Ống kính máy ảnh (còn được gọi là ống kính nhiếp ảnh hoặc vật kính ảnh) là ống kính quang học hoặc lắp ráp ống kính được sử dụng cùng với thân máy và cơ chế để tạo hình ảnh của các vật thể trên phim ảnh hoặc trên phương tiện khác có khả năng lưu trữ hình ảnh hóa học hoặc điện tử.

Không có sự khác biệt lớn về nguyên tắc giữa một ống kính được sử dụng cho máy ảnh tĩnh, máy quay video, kính viễn vọng, kính hiển vi hoặc thiết bị khác, nhưng thiết kế và cấu trúc chi tiết là khác nhau. Một ống kính có thể được cố định vĩnh viễn với máy ảnh hoặc có thể hoán đổi cho nhau với các ống kính có độ dài tiêu cự, khẩu độ khác nhau và các thuộc tính khác.

Mặc dù về nguyên tắc, một thấu kính lồi đơn giản sẽ đủ, trong thực tế, một thấu kính ghép được tạo thành từ một số thành phần thấu kính quang học được yêu cầu để điều chỉnh (càng nhiều càng tốt) nhiều quang sai phát sinh. Một số quang sai sẽ có mặt trong bất kỳ hệ thống ống kính nào. Công việc của nhà thiết kế ống kính là cân bằng những điều này và tạo ra một thiết kế phù hợp cho việc sử dụng ảnh và có thể sản xuất hàng loạt.

Các ống kính trực tràng điển hình có thể được coi là "ống kính" pinhole "cải tiến". Như được hiển thị, một "ống kính" pinhole chỉ đơn giản là một khẩu độ nhỏ chặn hầu hết các tia sáng, lý tưởng là chọn một tia tới vật thể cho mỗi điểm trên cảm biến hình ảnh. Ống kính Pinhole có một vài hạn chế nghiêm trọng:

Máy ảnh pinhole có khẩu độ lớn bị mờ vì mỗi pixel về cơ bản là bóng của điểm dừng khẩu độ, vì vậy kích thước của nó không nhỏ hơn kích thước của khẩu độ (ảnh thứ ba). Ở đây một pixel là khu vực của máy dò tiếp xúc với ánh sáng từ một điểm trên vật thể.

Làm cho lỗ kim nhỏ hơn giúp cải thiện độ phân giải (tối đa giới hạn), nhưng giảm lượng ánh sáng thu được.

Tại một thời điểm nhất định, việc thu nhỏ lỗ hổng không cải thiện độ phân giải vì giới hạn nhiễu xạ. Vượt quá giới hạn này, làm cho lỗ nhỏ hơn làm cho hình ảnh mờ hơn cũng như tối hơn.

Các ống kính thực tế có thể được coi là một câu trả lời cho câu hỏi: "làm thế nào một ống kính pinhole có thể được sửa đổi để nhận được nhiều ánh sáng hơn và cho kích thước điểm nhỏ hơn?". Bước đầu tiên là đặt một ống kính lồi đơn giản vào lỗ kim với tiêu cự bằng khoảng cách với mặt phẳng phim (giả sử máy ảnh sẽ chụp ảnh các vật ở xa). Điều này cho phép lỗ kim được mở ra đáng kể (ảnh thứ tư) vì một thấu kính lồi mỏng uốn cong các tia sáng tỷ lệ với khoảng cách của chúng với trục của ống kính, với các tia chiếu vào tâm thấu kính đi thẳng qua. Hình học gần giống như với một thấu kính pinhole đơn giản, nhưng thay vì được chiếu sáng bởi các tia sáng đơn lẻ, mỗi điểm hình ảnh được chiếu sáng bằng một "bút chì" tập trung của các tia sáng.

Một ống kính máy ảnh có thể được chế tạo từ một số yếu tố: từ một, như trong ống kính sụn của Box Brown, đến hơn 20 ở các mức thu phóng phức tạp hơn. Các yếu tố này có thể bao gồm một nhóm các thấu kính được gắn với nhau.

Các yếu tố phía trước là rất quan trọng đối với hiệu suất của toàn bộ lắp ráp. Trong tất cả các ống kính hiện đại, bề mặt được phủ để giảm mài mòn, lóa và phản xạ bề mặt, và để điều chỉnh cân bằng màu. Để giảm thiểu quang sai, độ cong thường được đặt sao cho góc tới và góc khúc xạ bằng nhau. Trong một ống kính một tiêu cự thì điều này thật dễ dàng, nhưng trong một zoom luôn có sự thỏa hiệp.

Ống kính thường được lấy nét bằng cách điều chỉnh khoảng cách từ cụm ống kính đến mặt phẳng hình ảnh hoặc bằng cách di chuyển các yếu tố của cụm ống kính. Để cải thiện hiệu suất, một số ống kính có hệ thống cam điều chỉnh khoảng cách giữa các nhóm khi ống kính được lấy nét. Các nhà sản xuất gọi điều này là khác nhau: Nikon gọi nó là CRC (hiệu chỉnh phạm vi gần); Canon gọi nó là một hệ thống nổi; và Hasselblad và Mamiya gọi nó là FLE (yếu tố thấu kính nổi).

Thủy tinh là vật liệu phổ biến nhất được sử dụng để xây dựng các thành phần thấu kính, do tính chất quang học tốt và khả năng chống trầy xước. Các vật liệu khác cũng được sử dụng, chẳng hạn như thủy tinh thạch anh, fluorite, nhựa như acrylic (Plexiglass), và thậm chí cả gecmani và thủy tinh. Nhựa cho phép sản xuất các thành phần thấu kính phi cầu mạnh, khó sản xuất trong thủy tinh, và giúp đơn giản hóa hoặc cải thiện hiệu suất và hiệu suất sản xuất ống kính. Nhựa không được sử dụng cho các yếu tố ngoài cùng của tất cả, nhưng các ống kính rẻ nhất vì chúng dễ trầy xước. Ống kính nhựa đúc đã được sử dụng cho các máy ảnh dùng một lần rẻ nhất trong nhiều năm và đã bị mang tiếng xấu: các nhà sản xuất quang học chất lượng có xu hướng sử dụng uyển ngữ như "nhựa quang học". Tuy nhiên, nhiều ống kính hiện đại, hiệu suất cao (và giá cao) từ các nhà sản xuất phổ biến bao gồm các yếu tố phi cầu đúc hoặc lai, vì vậy không phải tất cả các ống kính có thành phần nhựa đều có chất lượng ảnh thấp.

Biểu đồ kiểm tra độ phân giải USAF 1951 là một cách để đo khả năng phân giải của ống kính. Chất lượng của vật liệu, lớp phủ và xây dựng ảnh hưởng đến độ phân giải. Độ phân giải ống kính cuối cùng bị giới hạn bởi nhiễu xạ và rất ít ống kính chụp ảnh tiếp cận độ phân giải này. Những người được gọi là "nhiễu xạ giới hạn" và thường cực kỳ đắt đỏ.

Ngày nay, hầu hết các ống kính đều được phủ nhiều lớp để giảm thiểu hiện tượng lóa ống kính và các hiệu ứng không mong muốn khác. Một số ống kính có lớp phủ UV để tránh ánh sáng cực tím có thể làm mờ màu. Hầu hết các xi măng quang học hiện đại để liên kết các thành phần thủy tinh cũng ngăn chặn tia UV, phủ nhận sự cần thiết của bộ lọc UV. Các nhiếp ảnh gia UV phải đi rất lâu để tìm ra ống kính không có xi măng hoặc lớp phủ.

Một ống kính thường sẽ có cơ chế điều chỉnh khẩu độ, thường là màng chắn mống mắt, để điều chỉnh lượng ánh sáng đi qua. Trong các mẫu máy ảnh ban đầu, một tấm xoay hoặc thanh trượt với các lỗ có kích thước khác nhau đã được sử dụng. Những điểm dừng Waterhouse này vẫn có thể được tìm thấy trên các ống kính hiện đại, chuyên dụng. Một màn trập, để điều chỉnh thời gian ánh sáng có thể đi qua, có thể được tích hợp trong cụm ống kính (để có hình ảnh chất lượng tốt hơn), trong máy ảnh, hoặc thậm chí, hiếm khi, trước ống kính. Một số máy ảnh có cửa chớp lá trong ống kính bỏ qua khẩu độ, và màn trập thực hiện nhiệm vụ kép.

Trong trang này, bạn có thể tải xuống hình ảnh PNG miễn phí: Tải xuống hình ảnh PNG cho ống kính máy ảnh