Что такое фокусное расстояние и почему его важно знать?
Фокусное расстояние — это расстояние между линзой и точкой, в которой лучи света сходятся и образуют максимально четкое изображение.
От фокусного расстояния линзы зависит диаметр пятна и глубина фокуса. Именно на этом расстоянии получается максимально качественная гравировка и резка. У каждой линзы свой рабочий фокус, который указывается на маркировке (например, f=60 мм).
Для резки также важна глубина фокуса — максимальная толщина материала для выполнения качественного реза
Если резать тонкий материал с более длинным фокусным расстоянием, то толщина реза будет широкой и часть электроэнергии будет расходоваться впустую. А если с более коротким, то заготовка будет перегреваться, что может привести к обугливанию кромок у неметаллических материалов.
От чего зависит фокусное расстояние в лазерном станке?
Фокусное расстояние обычно измеряется в миллиметрах и зависит от кривизны поверхностей линзы и коэффициента преломления материала, из которого она изготовлена.
Линза с меньшим фокусным расстоянием имеет более широкое поле зрения и способна охватить большее количество объектов, в то время как линза с большим фокусным расстоянием имеет более узкое поле зрения и способна приближать удаленные объекты.
Следовательно, при меньшем фокусном расстоянии гравировка будет четче, а при большем — будут расплывчатые контуры
Поэтому линзы важно подбирать фокусирующие линзы в зависимости от производственной задачи:
- Длиннофокусные линзы оптимально использовать для резки материалов толщиной от 8 мм или заготовок криволинейной формы;
- Среднефокусные — для гравировки, а также резки материалов толщиной менее 8 мм;
- Короткофокусные линзы — только для гравировки.
Какой оптимальный диаметр фокусного пятна (то есть ширина реза)?
Диаметр фокусного пятна в идеале должен равняться длине волны лазера (0.01 мм), но на практике из-за особенностей самой линзы он составляет в лучшем случае 0,5 мм.
В точке фокусировки идет очень высокий разогрев и происходит выгорание материала на прилегающей к линии реза поверхности материала. Это также зависит от плотности материала: у фанеры толщина реза будет больше, чем у металла.
Диаметр фокусного пятна рассчитывается по формуле: d = 1.27 * f * W * (1 / D)
D — диаметр лазерного луча;
f — фокусное расстояние;
d — диаметр фокусного пятна (ширина реза);
2z — оптимальная глубина фокуса (максимальная толщина материала);
W — длина волны лазера.
Как рассчитать, какой будет максимальная толщина материала (глубина фокуса)
По формуле 2z= 2.5 * W * (f/D)²
Например, фокусное расстояние линзы — 2,36 дюйма или примерно 60 мм.
W — длина волны лазера, примерно 0.01 мм, D — диаметр лазерного луча, обычно 6 мм.
2z= 2,5 * 0,01 * ( 60/6)²= 2,5 мм
Как отрегулировать расстояние между лазерным фокусом и материалом для резки
До начала резки любого материала необходимо отрегулировать расстояние от фокальной точки до его поверхности.
Разные фокусные положения приводят к разному результату
Положение фокальной точки над заготовкой называется положительным фокусом, а положение фокальной точки под заготовкой — отрицательным.
При увеличении фокусного расстояния пятно на поверхности и внутри заготовки становится толще, и ширина реза увеличивается. При этом также увеличивается площадь нагрева и емкость разгрузки шлака.
Определение положения фокуса лазера
Чтобы определить местоположение фокуса лазера, выполните следующие действия:
- Расположите головку лазерной резки над плоским и гладким куском белого картона на верстаке. Фокусирующая линза должна находиться над картоном примерно на 10 мм, что меньше ее фокусного расстояния. Например, если фокусное расстояние составляет 127 мм, линза должна располагаться на расстоянии около 117 мм от картона;
- ЧПУ перемещает режущую головку каждые 10 мм по оси X или Y, поднимая при этом ось Z на 1 мм при каждом перемещении. Вы можете установить расстояние для 20 последовательных движений. При каждом перемещении 20 отверстий прокалываются 20 раз, а высота оси Z поднимается на 20 мм. Наблюдая за отверстиями, можно увидеть, что их диаметр постепенно поменяется от большого к маленькому, а затем от маленького к большому;
- Определите место, где отверстие имеет наименьший диаметр, и запишите его. Расстояние между картоном и линзой в этом месте представляет собой фактическое положение фокуса лазерного луча.
Метод прожига
Такой метод настройки предполагает следующие действия:
- Разместите деревянную доску под наклоном 10 градусов на верстаке и установку режущей головки в точке А, при этом размер высоты на 20 мм меньше фокусного расстояния линзы;
- Система ЧПУ перемещает режущую головку вдоль оси X или Y на 230 мм, в то время как лазер выдает 200 Вт непрерывного лазерного излучения.
В результате след от прожига лазерного луча меняется от широкого к узкому, а затем снова к широкому, при этом самая узкая точка фиксируется как фокусное положение. Расстояние деревянной доски от линзы в этом положении и является фактическим положением фокуса лазерного луча.
Фокусное расстояние — это расстояние между линзой и точкой, в которой лучи света сходятся и образуют максимально четкое изображение. Именно на этом расстоянии получается максимально качественная гравировка и резка. Фокусное расстояние зависит от кривизны поверхностей линзы и коэффициента преломления материала, из которого она изготовлена.
Диаметр фокусного пятна в идеале должен равняться длине волны лазера (0.01 мм), но на практике из-за особенностей самой линзы он составляет в лучшем случае 0,5 мм. Он рассчитывается по формуле: d = 1.27 * f * W * (1 / D), где D — диаметр лазерного луча, f — фокусное расстояние, d — диаметр фокусного пятна (ширина реза), 2z — оптимальная глубина фокуса (максимальная толщина материала), W — длина волны лазера.
Источник: lasercut.ru
Секреты глубины резкости
Объектив в состоянии навестись на резкость только на определенной дистанции. Предметы, находящиеся на большом или маленьком расстоянии от предмета съемки могут быть достаточно резкими. Эта зона визуальной резкости может быть настолько мала, что будет едва заметна или может увеличиться настолько, что можно будет увидеть четкое изображение до самого горизонта. Глубину резкости можно назвать зоной визуальной резкости
Только идеальный фокус на определенном расстоянии может создать совершенно четкое изображение, составленное из небольших точек. При этом объекты, расположенные ближе или дальше, будут по-прежнему выглядеть резкими, их размытие будет слишком минимальным, чтобы быть заметным человеку.
Фотографируя пейзажи, мы стремимся к тому, чтобы достичь максимальной резкости во всем изображении, начиная с травы рядом со штативом и заканчивая самыми далекими холмами, но это не правило и не закон, а личный выбор фотографа. В портрете и при съемке спортивных сюжетов наоборот, размытый фон и находящиеся рядом с объектом съемки предметы, помогут сконцентрировать внимание на главном объекте.
Держим ситуацию под контролем
Глубина резкости может сильно различаться и обусловлена в основном тремя факторами.
Первый — это открытие диафрагмы. Чем больше открыта диафрагма, тем меньше глубина резкости. Запомните, что например, f/16 выражает меньшую диафрагму (отверстие объектива закрыто), а f/4 это большее диафрагменное число (отверстие объектива открыто). В зеркальных фотоаппаратах с предустановленными программами, при съемке пейзажей используются более закрытые диафрагмы, чтобы увеличить глубину резкости, а при съемке спортивных событий или портретов более открытые.
Чтобы контролировать открытие диафрагмы, установите режим приоритета диафрагмы и, камера автоматически подберет значение выдержки для установки точной экспозиции. Снимать в режиме приоритета диафрагмы, регулируя только диафрагменное число, достаточно просто, но это не всегда позволяет достичь желаемых результатов. К счастью, глубина резкости регулируется также с помощью фокусного расстояния. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше глубина резкости.
Например, устанавливая фокусное расстояние 18 мм, можно создать полностью четкое изображение. Поэтому, если вы хотите размыть фон, используйте более длинное фокусное расстояние.
Третий фактор — это расстояние между фотоаппаратом и предметом съемки.
Чем меньше это расстояние, тем меньше глубина резкости. В качестве примера можно привести макросъемку при которой глубина резкости совсем отсутствует и в фокусе будут находиться все отдельные детали предмета съемки. Для достижения лучшей глубины резкости при съемке на большом расстоянии, не всегда достаточно просто сфокусироваться на самом отдаленном предмете.
К сожалению, упомянутые три фактора контроля глубины резкости не всегда хорошо работают вместе. Например, если вы решите установить широкоугольный объектив для лучшей глубины резкости, то предмет съемки окажется слишком маленьким и вы решите уменьшить расстояние до предмета съемки, чтобы увеличить его размеры.. но — это приведет к уменьшению глубины резкости.
Три способа изменения глубины резкости
Каким же образом диафрагма, фокусное расстояние и расстояние до предмета съемки могут изменить резкость изображения?
Выделим красным цветом места, где предмет съемки будет в фокусе.
1. Изменяем диафрагму
Чем больше открыта диафрагма, тем меньше будет глубина резкости. Это не проблема, а возможность при фотографировании поместить вне фокуса менее важные детали фотографии.
2.Изменяем расстояние до предмета съёмки
Чем ближе предмет съемки, тем меньше глубина резкости.
3. Изменяем фокусное расстояние
Установки зума или объектива влияют на глубину резкости. Чем меньше фокусное расстояние, тем больше глубина резкости.
Что происходит, когда некоторые части изображения не в фокусе?
Только некоторые части изображения, сфотографированные с правильного расстояния, будут восприниматься сенсорами фотоаппарата как точки и предметы, остальные же объекты, расположенные на другом расстоянии, окажутся вне зоны фокуса, и тогда каждая светлая точка станет диском, так называемым диском нерезкости
Чем дальше будет предмет от точки фокусировки, тем больше будут диски. Это образует зону допустимой резкости, которую мы называем глубиной резкости.
Диски нерезкости очень важны в фотографии.
Глубина резкости не касается только объектов вне фокуса. Разные части изображения могут быть слегка вне фокуса (маленькие диски нерезкости) и полностью расфокусированными.
Предметы, которые находятся рядом с зоной максимальной глубины резкости, еще различимы и поэтому могут создавать помехи в восприятии изображения. Чтобы уменьшить этот деффект, необходимо еще больше размыть некоторые части изображения ( обычно это фон) для того, чтобы они стали полностью неузнаваемы. То есть необходимо сделать все для того, чтобы уменьшить глубину резкости. Этим объясняется выбор фотографами-профессионалами объективов с максимально возможной открытой диафрагмой.
Смотря в видоискатель невозможно оценить, какой эффект окажет открытие диафрагмы на глубину резкости, так как в момент фокусирования диафрагма всегда максимально открыта и закрывается только в момет нажатия на кнопку спуска. Многие зеркальные фотоаппараты, например, Nikon, имеют кнопку предпросмотра, которая позволяет увидеть результат съемки с выбранными нами параметрами диафрагмы. Эта функция позволяет оценить глубину резкости, но не позволяет оценить полностью качество снимка, так как изображение будет затемненным.
Многие фотоаппараты не имеют функции предпросмотра и тогда можно использовать режим Live View. Будьте внимательны, так как в режиме Live View не отображаются измененные настройки диафрагмы. Поэтому, чтобы увидеть, как будет влиять изменение настроек диафрагмы на изображение, необходимо выйти из режима Live View и снова зайти. Если в вашем фотоаппарате нет ни режима Live View, ни функции предпросмотра, единственный выход — рассматривать отснятое изображение зуммируя детали.
Как предугадать глубину резкости?
Можно сделать предметы резкими и в фокусе, даже если они находятся не в центре изображения.
Используем видоискатель
С помощью видоискателя можно увидеть сцену с максимально открытой диафрагмой. При этом вы увидите минимальную глубину резкости, независимо от того, какое значение диафрагмы установлено
Предпросмотр
Многие зеркальные фотоаппараты имеют кнопку предпросмотра, при нажатии которой устанавливается заданное вами значение диафрагмы
Не обращайте внимание на яркость
При использовании кнопки предпросмотра, изображение покажется более темным, однако, это поможет представить какой будет глубина резкости на изображении.
Используйте live view
Если в вашем фотоаппарате нет функции предпросмотра, используйте режим Live View. Чтобы увидеть эффект, который будет достигнут при изменении настроек диафрагмы, выйдите и снова зайдите в режим Live View
Рассматривайте изображение с близкого расстояния
Для оценки резкости в режиме Live View, с помощью зума, можно увеличить любую часть изображения.
Проверьте снимок
После того, как вы нажали на кнопку спуска, можете рассмотреть фото во всех его деталях, увеличивая изображение кнопкой зума
Упражнения на практике
Это упражнение поможет вам применить ваши знания в области оценки глубины резкости.
Результат вашей работы будет более понятным при использовании небольшого пространства стола, так как глубина резкости лимитирована небольшим расстоянием. Мы использовали игру «Монополия», но вы можете фотографировать бутылки, консервные банки, чашки и любые предметы, которые найдете на кухне. Если есть возможность, используйте штатив, чтобы избежать эффекта шевеления во время съемки и тогда, любое отсутствие резкости, будет зависеть только от глубины резкости.
Если у вас нет штатива, снимайте в ярко освещенном помещении и используйте высокое значение ИСО, например, 1000, чтобы выдержка была достаточно короткой для того, чтобы использовать все возможные значения диафрагмы.
Установите на объективе фокусное расстояние 55 mm, сфокусируйтесь на самой ближней к вам точке и, перейдя в режим приоритета диафрагмы, установите ее минимальное значение для того, чтобы диафрагма была максимально открыта (обычно f/4-5,6) и нажмите на спуск. Теперь закройте диафрагму, установив ее значение на f/22, и сделайте второй снимок. Далее установите на объективе минимальное фокусное расстояние, например, 18mm и повторите съемку, установив минимальную и максимальную величину диафрагмы.
Рассмотрите внимательно полученные четыре снимка на компьютере, зумируя изображение, чтобы оценить отсутствие резкости в той или иной части изображения. Возможно, с диафрагмой f/22 изображение не будет полностью резким, но на меньшем фокусном расстоянии глубина резкости будет больше и предметы, которые раньше были полностью вне фокуса, теперь будут различимы.
Источник: photo-monster.ru
Увеличиваем фокусное расстояние
Тут меня один знакомый мучает вопросами про устройства увеличения фокусного расстояния. Я же никогда ими не пользовался, и познания мои не велики. Просьба опровергнуть или дополнить следующие мысли:
0. Важное вступление. Для простоты предлагаю не спорить о терминологии и стоящей за ней сутью. Да, я знаю про афокальные насадки, экстендеры, адаптеры, телеконверторы и пр. термины (знаю я и про различия между ними). Но! В англоязычном мире есть тенденция называть все эти штуковины одним словом — teleconverter. Здесь же я буду использовать еще более общее словечко «дивайс». /> />
1. Существуют дивайсы, устанавливаемые между объективом и камерой. Они снижают светосилу, но не влияют на минимальную дистанцию фоксировки.
2. Существуют дивайсы, устанавливаемые на переднюю часть объектива. Они почти не меняют светосилу, но мин. дистанции фокусировки увеличивается.
Так ли это? Какие дивайсы в меньшей степени ухудшают качественные показатели оптической системы (прежде всего разрешение и евойную равномерность по полю)? Какие еще «подводные камни» существуют при использовании всех этих дивайсов?
ЗЫ. На всякий случай: клубный FAQ про телеконверторы я прочел. />
#2 WOG
Отправлено 04 September 2004 — 18:05
Телеконвертеры:
(те которые м/у фотиком и объективом) — об остальном и говорить смысла нет)
Нужно:
конкретно примерять КОНКРЕТНЫЙ конвертер с КОНКРЕТНЫМИ применяемыми объективами.
В некоторых сочетаниях приемлимо смотриться — в некоторых нет (их большинство /> ).
#3 Sanchez
Отправлено 04 September 2004 — 19:05
Уважаемый WW скорее прав. />
Я лично пробовал только «красногоский» 2х + Телеар-Н 200/3,5. /> При простом кадрировании с последующим 2-х кратным увеличением (в Фотошопе) скана снятого без конвертера качество было НАМНОГО лучше чем у «полного» кадра с конвертером. Так что забросил я етот девайс />
#4 Hobbymaker
Отправлено 04 September 2004 — 21:34
А. Может ув. WW и прав, но вот только в чем? /> /> /> Главный мой вопрос остался ведь без ответа, а именно справедливы ли утверждения #1 и #2? Может все же услышу ответ. />
Б. Ну, наверное нет ничего страшного в том чтоб поговорить и об афокальных линзах. /> /> /> Тем паче, что для цифровухи они чуть более распространены. Или я ошибаюсь?
#5 JosefL
Отправлено 05 September 2004 — 00:26
Могу с уверенностью ответить только на вопрос N1
Да, снижают, соостветственно кратности.
Да, не меняют, если правильно рассчитаны и изготовлены.
Поскольку светосила падает, возможны проблемы с автофокусом у несветосильных объективов.
Но самую важную мысль уже высказал уважаемый WW. Число объективов с которыми целесообразно использовать конкретный конвертер, к сожалению, сильно ограничено.
По моему опыту с недорогим конвертером KENKO 1.5X TELEPLUS SHQ хорошо сочетаются Pentax 24-90 на 90 мм (а вот 28-105 f 3.2-4.5 на 105 оказался совершенно нерезким), Sigma 105 Macro (в макро диапазоне — на бесконечности результаты не впечатляют), Tamron 70-300 f 4-5.6 и Sigma 100-300 f4.5-6.7(у Сигмы из-за низкой светосилы автофокус на MZ-6 практически не работает).
#6 Ermolaev Pavel
Отправлено 06 September 2004 — 13:28
По вопросу ?1: арифметика простая. Светосила (по научному — относительное отверстие) это отношение диаметра входного зрачка объектива к его фокусному расстоянию (например ФР=135мм, Дзр=48мм, получаем F=1/2.8). На объективе указывается обратная величина, т.е. 2.8. Отсюда: если мы с помощью «девайса» увеличиваем ФР в N раз, то относительное отверстие уменьшается соответственно в N раз.
Существуют «девайсы», которые не влияют на минимальную дистанцию фоксировки — телеконверторы. Также существуют и такие, которые увеличивают ФР и умеют уменьшать минимальную дистанцию фоксировки — телемакроконверторы. В параметрах телеконвертора указывается его кратность, а в параметрах телемакроконвертора указывается ещё и масштаб макро.
Из опыта использования: оба моих конвертора (Kenko 2X Teleplus и Vivitar 2Х macro 1:1) идеально работают с полтинниками M50/1.4 и M50/1.7 и с фиксами светосилы до 2.8. С зумами результат непредсказуем. Kenko приемлемо работает с 80-320, но с 28-105 резкость падает. Vivitar с любым зумом даёт абсолютное мыло.
#7 Quercus
Отправлено 06 September 2004 — 13:38
Я, как фундаменталист да к тому же любитель ручной фокусировки, фиксфокалов и металла /> , имею стойкое предубеждение против конверторов. Но по случаю приобрел советский ТК-2. Очень уж дешев был он. Вчера снял простой тест — ветки на фоне неба с Юпитером-37. О результатах доложу в ближайшее время.
#8 Quercus
Отправлено 06 September 2004 — 13:43
Заодно — чайниковский вопрос:
Конверор уменьшает только оптическую светосилу, или геометрическую тоже?
#9 Sergey
Отправлено 06 September 2004 — 14:07
У этих устройств разный принцип действия:
ТК работает как микроскоп, т.е. переносит изображение, формируемое объективом с увеличением на пленку.
Линза каботает как конфокальная насадка, меняющая апертуру входного пучка.
Про аберрации что-то сказать сложно.
В принципе, грамотная конфокальная линза набросает мало. Но грамотная это, в моем понимании ахромат, асферика и только на бесконечности.
Как будет взаимодействовать ТК с объективом — вопрос интересный. Видимо, оптимальный путь проложил Кэнон (?), который под разные объективы делает разные ТК.
По поводу светосилы: ничего другого, кроме инварианта Смита-Гелмгольца, предложить нельзя/> Увеличиваем одно, уменьшаем другое, з-н сохранения, тудыть.
#10 Vladimir P
- Город: Сибирь, однако
Отправлено 06 September 2004 — 14:48
Про конвертеры между камерой и объективом — все должно быть понятно. Про насадки на объектив — сейчас это тема довольно модная в мире цифровиков с несменной оптикой. Аналогично и в TV — крутил в руках Бетакамовские насадки от Fujinon-а, вид очень даже солидный, с фильтрами за 100 мм. По поводу светосилы согласен с Сергеем — чудес не бывает. А то уж больно простой путь получения чуда типа 800/1.4 (полтинник + несколько насадок /> ) вырисовывается.
#11 Alec Drouzhcenko
юный фотограф экспериментатор
- Город: Ukraine, Kyiv
Отправлено 06 September 2004 — 15:56
у меня родной автофокусный адаптер F AF 1.7x
пользую его в основном со своими 50-ками 1.4 FA и М. Резульатат вполне устраивает, МДФ уменьшается.
ставил на адаптер FA*24/2 — результат впечатлил — все-таки есть у него запас разрешения.
ставил и свои зумы — автофокус начинает барахлить, особенно на длинных концах. С-ка справляется с этим лучше. Индикация фокусировки работает тока _мееедленно_ />
#12 Hobbymaker
Отправлено 06 September 2004 — 15:57
Во-первых спасибо всем откликнувшимся!
Во-вторых, несколько слов для Сергея (Sergey).
Не уловил, что значит «грамотная конфокальная линза набросает мало». Правильно ли я понимаю, что для линз-насадок заксохр не действует? /> /> /> Ведь, как справедливо было замечено, «конфокальная насадка меняет апертуру входного пучка». Стало быть можно увеличить фок. рас. не уменьшая светосилы. Так?
Вот, к примеру, никоновские штучки для цифровухи TC-E2 и TC-E3 светосилу не меняют. Вроде как. Или? />
(Edited by Hobbymaker at 12:56 pm on Sep. 6, 2004)
#13 Sergey
Отправлено 06 September 2004 — 17:52
«набросает мало» в смысле аберраций/>
«Правильно ли я понимаю, что для линз-насадок заксохр не действует? » Нет, закон есть закон.
«конфокальная насадка меняет апертуру входного пучка» Угловую. Закон при этом сохраняется: одновременно меняется освещенность на ед. площади пленки.
В принципе, использование конфокальных систем позволяет менять размер входного зрачка, при соотвествующем увеличении размера линзы. Что происходит в конкретных инкарнациях — не знаю.
#14 Hobbymaker
Отправлено 06 September 2004 — 19:18
«. закон есть закон.»
Видать, я мало смайлов поставил. /> /> /> /> /> /> />
«В принципе, использование конфокальных систем позволяет менять размер входного зрачка. «
Вот-вот. Стало быть, увеличить фок. рас. с сохранением светосилы в принципе можно. Отчасти в этом вопрос и заключался.
Кстати, нашел вот сам примерчик от Олимпуса: tele conversion lens TCON-17 increases the existing focal length by a factor of 1.7 without changing the aperture.
#15 WOG
Отправлено 06 September 2004 — 22:00
Мои опыты(что помню):
с упоминаемыми тут К-1 (2-х кратный на 42мм)
Хорошо стыкуется с Юпитерами:
Ю-37 (3.5/135)
при этом значительно хуже с более качественным
АПО МСТелезенитар 2.8/135
пристойно (более-менее) с МС Ю-9 2/85
Плохо: с Зенитаром 1.7/50, Гелиосом 1.8/50, Гелиосом-40 1.5/85 и с резким МС Волна-9 макро 2.8/50
Kenko 2X Teleplus
удовлетворительно:
со штатным дешёвым зумом J 28-80
плохо:
FA 50/1.4
Тамрон 75-300/4-5.6
c многими 42мм через переходник (в т.ч.и те, что были нормально с К-1)
Soligor 2-x (пробовал в магазине и естественно покупать не стал):
удовлетворительно с J 28-80
неудовлетворительно
— с топовым Макро от Сигмы 105/2.8ЕХ фокусировка даже толком не работала
Количество пользователей, читающих эту тему: 1
0 пользователей, 1 гостей, 0 анонимных
Ответить цитируемым сообщениям Очистить
- Форумы Пента-клуба
- → Фототехника
- → Прочие зеркальные системы
- Правила Форума
- Изменить стиль
- IP.Board
- IP.Board Mobile
- comfy
- IBR
- light
- monochrome light
Система для сообществ IP.Board 3.2.3
Лицензия зарегистрирована на: The Penta Club
Источник: www.penta-club.ru