초점 거리 f의 얇은 볼록 렌즈에있는 검은 색 글자 이미지는 빨간색으로 표시됩니다. 선택한 광선은 문자 E, I 및 K에 대해 각각 파란색, 녹색 및 주황색으로 표시됩니다. E (2f)에는 동일한 크기의 실제 이미지와 반전 이미지가 있습니다. I (f)는 무한한 이미지를 가지고 있습니다. 및 K (f / 2에서)는 두 배 크기의 가상 및 수직 이미지입니다.
이 컴퓨터 시뮬레이션에서 피사체를 프레임에 유지하면서 (초점 거리를 변경하여) 시야를 조정하면 (카메라 위치에 따라 변경하여) 이미지가 크게 달라집니다. 무한대 (시야 0도)에 접근하는 초점 거리에서 광선은 서로 거의 평행하여 피사체가 “평평해진”것처럼 보입니다. 작은 초점 거리 (더 큰 시야)에서는 피사체가 “축소”된 것처럼 보입니다.
카메라 렌즈 초점 거리는 일반적으로 밀리미터 (mm)로 지정되지만 일부 구형 렌즈는 센티미터 (cm) 또는 인치로 표시됩니다.
렌즈의 초점 거리 (f)와 시야 (FOV)는 반비례합니다. 표준 직선 렌즈의 경우 FOV = 2 arctan x / 2f, 여기서 x는 필름의 대각선입니다.
사진 렌즈를 “무한대”로 설정하면 후면 노드 포인트가 센서에서 분리됩니다. 또는 렌즈의 초점 거리에 따라 초점면에서 필름을 만듭니다. 카메라에서 멀리 떨어진 물체는 센서 나 필름에 선명한 이미지를 생성합니다. 이는 이미지면에서도 마찬가지입니다.
더 가깝게 렌더링하려면 초점이 뚜렷한 물체의 경우 렌즈를 조정하여 후면 노드 지점과 필름 사이의 거리를 늘려 필름을 이미지 평면에 배치해야합니다. 초점 거리 (f), 전면 노드 지점에서 대상까지의 거리 사진 (s1)과 후면 노드 지점에서 이미지 평면 (s2)까지의 거리는 다음과 관련됩니다.
1 s 1 + 1 s 2 = 1 f. {\ displaystyle {\ frac {1} { s_ {1}}} + {\ frac {1} {s_ {2}}} = {\ frac {1} {f}}.}
s1이 감소하면 s2도 증가해야합니다. 예를 들어 다음을 고려하십시오. 초점 거리가 f = 50mm 인 35mm 카메라 용 일반 렌즈 멀리있는 물체 (s1 ≈ ∞)에 초점을 맞추려면 렌즈의 후면 절점은 이미지 평면에서 s2 = 50mm 거리에 있어야합니다. 1m 떨어진 물체 (s1 = 1,000mm)에 초점을 맞추려면 렌즈를 이미지 평면에서 2.6mm 더 멀리 s2 = 52.6mm로 이동해야합니다.
렌즈의 초점 거리에 따라 배율이 결정됩니다. 먼 물체를 이미지합니다. 문제의 렌즈와 같은 크기의 먼 물체를 이미지화하는 이미지 평면과 핀홀 사이의 거리와 같습니다. 직선 렌즈 (즉, 이미지 왜곡 없음)의 경우 먼 물체의 이미징은 핀홀 카메라 모델로 잘 모델링됩니다. 이 모델은 사진가가 카메라의 화각을 계산하는 데 사용하는 단순한 기하학적 모델로 이어집니다. 이 경우 화각은 초점 거리와 필름 크기의 비율에만 의존합니다. 일반적으로 화각도 왜곡에 따라 달라집니다.
초점 거리가 필름 또는 센서 형식의 대각선 크기와 거의 같은 렌즈를 일반 렌즈라고합니다. 그것의 화각은 프린트 대각선의 전형적인 시야 거리에서 볼 때 충분히 큰 프린트로 대치되는 각도와 유사하므로, 프린트를 볼 때 정상적인 원근을 산출합니다. 이 화각은 대각선으로 약 53 도입니다. 풀 프레임 35mm 포맷 카메라의 경우 대각선은 43mm이고 일반적인 “일반”렌즈의 초점 거리는 50mm입니다. 초점 거리가 정상보다 짧은 렌즈를 광각 렌즈 (일반적으로 35mm 이하, 35mm 형식 카메라의 경우)라고하며, 일반 렌즈보다 훨씬 긴 렌즈를 망원 렌즈라고합니다 ( 35mm 형식 카메라의 경우 일반적으로 85mm 이상). 기술적으로 긴 초점 거리 렌즈는 초점 거리가 렌즈의 물리적 길이보다 긴 경우 “망원”일 뿐이지 만이 용어는 긴 초점 거리 렌즈를 설명하는 데 자주 사용됩니다.
인기 때문에 35mm 표준 중 카메라-렌즈 조합은 종종 35mm에 해당하는 초점 거리, 즉 동일한 화각 또는 시야각을 갖는 렌즈의 초점 거리로 설명됩니다. 풀 프레임 35mm 카메라.35mm에 해당하는 초점 거리를 사용하는 것은 특히 35mm 필름보다 작은 센서를 사용하는 디지털 카메라에서 일반적으로 사용되며, 따라서 크롭 계수로 알려진 요소에 의해 주어진 화각을 달성하기 위해 그에 따라 더 짧은 초점 거리가 필요합니다.