = 2 arctan x / 2f, wobei x die Diagonale des Films ist.
Wenn eine fotografische Linse auf „unendlich“ eingestellt ist, wird ihr hinterer Knotenpunkt vom Sensor getrennt oder Film in der Brennebene durch die Brennweite des Objektivs. Objekte, die weit von der Kamera entfernt sind, erzeugen dann scharfe Bilder auf dem Sensor oder Film, der sich ebenfalls in der Bildebene befindet.
Zum näheren Rendern Bei scharf fokussierten Objekten muss die Linse so eingestellt werden, dass der Abstand zwischen dem hinteren Knotenpunkt und dem Film vergrößert wird, um den Film auf die Bildebene zu bringen. Die Brennweite (f), der Abstand vom vorderen Knotenpunkt zum Objekt zu Foto (s1) und der Abstand vom hinteren Knotenpunkt zur Bildebene (s2) hängen dann zusammen mit:
1 s 1 + 1 s 2 = 1 f. {\ displaystyle {\ frac {1} { s_ {1}}} + {\ frac {1} {s_ {2}}} = {\ frac {1} {f}}.}
Wenn s1 verringert wird, muss s2 erhöht werden ein normales Objektiv für eine 35-mm-Kamera mit einer Brennweite von f = 50 mm Der hintere Knotenpunkt des Objektivs muss in einem Abstand s2 = 50 mm von der Bildebene liegen. Um ein Objekt in 1 m Entfernung (s1 = 1.000 mm) zu fokussieren, muss das Objektiv 2,6 mm weiter von der Bildebene entfernt auf s2 = 52,6 mm bewegt werden.
Die Brennweite eines Objektivs bestimmt die Vergrößerung an dem es entfernte Objekte abbildet. Dies entspricht dem Abstand zwischen der Bildebene und einer Lochblende, in der entfernte Objekte mit der gleichen Größe wie das betreffende Objektiv abgebildet werden. Bei geradlinigen Objektiven (dh ohne Bildverzerrung) ist die Abbildung entfernter Objekte als Lochkameramodell gut modelliert. Dieses Modell führt zu dem einfachen geometrischen Modell, mit dem Fotografen den Blickwinkel einer Kamera berechnen. In diesem Fall hängt der Blickwinkel nur vom Verhältnis von Brennweite zu Filmgröße ab. Im Allgemeinen hängt der Blickwinkel auch von der Verzerrung ab.
Ein Objektiv mit einer Brennweite, die ungefähr der diagonalen Größe des Film- oder Sensorformats entspricht, wird als normales Objektiv bezeichnet. Sein Blickwinkel ähnelt dem Winkel, den ein ausreichend großer Druck bei einem typischen Betrachtungsabstand der Druckdiagonale einnimmt, wodurch sich beim Betrachten des Drucks eine normale Perspektive ergibt. Dieser Blickwinkel beträgt etwa 53 Grad diagonal. Bei Vollformatkameras im 35-mm-Format beträgt die Diagonale 43 mm, und ein typisches „normales“ Objektiv hat eine Brennweite von 50 mm. Ein Objektiv mit einer Brennweite, die kürzer als normal ist, wird häufig als Weitwinkelobjektiv bezeichnet (normalerweise 35 mm und weniger für Kameras im 35 mm-Format), während ein Objektiv, das erheblich länger als normal ist, als Teleobjektiv bezeichnet werden kann ( normalerweise 85 mm und mehr für Kameras im 35 mm-Format). Technisch gesehen sind Objektive mit langer Brennweite nur dann „telephoto“, wenn die Brennweite länger als die physikalische Länge des Objektivs ist. Der Begriff wird jedoch häufig verwendet, um Objektive mit langer Brennweite zu beschreiben.
Aufgrund der Beliebtheit Von den 35-mm-Standardkombinationen werden Kamera-Objektiv-Kombinationen häufig anhand ihrer 35-mm-äquivalenten Brennweite beschrieben, dh der Brennweite eines Objektivs, das bei Verwendung den gleichen Blickwinkel oder das gleiche Sichtfeld hätte eine 35-mm-Vollbildkamera.Die Verwendung einer Brennweite von 35 mm entspricht insbesondere bei Digitalkameras, die häufig Sensoren verwenden, die kleiner als 35 mm Film sind, und daher entsprechend kürzere Brennweiten benötigen, um einen bestimmten Blickwinkel zu erreichen, und zwar um einen Faktor, der als Zuschneidefaktor bezeichnet wird.