ابزار نوری دوربین

قطعات دوربین
 
یک دوربین ساده متشکل از عدسی محدب، دیافراگم چشم، شاتر و فیلم.
عدسی محدب وظیفه تشکیل تصاویر حقیقی و معکوس روی فیلم را بر عهده دارد. برخلاف چشمی که فاصله کانونی متغیری دارد، لنز دوربین فاصله کانونی ثابتی دارد. لنز دوربین یک لنز محدب است، نه یک لنز مقعر، زیرا تصویر تولید شده توسط یک لنز مقعر همیشه مجازی است. برعکس، تصویر تولید شده توسط یک لنز محدب زمانی واقعی است که فاصله جسم از فاصله کانونی بیشتر باشد. یک تصویر حقیقی، تصویری است که واقعاً وجود دارد، بنابراین این تصویر را می‌توان روی فیلم ثبت کرد. برعکس، یک تصویر مجازی یک تصویر کاذب است، بنابراین نمی‌توان آن را روی فیلم ثبت کرد. موقعیت تصویر حقیقی و معکوس تولید شده توسط یک لنز محدب با موقعیت فیلم مطابقت دارد.

دیافراگم یا «استاپ» یک روزنه دایره‌ای با قطر متغیر D است. دیافراگم میزان نوری را که به فیلم برخورد می‌کند کنترل می‌کند. قطر روزنه به اندازه لنز بستگی دارد و با عدد f یا f-stop بیان می‌شود. f-stop به عنوان نسبت فاصله کانونی لنز (f) به قطر روزنه (D) تعریف می‌شود: f-stop = f / D. اگر لنز دارای فاصله کانونی ۱۰۰ میلی‌متر و قطر روزنه ۲۰ میلی‌متر باشد، لنز دارای f-stop برابر با ۱۰۰ میلی‌متر / ۲۰ میلی‌متر = ۵ است. در این حالت، لنز روی f/5 تنظیم می‌شود. اگر لنز دارای فاصله کانونی ۱۰۰ میلی‌متر و قطر روزنه ۲۵ میلی‌متر باشد، لنز دارای f-stop برابر با ۱۰۰ میلی‌متر / ۲۵ میلی‌متر = ۴ است. در این حالت، لنز روی f/4 تنظیم می‌شود. بر اساس این محاسبه، نتیجه گرفته می‌شود که هرچه قطر روزنه بزرگتر باشد، عدد f-stop کوچکتر است و نور بیشتری به فیلم برخورد می‌کند. کوچکترین عدد f-stop (بزرگترین قطر دیافراگم) سرعت لنز است.

شاتر همچنین میزان نوری که به فیلم برخورد می‌کند را کنترل می‌کند. مدت زمانی که شاتر باز است بر میزان نوری که به فیلم برخورد می‌کند تأثیر می‌گذارد زیرا وقتی شاتر باز است، فیلم نیز در معرض نور قرار می‌گیرد و در معرض آن قرار می‌گیرد. سرعت شاتر همچنین "زمان نوردهی" نامیده می‌شود. سرعت شاتر به زمان باز بودن شاتر مربوط می‌شود، بنابراین سرعت شاتر بر حسب ثانیه بیان می‌شود. سرعت شاتر از چند ثانیه تا کسری از ثانیه متغیر است. هرچه زمان باز بودن شاتر کوتاه‌تر باشد، سرعت شاتر سریع‌تر است و نور کمتری به فیلم برخورد می‌کند. سرعت شاتر سریع زمانی که نور کمی وجود دارد ضروری است. سرعت شاتر سریع همچنین برای از بین بردن تاری سایه ناشی از حرکت دوربین ضروری است.

فیلم وظیفه دوربین، ثبت تصویر واقعی تشکیل شده توسط لنز دوربین است. چندین سال پیش، هنوز از فیلم در دوربین‌ها استفاده می‌شد، اما امروزه دیگر از فیلم در دوربین‌ها استفاده نمی‌شود. تصویر تشکیل شده توسط لنز دوربین اکنون به صورت الکترونیکی ثبت می‌شود. دوربین‌هایی که تصاویر را به صورت الکترونیکی ثبت می‌کنند، دوربین‌های دیجیتال نامیده می‌شوند. دوربین‌هایی که تصاویر را با استفاده از فیلم ثبت می‌کنند، دوربین‌های آنالوگ نامیده می‌شوند.
 
فوکوس لنز و تشکیل تصویر

کیفیت نتایج عکسبرداری نه تنها به اندازه باز شدن دیافراگم و سرعت شاتر، بلکه به فوکوس نیز بستگی دارد. قبل از بحث در مورد فوکوس لنز دوربین، ابتدا توضیح زیر را درک کنید. در مبحث لنزهای محدب، توضیح داده شده است که اگر فاصله جسم (s) بسیار دور باشد و بی‌نهایت در نظر گرفته شود، تصویر واقعی تولید شده توسط لنز محدب بر نقطه کانونی لنز محدب منطبق است. بنابراین وقتی فاصله جسم بی‌نهایت باشد، فاصله تصویر (s') برابر با فاصله کانونی (f) است. در مبحث تصاویر لنز محدب، آموخته می‌شود که اگر فاصله جسم کمتر باشد، فاصله تصویر بیشتر و اندازه تصویر نیز بزرگتر است. در مبحث مثال سوالات شماره ۲ و ۳ لنز محدب، آموخته می‌شود که اگر فاصله کانونی لنز بزرگتر باشد، فاصله تصویر (s') بیشتر و اندازه تصویر نیز بزرگتر است.

فوکوس کردن لنز دوربین با فوکوس کردن چشمی متفاوت است. فوکوس کردن چشمی با تغییر انحنای چشمی (تغییر فاصله کانونی چشمی) تا زمانی که تصویر مستقیماً روی شبکیه بیفتد انجام می‌شود و در نتیجه واضح‌ترین تصویر ایجاد می‌شود. اگر دوربین از یک لنز واحد استفاده کند (نه یک لنز زوم که چندین لنز دارد)، فاصله کانونی لنز قابل تغییر نیست. فوکوس کردن لنز دوربین با تغییر فاصله تصویر (s') تا زمانی که واضح‌ترین تصویر تولید شود، انجام می‌شود.

اگر فاصله جسم (s) بسیار دور یا بی‌نهایت باشد، فاصله تصویر (s') همان فاصله کانونی (f) است. شکل ۱ را مقایسه کنید.

اگر فاصله جسم از بی‌نهایت کمتر باشد، فاصله تصویر (s') از فاصله کانونی (f) بیشتر است. هرچه فاصله جسم (s') کمتر باشد، فاصله تصویر (s') بیشتر و اندازه تصویر بزرگتر است. بر اساس این توضیح، نتیجه گرفته می‌شود که اگر فاصله بین جسم و عدسی نزدیک‌تر باشد، فاصله بین عدسی و فیلم باید بزرگتر شود. اگر فاصله بین جسم و عدسی بیشتر باشد، فاصله بین عدسی و فیلم کاهش می‌یابد. شکل 2 را مقایسه کنید.

هنگام فوکوس کردن لنز دوربین، فاصله کانونی لنز نیز باید در نظر گرفته شود. هر چه فاصله کانونی بیشتر باشد، فاصله تصویر (s') بیشتر است. لنزی با فاصله کانونی بیشتر، تصویر بزرگتری نیز تولید می‌کند. اگر می‌خواهید وقتی جسم دور است، تصویر واضحی داشته باشید، از لنزی با فاصله کانونی بیشتر استفاده کنید. لنزهایی با فاصله کانونی بیشتر معمولاً مسطح‌تر یا کمتر خمیده هستند.