Почему размер объекта в макроизображении не прямо пропорционален соотношению фокусного расстояния и расстояния до него?

Question

Используя Canon 550D с объективом EF 100 мм f / 2.8 Macro USM , я могу сделать макро-фотографию 1: 1 на самой короткой плоскости пленки до расстояния до объекта 310 мм, получая таким образом шкалу 22 мм на датчике APS-C, ширина которой составляет 22,5 мм. Фото здесь:

Фокусное расстояние этого объектива составляет 100 мм, поэтому при расстоянии от плоскости пленки до объекта 310 мм я ожидаю 210 мм от объекта до точки «пересечения» и еще 100 мм (от объектива) от «креста» Точка CCD, как показано на этом чертеже:

(2015-01-25: обратите внимание, что чертеж был обновлен для исправления неправильных терминов)

Но с отношением 2,1 к 1 между расстоянием от объекта до точки «пересечения» и от точки «пересечения» до ПЗС (от 210 до 100 мм), я ожидаю, что масштаб будет в 2,1 раза меньше на ПЗС, что явно не так, поскольку на датчике APS-C шириной 22,5 мм может отображаться шкала 22 мм.

Где ошибка в моем расчете выше?

Answer 1

Фокусное расстояние объектива применяется только к объектам на бесконечности и представляет собой расстояние (? на рисунке ниже) между объективом и датчиком, когда такой объект находится в фокусе. Фокусная точка (F) будет на самом деле на датчике.

(изображение вырезано из страницы Википедии )

Когда объект приближается к датчику, точка фокусировки удаляется от объектива, а это значит, что объектив должен быть удален от датчика, чтобы держать объект в фокусе. Вот почему многие линзы становятся длиннее, если фокусироваться на более близких объектах.

Расстояние от датчика до объекта в фокусе называется фокусным расстоянием и обозначается шкалой на объективе.

Соотношение 1: 1 на макрообъективе представляет размер изображения на датчике относительно фактического размера объекта, и, поскольку вы продемонстрировали, что на датчике 22,5 мм вы можете видеть 22-миллиметровую шкалу, это то, что следует ожидать (поскольку 22: 22,5 более или менее точно 1: 1).

Здесь следует отметить, что из-за своей конструкции многие объективы имеют физическую длину, которая больше или короче их фокусного расстояния. Телеобъективы определяются как объективы, длина которых короче фокусного расстояния, с использованием комбинации линзовых элементов, которые имитируют эффект одиночной линзы, как показано на рисунке выше. А экстремальные широкоугольные объективы могут иметь фокусное расстояние 20 мм или менее, но если задний элемент объектива находится на расстоянии более 20 мм от датчика камеры.