Imaginile literelor negre dintr-o lentilă convexă subțire cu distanță focală f sunt afișate în roșu. Razele selectate sunt afișate pentru literele E, I și K în albastru, verde și respectiv portocaliu. Rețineți că E (la 2f) are o imagine egală, reală și inversată; I (la f) are imaginea sa la infinit; iar K (la f / 2) are o imagine dublă, virtuală și verticală.
În această simulare pe computer, reglarea câmpului vizual (prin schimbarea distanței focale) menținând în același timp subiectul în cadru (prin schimbarea corespunzătoare a poziției camerei) are ca rezultat imagini foarte diferite. La distanțe focale care se apropie de infinit (0 grade de câmp vizual), razele de lumină sunt aproape paralele una cu cealaltă, rezultând ca subiectul să pară „aplatizat”. La distanțe focale mici (câmp vizual mai mare), subiectul apare „scurtat”.
Distanțele focale ale obiectivului camerei sunt de obicei specificate în milimetri (mm), dar unele obiective mai vechi sunt marcate în centimetri (cm) sau inci.
Distanța focală (f) și câmpul vizual (FOV) al obiectivului sunt invers proporționale. Pentru un obiectiv rectiliniu standard, FOV = 2 arctan x / 2f, unde x este diagonala filmului.
Când un obiectiv fotografic este setat la „infinit”, punctul său nodal din spate este separat de senzor. sau filmați, la planul focal, prin distanța focală a obiectivului. Obiectele îndepărtate de cameră produc apoi imagini clare pe senzor sau film, care se află și pe planul imaginii.
Pentru a face mai aproape obiecte cu focalizare clară, obiectivul trebuie reglat pentru a crește distanța dintre punctul nodal posterior și film, pentru a pune filmul în planul imaginii. Distanța focală (f), distanța de la punctul nodal frontal la obiect până la fotografia (s1) și distanța de la punctul nodal posterior la planul imaginii (s2) sunt apoi corelate de:
1 s 1 + 1 s 2 = 1 f. {\ displaystyle {\ frac {1} { s_ {1}}} + {\ frac {1} {s_ {2}}} = {\ frac {1} {f}}.}
Deoarece s1 este redus, s2 trebuie mărit. De exemplu, luați în considerare un obiectiv normal pentru o cameră de 35 mm cu o distanță focală de f = 50 mm. Pentru a focaliza un obiect îndepărtat (s1 ≈ ∞), punctul nodal posterior al obiectivului trebuie să fie situat la o distanță s2 = 50 mm de planul imaginii. Pentru a focaliza un obiect la 1 m distanță (s1 = 1.000 mm), obiectivul trebuie mutat cu 2,6 mm mai departe de planul imaginii, până la s2 = 52,6 mm.
Distanța focală a unui obiectiv determină mărirea la care imaginează obiecte îndepărtate. Este egală cu distanța dintre planul de imagine și un orificiu pentru a imagina obiecte îndepărtate de aceeași dimensiune ca obiectivul respectiv. Pentru lentilele rectilinii (adică fără distorsiuni ale imaginii), imagistica obiectelor îndepărtate este bine modelată ca un model de cameră cu sticlă. Acest model duce la modelul geometric simplu pe care îl folosesc fotografii pentru calculul unghiului de vedere al unei camere; în acest caz, unghiul de vedere depinde doar de raportul dintre distanța focală și dimensiunea filmului. În general, unghiul de vedere depinde și de distorsiune.
Un obiectiv cu o distanță focală aproximativ egală cu dimensiunea diagonală a filmului sau formatul senzorului este cunoscut ca un obiectiv normal; unghiul său de vedere este similar cu unghiul oferit de o imprimare suficient de mare vizualizată la o distanță tipică de vizualizare a diagonalei de imprimare, care, prin urmare, oferă o perspectivă normală la vizualizarea imprimării; acest unghi de vedere este de aproximativ 53 de grade în diagonală. Pentru camerele full-frame în format 35 mm, diagonala este de 43 mm, iar un obiectiv tipic „normal” are o distanță focală de 50 mm. Un obiectiv cu o distanță focală mai mică decât în mod normal este adesea denumit obiectiv cu unghi larg (de obicei 35 mm și mai puțin, pentru camerele cu format de 35 mm), în timp ce un obiectiv semnificativ mai lung decât în mod normal poate fi denumit teleobiectiv ( de obicei 85 mm și mai mult, pentru camerele în format de 35 mm). Din punct de vedere tehnic, obiectivele cu distanță focală lungă sunt „teleobiectiv” numai dacă distanța focală este mai mare decât lungimea fizică a obiectivului, dar termenul este adesea folosit pentru a descrie orice obiectiv cu distanță focală lungă.
Datorită popularității din standardul de 35 mm, combinațiile cameră-obiectiv sunt adesea descrise în termeni de distanță focală echivalentă a lor de 35 mm, adică distanța focală a unui obiectiv care ar avea același unghi de vedere sau același câmp de vedere, dacă ar fi utilizat pe o cameră full-frame de 35 mm.Utilizarea unei distanțe focale echivalente cu 35 mm este deosebit de obișnuită cu camerele digitale, care folosesc adesea senzori mai mici de film de 35 mm și, prin urmare, necesită distanțe focale mai mici corespunzător pentru a atinge un unghi de vedere dat, de un factor cunoscut sub numele de factor de recoltare.