Een cameralens (ook bekend als fotografische lens of fotografisch objectief) is een optische lens of samenstel van lenzen die worden gebruikt in combinatie met een camerabehuizing en een mechanisme om afbeeldingen van objecten te maken op fotografische film of op andere media die een afbeelding chemisch of elektronisch.

Er is in principe geen groot verschil tussen een lens die wordt gebruikt voor een fotocamera, een videocamera, een telescoop, een microscoop of ander apparaat, maar het gedetailleerde ontwerp en de constructie zijn anders. Een lens kan permanent op een camera zijn bevestigd of kan worden uitgewisseld met lenzen met verschillende brandpuntsafstanden, diafragma's en andere eigenschappen.

Hoewel in principe kan volstaan ​​worden met een simpele bolle lens, is in de praktijk een samengestelde lens bestaande uit een aantal optische lenselementen nodig om de vele optische aberraties die ontstaan ​​zoveel mogelijk te corrigeren. Sommige aberraties zullen in elk lenssysteem aanwezig zijn. Het is de taak van de lensontwerper om deze in evenwicht te brengen en een ontwerp te maken dat geschikt is voor fotografisch gebruik en mogelijk massaproductie.

Typische rechtlijnige lenzen kunnen worden gezien als "verbeterde" pinhole "-lenzen". Zoals getoond is een pinhole "lens" gewoon een klein diafragma dat de meeste lichtstralen blokkeert, waarbij het ideaal is om voor elk punt op de beeldsensor één straal naar het object te selecteren. Pinhole-lenzen hebben enkele ernstige beperkingen:

Een pinhole camera met een groot diafragma is wazig omdat elke pixel in wezen de schaduw is van de diafragma stop, dus de afmeting is niet kleiner dan de afmeting van het diafragma (derde afbeelding). Hier is een pixel het gebied van de detector dat wordt blootgesteld aan licht vanaf een punt op het object.

Het verkleinen van het gaatje verbetert de resolutie (tot een limiet), maar vermindert de hoeveelheid opgevangen licht.

Op een bepaald punt verbetert het verkleinen van het gat de resolutie niet vanwege de diffractielimiet. Buiten deze limiet, maakt het verkleinen van het gat het beeld zowel waziger als donkerder.

Praktische lenzen kunnen worden gezien als een antwoord op de vraag: "hoe kan een pinhole-lens worden aangepast om meer licht toe te laten en een kleinere spotgrootte te geven?". Een eerste stap is het plaatsen van een eenvoudige bolle lens bij het gaatje met een brandpuntsafstand die gelijk is aan de afstand tot het filmvlak (ervan uitgaande dat de camera foto's zal maken van verre objecten). Hierdoor kan het gaatje aanzienlijk worden geopend (vierde afbeelding) omdat een dunne convexe lens lichtstralen evenredig buigt in verhouding tot hun afstand tot de as van de lens, waarbij stralen het midden van de lens rechtdoor laten gaan. De geometrie is bijna hetzelfde als bij een eenvoudige pinhole-lens, maar in plaats van te worden verlicht door enkele lichtstralen, wordt elk beeldpunt verlicht door een gefocust "potlood" van lichtstralen.

Een cameralens kan worden gemaakt van een aantal elementen: van één, zoals bij de Box Brownie's meniscuslens, tot meer dan 20 bij de meer complexe zoomlenzen. Deze elementen kunnen zelf een groep aan elkaar gecementeerde lenzen omvatten.

Het frontelement is cruciaal voor de prestaties van de hele assemblage. Bij alle moderne lenzen is het oppervlak gecoat om slijtage, overstraling en oppervlaktereflectie te verminderen en om de kleurbalans aan te passen. Om aberratie te minimaliseren, wordt de kromming meestal zo ingesteld dat de invalshoek en de brekingshoek gelijk zijn. Bij een prime lens is dit eenvoudig, maar bij een zoomlens is er altijd een compromis.

De lens wordt meestal gefocust door de afstand van het lenssamenstel tot het beeldvlak aan te passen of door bewegende elementen van het lenssamenstel. Om de prestaties te verbeteren, hebben sommige lenzen een noksysteem dat de afstand tussen de groepen aanpast terwijl de lens wordt scherpgesteld. Fabrikanten noemen dit verschillende dingen: Nikon noemt het CRC (close range correction); Canon noemt het een zwevend systeem; en Hasselblad en Mamiya noemen het FLE (zwevend lenselement).

Glas is het meest gebruikte materiaal om lenselementen te construeren vanwege de goede optische eigenschappen en krasvastheid. Er worden ook andere materialen gebruikt, zoals kwartsglas, fluoriet, kunststoffen zoals acryl (plexiglas) en zelfs germanium en meteoritisch glas. Kunststoffen maken de productie mogelijk van sterk asferische lenselementen die moeilijk of onmogelijk te vervaardigen zijn in glas en die de lensproductie en -prestaties vereenvoudigen of verbeteren. Kunststoffen worden niet gebruikt voor de buitenste elementen van alles, maar de goedkoopste lenzen omdat ze gemakkelijk krassen. Gegoten plastic lenzen worden al jaren gebruikt voor de goedkoopste wegwerpcamera's en hebben een slechte reputatie opgebouwd: fabrikanten van hoogwaardige optica gebruiken vaak eufemismen zoals "optische hars". Veel moderne, hoogwaardige (en dure) lenzen van populaire fabrikanten bevatten echter gegoten of hybride asferische elementen, dus het is niet waar dat alle lenzen met plastic elementen van lage fotografische kwaliteit zijn.

De USAF resolutie testkaart uit 1951 is een manier om het oplossend vermogen van een lens te meten. De kwaliteit van het materiaal, de coatings en de bouw beïnvloeden de resolutie. Lensresolutie wordt uiteindelijk beperkt door diffractie en zeer weinig fotografische lenzen benaderen deze resolutie. Degenen die dat wel doen, worden "diffractiebeperkt" genoemd en zijn meestal extreem duur.

Tegenwoordig zijn de meeste lenzen meervoudig gecoat om lensflare en andere ongewenste effecten te minimaliseren. Sommige lenzen hebben een UV-coating om ultraviolet licht buiten te houden dat de kleur kan aantasten. De meeste moderne optische cementen voor het verlijmen van glaselementen blokkeren ook UV-licht, waardoor er geen UV-filter nodig is. UV-fotografen moeten veel moeite doen om lenzen te vinden zonder cement of coatings.

Een lens heeft meestal een diafragma-aanpassingsmechanisme, meestal een irisdiafragma, om de hoeveelheid licht die doorgaat te regelen. In vroege cameramodellen werd een roterende plaat of schuif met gaten met verschillende afmetingen gebruikt. Deze Waterhouse-stops zijn nog steeds te vinden op moderne, gespecialiseerde lenzen. Een sluiter, om de tijd te regelen waarin licht kan passeren, kan in het lenssamenstel zijn opgenomen (voor beelden van betere kwaliteit), in de camera of zelfs, zelden, voor de lens. Sommige camera's met bladluiken in de lens laten het diafragma weg en de sluiter heeft een dubbele functie.

Op deze pagina kunt u gratis PNG-afbeeldingen downloaden: Camera lens PNG-afbeeldingen gratis te downloaden