Άρθρο σχετικά με την οπτική κάμερα οργάνων
Μέρη της κάμερας
Μια απλή φωτογραφική μηχανή αποτελείται από έναν κυρτό φακό, ένα διάφραγμα, ένα κλείστρο και ένα φιλμ.
Οι κυρτοί φακοί λειτουργούν για να σχηματίσουν την πραγματική και ανεστραμμένη εικόνα στο φιλμ. Σε αντίθεση με τον φακό του ματιού που έχει εστιακή απόσταση που μπορεί να αλλάξει, ο φακός της κάμερας έχει εστιακή απόσταση που δεν μπορεί να αλλάξει. Ο φακός της κάμερας είναι ένας κυρτός φακός, όχι ένας κοίλος φακός, επειδή η εικόνα που παράγεται από τον κοίλο φακό είναι πάντα εικονική. Αντίθετα, η εικόνα που παράγεται από έναν κυρτό φακό είναι πραγματική όταν η απόσταση του αντικειμένου είναι μεγαλύτερη από την εστιακή απόσταση. Μια πραγματική εικόνα είναι μια εικόνα που υπάρχει επειδή αυτή η εικόνα μπορεί να καταγραφεί σε φιλμ. Αντίθετα, η εικονική εικόνα είναι μια ψευδής εικόνα, έτσι ώστε η εικόνα να μην μπορεί να καταγραφεί σε φιλμ. Η θέση της πραγματικής και ανεστραμμένης εικόνας που παράγεται από τον κυρτό φακό συμπίπτει με τη θέση του φιλμ.
Διάφραγμα ή f-stop. Το διάφραγμα λειτουργεί για να ελέγχει την ποσότητα φωτός που επηρεάζει την μεμβράνη. Το μέγεθος της διαμέτρου του ανοίγματος εξαρτάται από το μέγεθος του φακού και εκφράζεται από τον αριθμό f ή f-stop. Το F-stop ορίζεται ως η αναλογία της εστιακής απόστασης του φακού (f) προς τη διάμετρο του ανοίγματος (D): f-stop = f / D. Εάν ο φακός έχει εστιακή απόσταση 100 mm και η διάμετρος του ανοίγματος είναι 20 mm, τότε ο φακός έχει f-stop 100 mm / 20 mm = 5. Σε αυτήν την περίπτωση, ο φακός έχει ρυθμιστεί στο f / 5. Εάν ο φακός έχει εστιακή απόσταση 100 mm και η διάμετρος του ανοίγματος είναι 25 mm, ο φακός έχει f-stop 100 mm / 25 mm = 4. Σε αυτήν την περίπτωση, ο φακός έχει ρυθμιστεί στο f / 4. Με βάση αυτόν τον υπολογισμό, συμπεραίνεται ότι όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος του ανοίγματος, τόσο μικρότερος είναι ο αριθμός των f-stop και τόσο πιο φωτεινή είναι η μεμβράνη. Ο μικρότερος αριθμός f-stop (η σημαντικότερη διάμετρος ανοίγματος) είναι η ταχύτητα του φακού.
Ταχύτητα κλείστρου. Το χρονικό διάστημα ανοίγματος του κλείστρου επηρεάζει την ποσότητα φωτός που χτυπά το φιλμ, επειδή όταν ανοίγει το κλείστρο, ανοίγει και το φιλμ και δέχεται φως. Η ταχύτητα κλείστρου ονομάζεται επίσης «χρόνος φωτισμού». Η ταχύτητα κλείστρου σχετίζεται με το χρονικό διάστημα ανοίγματος του κλείστρου. Επομένως, η ταχύτητα κλείστρου εκφράζεται σε δευτερόλεπτα. Η ταχύτητα κλείστρου κυμαίνεται από μερικά δευτερόλεπτα έως ένα δευτερόλεπτο. Όσο μικρότερο είναι το χρονικό διάστημα ανοίγματος του κλείστρου, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα κλείστρου, τόσο λιγότερο φως θα χτυπήσει το φιλμ. Απαιτείται γρήγορη ταχύτητα κλείστρου όταν η ποσότητα φωτός είναι μικρή. Απαιτείται επίσης γρήγορη ταχύτητα κλείστρου για την εξάλειψη του θολώματος της εικόνας λόγω της κίνησης της κάμερας.
Φιλμ. Το φιλμ λειτουργεί για να καταγράφει την πραγματική εικόνα που σχηματίζεται από τον φακό της κάμερας. Πριν από μερικά χρόνια, το φιλμ εξακολουθούσε να χρησιμοποιείται στην κάμερα, αλλά τώρα το φιλμ δεν χρησιμοποιείται πλέον στην κάμερα. Σήμερα, η εικόνα που σχηματίζεται από τον φακό της κάμερας καταγράφεται ηλεκτρονικά. Οι κάμερες που καταγράφουν εικόνες ηλεκτρονικά ονομάζονται ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές. Οι κάμερες που καταγράφουν εικόνες χρησιμοποιώντας φιλμ ονομάζονται αναλογικές φωτογραφικές μηχανές.
Εστίαση και σχηματισμός της εικόνας
Η ποιότητα της λήψης, εκτός από το μέγεθος του ανοίγματος του διαφράγματος και την ταχύτητα κλείστρου, επηρεάζεται επίσης από την εστίαση. Πριν εξετάσουμε την εστίαση του φακού της κάμερας, κατανοήστε πρώτα την ακόλουθη εξήγηση. Όσον αφορά τους κυρτούς φακούς, εξηγείται ότι εάν η απόσταση του αντικειμένου ( s = do) είναι πολύ μεγάλη και θεωρείται άπειρη, η πραγματική εικόνα που παράγεται από έναν κυρτό φακό συμπίπτει με το εστιακό σημείο του κυρτού φακού. Έτσι, όταν η απόσταση του αντικειμένου είναι άπειρη, η απόσταση της εικόνας ( s' = di) είναι ίση με την εστιακή απόσταση (f). Όσον αφορά τον σχηματισμό της εικόνας του κυρτού φακού, μαθαίνουμε ότι εάν η απόσταση του αντικειμένου μικρύνει, η απόσταση της εικόνας γίνεται πιο εμφανής και το μέγεθος της εικόνας μεγαλώνει επίσης.
Η εστίαση του φακού της κάμερας διαφέρει από την εστίαση του φακού του ματιού. Η εστίαση στον φακό του ματιού γίνεται αλλάζοντας την καμπυλότητα του φακού του ματιού (αλλάζοντας την εστιακή απόσταση του φακού του ματιού) μέχρι η εικόνα να πέσει ακριβώς πάνω στον αμφιβληστροειδή, έτσι ώστε να παραχθεί η πιο ακριβής εικόνα. Εάν η κάμερα χρησιμοποιεί έναν μόνο φακό (όχι φακό ζουμ που έχει πολλούς φακούς), η εστιακή απόσταση του φακού δεν μπορεί να αλλάξει. Η εστίαση του φακού της κάμερας γίνεται αλλάζοντας την απόσταση εικόνας (σε ίντσες) μέχρι να παραχθεί η πιο ακριβής εικόνα.
Εάν η απόσταση του αντικειμένου ( s = do) είναι πολύ μακριά ή άπειρη, η απόσταση της εικόνας (di) είναι η ίδια με την εστιακή απόσταση (f). Συγκρίνετε το Σχήμα 1.
Εάν η απόσταση του αντικειμένου είναι μικρότερη από το άπειρο, η απόσταση της εικόνας (s' = di) είναι μεγαλύτερο από την εστιακή απόσταση (f). Όσο μικρότερο 
η απόσταση του αντικειμένου (s = do), όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση εικόνας (di) και τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος της εικόνας. Με βάση αυτήν την εξήγηση, συμπεραίνεται ότι εάν η απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του φακού είναι μικρότερη, η απόσταση μεταξύ του φακού και του φιλμ πρέπει να αυξηθεί. Εάν η απόσταση μεταξύ των αντικειμένων με τον φακό είναι μεγαλύτερη, η απόσταση μεταξύ του φακού και του φιλμ μειώνεται. Συγκρίνετε το Σχήμα 2.
Η εστίαση στον φακό της κάμερας πρέπει επίσης να δώσει προσοχή στην εστιακή απόσταση του φακού της κάμερας που χρησιμοποιείται. Όσο μεγαλύτερη είναι η εστιακή απόσταση του φακού της κάμερας, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση της εικόνας ( s' = di). Οι φακοί που έχουν μεγαλύτερη εστιακή απόσταση παράγουν επίσης μεγαλύτερη εικόνα. Αν θέλουμε να έχουμε ένα ακριβές σχήμα ενώ η απόσταση ενός αντικειμένου είναι μακρινή, χρησιμοποιήστε έναν φακό που έχει μεγάλη εστιακή απόσταση. Οι φακοί που έχουν μεγάλη εστιακή απόσταση είναι συνήθως πιο επίπεδοι ή λιγότερο καμπυλωτοί.
