In zijn meest basale vorm is een lens een stuk glas of plastic met gebogen oppervlakken. Lenzen worden gebruikt om lichtstralen te buigen door gebruik te maken van een fysiek fenomeen dat bekend staat als breking.
Licht reist met verschillende snelheden in stoffen met verschillende dichtheden:het beweegt sneller door lucht dan bijvoorbeeld glas of plastic.
Daarom, wanneer licht de grens tussen lucht en het glas van een lens overschrijdt, vertraagt het. Als het licht de lens onder een hoek binnenkomt, zal de afname van de snelheid er ook voor zorgen dat de lichtstralen van richting veranderen - dit is breking. Om te zien waarom dat gebeurt, stelt u zich een bulldozer voor:als de rupsbanden aan de ene kant langzamer bewegen dan aan de andere kant, zal de bulldozer draaien. Evenzo, wanneer een lichtstraal een lens onder een hoek binnenkomt, vertraagt het deel dat het eerst binnenkomt en dus wordt het pad van het licht gebogen.
Een lens met oppervlakken die naar buiten buigen, zorgt ervoor dat lichtstralen samenkomen en wordt een convexe lens genoemd. Het is dit proces dat wordt gebruikt om licht van ver weg te focussen op de beeldsensor in een camera. De afstand van het voorste element van de lens tot de plaats waar die lens een scherp beeld zal projecteren, staat bekend als de brandpuntsafstand. De brandpuntsafstand wordt gemeten in millimeters en hoe langer deze is, hoe meer het beeld wordt vergroot en hoe smaller de beeldhoek.
In een moderne lens
Terwijl in de wetenschap een enkel stuk gebogen glas als een lens wordt beschouwd, is de lens die op uw camera is bevestigd veel complexer. In de body van een moderne cameralens vind je misschien wel 20 of meer lenselementen, die allemaal op zichzelf als lenzen kunnen worden beschouwd.
Lenselementen zijn meestal gemaakt van glas, hoewel sommige hoogwaardige lenzen, zoals de L-serie van Canon, elementen bevatten die zijn gemaakt van fluoriet. Budgetlenzen daarentegen kunnen elementen bevatten die zijn gemaakt van optisch plastic.
Er worden combinaties van lenselementen gebruikt om ervoor te zorgen dat de door een camera vastgelegde beelden vrij zijn van optische onvolkomenheden. Een enkele lens kan ervoor zorgen dat verschillende golflengten van licht in verschillende mate worden gebroken, wat kan leiden tot gekleurde randen rond de randen van objecten, ook wel chromatische aberratie genoemd. Door combinaties van lenselementen te gebruiken, kunnen deze problemen worden verminderd.
Focuscontrole is een andere motivator om meer dan één element te gebruiken. Een enkele lens kan het licht alleen op een bepaalde afstand scherpstellen. Door een mechanisme op te nemen waarmee de gebruiker sommige lenselementen kan verplaatsen, wordt het mogelijk om de afstand waarop een onderwerp in focus is te veranderen.
Een lens heeft ook een mechanisme nodig om de hoeveelheid licht te regelen die de film of beeldsensor bereikt om een correcte belichting te bereiken. Dit wordt bereikt door het gebruik van een diafragma dat bestaat uit een aantal beweegbare bladen, waardoor het diafragma in grootte kan worden aangepast, net als de iris van een menselijk oog.
Verdwaald licht dat in een lens weerkaatst, is een andere overweging, omdat het lensflare veroorzaakt en het contrast in een afbeelding beïnvloedt. Daarom hebben lenselementen coatings die zijn ontworpen om reflecties te verminderen. Andere coatings kunnen worden gebruikt om de kleurbalans van het beeld te corrigeren, bijvoorbeeld door UV-licht te blokkeren.
Terwijl oudere lenzen puur mechanisch waren, bevatten moderne lenzen een schat aan elektronica. Dankzij motoren kan de camera automatisch de focus instellen en de belichting regelen. Servo-aangedreven zoomlenzen voor videocamera's maken aanpassing van de brandpuntsafstand mogelijk met een druk op de knop. Sommige geavanceerde lenzen hebben ingebouwde bewegingssensoren om cameratrillingen te detecteren en gebruiken vervolgens motoren om groepen lenselementen aan te passen om het beeld te stabiliseren bij opnamen uit de hand.
Typen lenzen
Deze basistechnologie kan op een aantal manieren worden aangepast, afhankelijk van het doel van de lens. Verschillen in constructie zullen sommige lenzen geschikter maken voor bepaalde soorten werk en zullen ook hun kosten beïnvloeden.
Prime-lenzen hebben een vaste brandpuntsafstand en dus een vaste beeldhoek - als u de grootte van het beeld dat u vastlegt wilt wijzigen, moet u de camera bewegen. Een zoomlens heeft lenselementen die ten opzichte van elkaar kunnen worden bewogen om de brandpuntsafstand en daarmee de beeldhoek te veranderen. Externe zoomlenzen bereiken dit door de body van de lens te verlengen, wat problemen kan veroorzaken als u een camera-opstelling met een matte box gebruikt. Interne zoomlenzen, die elementen in het lichaam van de lens verplaatsen om de brandpuntsafstand te veranderen, zijn daarom meer geschikt voor het maken van films.
Hoewel de meeste lenzen voor stilstaande fotografie in gelijke mate kunnen worden gebruikt voor het maken van films, zijn er bepaalde kenmerken die uniek zijn voor lenzen die zijn ontworpen voor cinematografie. Als u de brandpuntsafstand van de meeste lenzen voor stilstaande fotografie wijzigt, moet u het beeld opnieuw scherpstellen, waardoor in- of uitzoomen onpraktisch is bij het maken van films. Bioscoopzoomlenzen zijn parfocaal, wat betekent dat ze scherp blijven bij het wijzigen van de brandpuntsafstand.
De diafragma-instellingen op een fotografische lens zijn gemarkeerd in f-stops die zijn afgeleid van een eenvoudige verhouding die wordt berekend op basis van de brandpuntsafstand van de lens en de diameter van het diafragma. Factoren zoals het aantal lenselementen in een lens kunnen echter van invloed zijn op de hoeveelheid licht die de beeldsensor in uw camera bereikt, dus u kunt verschillen in belichting krijgen tussen lenzen die op dezelfde f-stop zijn ingesteld.
Hoewel dit geen probleem is voor stilstaande fotografie, vereist filmmaken dat een cameraman de belichting tussen opnamen in een reeks kan afstemmen. Bij filmlenzen zijn de diafragma-instellingen gemarkeerd in T-stops (transmissiestops) die het lichtniveau aangeven dat bij de beeldsensor aankomt, zodat twee lenzen die op dezelfde T-stop zijn ingesteld, overeenkomende belichtingsniveaus hebben.
Verder lezen
Nu je beter begrijpt hoe lenzen werken, ga je naar Videomaker's Ultimate Guide voor meer advies over het kiezen van de juiste lens voor je volgende filmproject.
Pete Tomkies is een freelance cameraman en cameraman uit Manchester, VK. Hij produceert en regisseert ook korte films als Duck66 Films.