Afbeeldingen van zwarte letters in een dunne bolle lens met brandpuntsafstand f worden in rood weergegeven. Geselecteerde stralen worden weergegeven voor letters E, I en K in respectievelijk blauw, groen en oranje. Merk op dat E (bij 2f) een reëel en omgekeerd beeld van gelijke grootte heeft; I (bij f) heeft een oneindig beeld; en K (bij f / 2) heeft een dubbele, virtuele en rechtopstaande afbeelding.
Bij deze computersimulatie resulteert het aanpassen van het gezichtsveld (door de brandpuntsafstand te veranderen) terwijl het onderwerp in beeld blijft (door de positie van de camera dienovereenkomstig te veranderen) in sterk verschillende beelden. Bij brandpuntsafstanden die oneindig naderen (0 graden gezichtsveld), zijn de lichtstralen bijna evenwijdig aan elkaar, waardoor het onderwerp er “afgeplat” uitziet. Bij kleine brandpuntsafstanden (groter gezichtsveld) lijkt het onderwerp “verkort”.
De brandpuntsafstanden van de cameralens worden meestal gespecificeerd in millimeters (mm), maar sommige oudere lenzen worden aangegeven in centimeters (cm) of inches.
Brandpuntsafstand (f) en gezichtsveld (FOV) van een lens zijn omgekeerd evenredig. Voor een standaard rechtlijnige lens is FOV = 2 arctan x / 2f, waarbij x de diagonaal van de film is.
Wanneer een fotografische lens is ingesteld op “oneindig”, wordt het achterste knooppunt gescheiden van de sensor of film, in het brandpuntsvlak, door de brandpuntsafstand van de lens. Objecten die ver van de camera verwijderd zijn, produceren dan scherpe beelden op de sensor of film, die zich ook in het beeldvlak bevindt.
Om dichterbij te renderen objecten in scherpe focus, moet de lens worden aangepast om de afstand tussen het achterste knooppunt en de film te vergroten, om de film op het beeldvlak te plaatsen. De brandpuntsafstand (f), de afstand van het voorste knooppunt tot het object tot foto (s1), en de afstand van het achterste knooppunt tot het beeldvlak (s2) worden dan gerelateerd door:
1 s 1 + 1 s 2 = 1 f. {\ displaystyle {\ frac {1} { s_ {1}}} + {\ frac {1} {s_ {2}}} = {\ frac {1} {f}}.}
Als s1 wordt verkleind, moet s2 worden verhoogd. Overweeg bijvoorbeeld een normale lens voor een 35 mm camera met een brandpuntsafstand van f = 50 mm. Om een ver verwijderd object (s1 ≈ ∞) scherp te stellen, moet de het achterste knooppunt van de lens moet zich op een afstand s2 = 50 mm van het beeldvlak bevinden. Om een object op 1 m afstand (s1 = 1.000 mm) scherp te stellen, moet de lens 2,6 mm verder van het beeldvlak worden bewogen, tot s2 = 52,6 mm.
De brandpuntsafstand van een lens bepaalt de vergroting waarop het verre objecten afbeeldt. Het is gelijk aan de afstand tussen het beeldvlak en een gaatje dat verafgelegen objecten even groot als de lens in kwestie in beeld brengt. Voor rechtlijnige lenzen (dat wil zeggen, zonder beeldvervorming), is de beeldvorming van verre objecten goed gemodelleerd als een gaatjescamera-model. Dit model leidt tot het eenvoudige geometrische model dat fotografen gebruiken om de beeldhoek van een camera te berekenen; in dit geval hangt de beeldhoek alleen af van de verhouding brandpuntsafstand tot filmformaat. Over het algemeen hangt de beeldhoek ook af van de vervorming.
Een lens met een brandpuntsafstand die ongeveer gelijk is aan de diagonale afmeting van de film of het sensorformaat staat bekend als een normale lens; de kijkhoek is vergelijkbaar met de hoek die wordt ingesloten door een afdruk die groot genoeg is, bekeken op een typische kijkafstand van de afdrukdiagonaal, wat daarom een normaal perspectief oplevert bij het bekijken van de afdruk; deze kijkhoek is ongeveer 53 graden diagonaal. Voor full-frame 35 mm-cameras is de diagonaal 43 mm en heeft een typische “normale” lens een brandpuntsafstand van 50 mm. Een lens met een brandpuntsafstand korter dan normaal wordt vaak een groothoeklens genoemd (typisch 35 mm en minder, voor 35 mm-formaat cameras), terwijl een lens die aanzienlijk langer is dan normaal een telelens kan worden genoemd ( typisch 85 mm en meer, voor 35 mm-formaat cameras). Technisch gezien zijn lenzen met een lange brandpuntsafstand alleen “telefoto” als de brandpuntsafstand langer is dan de fysieke lengte van de lens, maar de term wordt vaak gebruikt om een lens met een lange brandpuntsafstand te beschrijven.
Vanwege de populariteit van de 35 mm-standaard, worden camera-lenscombinaties vaak beschreven in termen van hun 35 mm-equivalente brandpuntsafstand, dat wil zeggen, de brandpuntsafstand van een lens die dezelfde beeldhoek of hetzelfde gezichtsveld zou hebben indien gebruikt op een full-frame 35 mm camera.Het gebruik van een 35 mm-equivalente brandpuntsafstand is vooral gebruikelijk bij digitale cameras, die vaak sensoren gebruiken die kleiner zijn dan 35 mm film, en dus overeenkomstig kortere brandpuntsafstanden nodig hebben om een bepaalde beeldhoek te bereiken, door een factor die bekend staat als de cropfactor.