Les images de lettres noires dans une lentille convexe mince de distance focale f sont affichées en rouge. Les rayons sélectionnés sont indiqués pour les lettres E, I et K en bleu, vert et orange, respectivement. Notez que E (en 2f) a une image de taille égale, réelle et inversée; I (en f) a son image à linfini; et K (à f / 2) a une image double taille, virtuelle et verticale.
Dans cette simulation par ordinateur, le réglage du champ de vision (en modifiant la distance focale) tout en gardant le sujet dans le cadre (en modifiant en conséquence la position de lappareil photo) donne des images très différentes. À des distances focales approchant linfini (0 degré de champ de vision), les rayons lumineux sont presque parallèles les uns aux autres, ce qui donne au sujet un aspect « aplati ». À de petites distances focales (champ de vision plus grand), le sujet apparaît « raccourci ».
Les focales des objectifs de lappareil photo sont généralement spécifiées en millimètres (mm), mais certains objectifs plus anciens sont indiqués en centimètres (cm) ou en pouces.
La distance focale (f) et le champ de vision (FOV) dun objectif sont inversement proportionnels. Pour un objectif rectiligne standard, FOV = 2 arctan x / 2f, où x est la diagonale du film.
Lorsquun objectif photographique est réglé sur « infini », son point nodal arrière est séparé du capteur ou film, au plan focal, par la distance focale de lobjectif. Les objets éloignés de la caméra produisent alors des images nettes sur le capteur ou le film, qui est également au plan de limage.
Pour un rendu plus proche objets nets, lobjectif doit être ajusté pour augmenter la distance entre le point nodal arrière et le film, pour placer le film sur le plan image. La distance focale (f), la distance entre le point nodal avant et lobjet à photographie (s1), et la distance du point nodal arrière au plan image (s2) sont alors liées par:
1 s 1 + 1 s 2 = 1 f. {\ displaystyle {\ frac {1} { s_ {1}}} + {\ frac {1} {s_ {2}}} = {\ frac {1} {f}}.}
À mesure que s1 diminue, s2 doit être augmenté. Par exemple, considérons un objectif normal pour un appareil photo 35 mm avec une distance focale de f = 50 mm. Pour mettre au point un objet éloigné (s1 ≈ ∞), le Le point nodal arrière de lobjectif doit être situé à une distance s2 = 50 mm du plan image. Pour focaliser un objet à 1 m de distance (s1 = 1000 mm), lobjectif doit être éloigné de 2,6 mm du plan de limage, à s2 = 52,6 mm.
La distance focale dun objectif détermine le grossissement auquel il image des objets éloignés. Elle est égale à la distance entre le plan image et un trou dépingle qui image des objets distants de la même taille que lobjectif en question. Pour les objectifs rectilignes (cest-à-dire sans distorsion dimage), limagerie dobjets distants est bien modélisée comme un modèle de caméra à sténopé. Ce modèle conduit au modèle géométrique simple que les photographes utilisent pour calculer langle de vue dune caméra; dans ce cas, langle de vue ne dépend que du rapport distance focale / taille du film. En général, langle de vue dépend aussi de la distorsion.
Un objectif avec une distance focale à peu près égale à la taille diagonale du film ou du format de capteur est appelé objectif normal; son angle de vue est similaire à langle sous-tendu par une impression suffisamment grande vue à une distance de visualisation typique de la diagonale dimpression, ce qui donne par conséquent une perspective normale lors de la visualisation de limpression; cet angle de vue est denviron 53 degrés en diagonale. Pour les appareils photo plein format au format 35 mm, la diagonale est de 43 mm et un objectif «normal» typique a une distance focale de 50 mm. Un objectif avec une distance focale plus courte que la normale est souvent appelé objectif grand angle (généralement 35 mm et moins, pour les appareils photo au format 35 mm), tandis quun objectif nettement plus long que la normale peut être appelé téléobjectif ( généralement 85 mm et plus, pour les appareils photo au format 35 mm). Techniquement, les objectifs à longue distance focale ne sont « téléobjectif » que si la distance focale est plus longue que la longueur physique de lobjectif, mais le terme est souvent utilisé pour décrire tout objectif à longue focale.
En raison de sa popularité de la norme 35 mm, les combinaisons caméra-objectif sont souvent décrites en fonction de leur distance focale équivalente à 35 mm, cest-à-dire la distance focale dun objectif qui aurait le même angle de vue, ou champ de vision, sil était utilisé sur un appareil photo plein format 35 mm.Lutilisation dune distance focale équivalente à 35 mm est particulièrement courante avec les appareils photo numériques, qui utilisent souvent des capteurs inférieurs à un film de 35 mm, et nécessitent donc des distances focales plus courtes en conséquence pour obtenir un angle de vue donné, par un facteur connu sous le nom de facteur de recadrage.