Как может фокусное расстояние объектива во много раз превышать его физическую длину?

Question

Я купил Тамрон 16-300. Вопрос заключается в следующем: как оно может иметь фокусное расстояние 0f 300 мм, если его длина составляет всего 30 мм? Разве объектив не должен находиться на расстоянии 300 мм от чувствительного элемента?

Answer 1

Согласно соответствующему обсуждению на dpreview :

Объектив можно сделать физически короче его фокусного расстояния с помощью дополнительных элементов объектива, называемых телеобъективом.

Согласно странице Википедии для телеобъектива :

Основная конструкция телеобъектива состоит из элементов переднего объектива, которые в совокупности имеют положительную фокусировку. Фокусное расстояние этой группы короче, чем эффективное фокусное расстояние объектива. Сходящиеся лучи из этой группы перехвачены задней группой линз, которую иногда называют «телеобъективом», которая имеет отрицательный фокус.

Answer 2

Существует несколько подходов к созданию системы линз с длинным фокусом, чтобы она была ближе к носителю, чем ее фокусное расстояние. Наиболее распространенным из них является телеобъектив

^{Из Википедии: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lens_telephoto_1.svg}

Это означает, что внешний элемент линзы (в передней части системы линз) имеет фокусировку положения и изгибает свет более значительно, чем простая линза с некоторым фокусным расстоянием. Затем вторая группа элементов (с отрицательным фокусом) снова перефокусирует свет так, что свет, кажется, пришел с гораздо большего фокусного расстояния. Это позволяет использовать более короткую систему линз, чем было бы в противном случае фокусное расстояние.

Другой подход - «сложить» объектив с зеркалами.

Это объектив с фокусным расстоянием 500 мм, длина которого всего 109 мм.

В самом световом пути есть немного стекла, но он немного отскочил:

^{Из Википедии: https://en.wikipedia.org/wiki/File:MinoltaRFRokkorX250f56text.svg}

Вы заметите, что свет входит, немного отрегулирован, отскакивает от задней части (и отрегулирован), отскакивает от передней части (и отрегулирован), а затем проходит еще несколько кусков стекла. Путь света проходит через объектив, чтобы получить гораздо большее фокусное расстояние на меньшем расстоянии.

Answer 3

Создание объектива короче, чем у простого объектива, - это именно то, что означает термин телеобъектив. Телеобъективы в основном действуют как увеличительное стекло, делая поле обзора быстрее, чем это было бы с простой системой линз.

Традиционным телеобъективам по-прежнему требовалось много места и много линз для работы, но более новые вещи, такие как дифракционная оптика, могут еще больше сократить это, чтобы сделать очень короткие телеобъективы, не жертвуя при этом качеством изображения.