Alles over lenzen

In deze Tips & Tricks wil ik eens ingaan op een achtergrond aspect van het fotograferen zelf, omdat dit ook erg mijn interesse heeft: de techniek. In dit geval van lenzen, basis principes en de verschillende technologieën die worden toegepast. (In het artikel lens afkortingen vindt u alles over de verschillende afkortingen die door de lens fabrikanten gehanteerd worden.) Mogelijk valt de overkill aan Canon producten op in deze Tips & Tricks, maar ik fotografeer daar zelf mee, vandaar.

 

De onderwerpen:

  1. Lensvatting
  2. Brandpuntsafstand
  3. Diafragma
  4. Glaselementen
  5. Beeldstabilisatie
  6. Autofocus
  7. Afstandsregeling
  8. Schroefdraad
  9. (All) weather seal
  10. Statiefgondel
  11. Productvideo’s van Canon en Nikon

 

1. Lensvatting:

De lensvatting is het mechaniek waarmee de lens op een camera body wordt gemonteerd. De vatting van de lens moet altijd overeenkomen met de vatting van de camera, anders kunnen de twee niet op elkaar gemonteerd worden. Sommige grote camera fabrikanten (Canon, Nikon, Sony en Pentax) maken zowel camera’s als lenzen. De lenzen van deze grote camera fabrikanten worden standaard uitgerust met een lensvatting specifiek voor de camera body van het eigen merk.

Daarnaast zijn er ook grote lens fabrikanten (Sigma, Tamron, Tokina, Carl Zeiss). Deze maken lenzen in diverse vattingen zodat hun lenzen te koop zijn voor bijvoorbeeld Canon en Nikon body’s. Mocht de lensvatting afwijken van de camera body?
Dan kan een lensadapter gebruikt worden om bijvoorbeeld een EF of EFS lens op een EOS M te monteren. Er zijn verschillende soorten adapters, zelfs om een Nikon lens op een Canon camera te monteren en andersom. Waarbij een ieder zich af kan vragen waarom men dat zou willen? De meeste gebruikers blijven hun merk tenslotte trouw.

Voorbeeld van een Lens Adapter

2. Brandpuntsafstand:

De brandpuntsafstand van een lens, aangegeven in millimeters (mm), geeft aan hoe het groot de afstand is tussen het frontelement van de lens, dit is waar de lichtstralen als eerste binnenkomen,en het brandpunt element, dit is het punt waar de lichtstralen samen komen. De afstand tussen deze twee elementen bepaald uiteindelijk welk beeld op de sensor van jouw camera valt (de sensor zet het beeld om in een foto). Des te hoger het brandpunt getal en daarmee het aantal millemeters, des te dichterbij een onderwerp gehaald kan worden. Des te lager het getal, des te meer beeld er op één foto past.

Wanneer we het beeld wat een menselijk oog kan weergeven vergelijken met een lens, dan komen we op een brandpuntsafstand van 50 millimeter bij een full-frame of analoge 35 millimeter camera. Op camera’s met APS-C sensor zal de brandpuntsafstand van een lens met 1.3x of 1.6x vermenigvuldigd moeten worden. Wanneer we het menselijke oog met een lens op dit soort camera’s vergelijken, dan komen we op een lens met een brandpuntsafstand van 35 millimeter.

 

Groothoeklens:
Wanneer we naar een lens kijken welke een brandpuntsafstand van minder dan 50 millimeter heeft, dan noemen we dit een groothoeklens. Dit type lens geeft meer beeld weer dan het menselijk oog.


Telelens:
Kijken we naar een lens met een hogere brandpuntsafstand dan 50 millimeter, dan noemen we dit een telelens. Een 200 millimeter lens vergroot 4 keer het onderwerp (200 / 50).

Vast brandpuntsafstand:
Lenzen met een vast brandpuntsafstand, ook wel prime lenzen genoemd, zijn lenzen waarmee niet gezoomd kan worden. Wil je met dit type lens dichter bij of verder af van je onderwerp komen, dan moet jij jezelf fysiek naar voren of naar achteren verplaatsen. Uit de modelnaam kan afgeleid worden of het een primelens betreft. Er staat namelijk maar één brandpuntsgetal in de modelnaam, zoals 400mm f/2.8 (elke fabrikant geeft hier dan weer verder zijn eigen coderingen aan, zoals Nikon bijvoorbeeld VR hanteert voor de beeldstabilisator en Canon dit IS noemt).
Over het algemeen hebben prime lenzen het kenmerk scherper te zijn dan zoomlenzen. Dit omdat deze lenzen geen bewegende lenselementen hebben en hierdoor perfect zijn afgesteld om aan de hoogste kwaliteitseisen te voldoen.

Zoomlenzen:
Zoomlenzen zijn lenzen waarmee het brandpunt verlegd kan worden. Hierdoor heb je de mogelijkheid krijg om dichterbij of verder van je onderwerp te komen, zonder dat jij jezelf fysiek hoeft te verplaatsen. Een veel gebruikte zoomlens is de 70-200mm f/2.8 of f/4.

Extenders (ook wel converters genoemd):
Een extender is een soort van tussen lens waarmee het brandpunt van een (tele)lens uitgebreid kan worden. Hierbij wordt het aantal millimeters van de lens vermenigvuldigd met de factor van de extender. Zo wordt bijvoorbeeld een 70-200mm f/4 bij gebruik van een extender 1.4x een 98-280mm lens. Verder wordt de f-waarde van de lens ook met deze factor vermenigvuldigd. De f/4 lens wordt hierdoor een f/5.6 lens. Let wel; niet iedere lens is geschikt voor een extender. En daarnaast, soms kunnen sommige lens functies bij het gebruik van de extender wegvallen of niet optimaal werken. Denk hierbij aan de autofocus en de beeldstabilisatie functies.

Canon is in 2014 nog een stapje verder gegaan met het toepassen van de extender door een 1,4x extender te integreren in de 200-400mm lens. Geen lens om makkelijk mee te nemen op reis, maar wel een lens die uitermate geschikt is voor sport- en natuurfotografen.

3. Diafragma:

Het diafragma, ook wel f-waarde genoemd, is een getal wat aanduid hoe groot de lensopening van een lens is. De maximale f-waarde van een lens wordt altijd op de lens en in de modelnaam weergegeven (bijv. 70-200mm f/4).

Aanpassing van het diafragma:
Het diafragma (de lensopening van de lens) kan worden verkleind door middel van metalen plaatjes (lamellen) die over elkaar heen schuiven. Door het verkleinen van het diafragma neemt de f-waarde toe. Bij een verandering van deze waarde, bijv. f/4 naar f/16 zal de lensopening afnemen en komt er minder licht door de lens. Hiermee wordt tevens het scherptediepte gebied vergroot waardoor meer onderdelen scherp op de foto komen. Een f-waarde kan in getaluitdrukking nooit lager ingesteld worden dan de maximale waarde (laagste getal) die aangegeven staat op de lens. Een lens met een waarde van f/4 kan dus geen lens van f/2.8 worden. Er kan immers niet meer licht door de maximale lensopening. De foto geeft een overzicht wat de verandering in het diafragma doet met de lensopening.


Diafragma van f/1.4 (links boven) tot f/16 (rechts onder).

Scherptediepte:
Scherptediepte is het gebied tussen het scherpe gestelde onderwerp en het onscherpe gebied. Hoe hoger de scherptediepte, des te meer onderdelen scherp op de foto komen. Hoe kleiner de scherpte diepte, des te meer onscherpe delen in een foto zitten. Dit geeft de fotograaf de mogelijkheid om de focus op één bepaald gebied te leggen, en de rest van het beeld onscherp te maken. Hierdoor kan de kijker gestuurd worden naar een onderwerp. Scherptediepte wordt vaak ook verwoord als Bokeh. Dit is de Japanse benaming voor onscherpte. De onderstaande foto is gemaakt met een diafragma van f3.5. Hierdoor is alleen het kopje van de lizzard scherp en de rest van de foto grotendeels juist onscherp.


Voorbeeldfoto met klein scherptediepte gebied.

Laag diafragmagetal (f/4 of lager):
Lenzen met een diafragmagetal van f/4 of lager hebben de mogelijkheid om in donkere ruimtes een beter belichte foto op te leveren dan lenzen met een hoger diafragma. Er komt immers meer licht door de lensopening. Verder bieden lenzen met een laag diafragmagetal meer mogelijkheden om te spelen met scherptediepte.

Hoog diafragma getal (f/4.5 of hoger):
Lenzen met een diafragmagetal van f/ 4.5 of hoger, kunnen meer moeite hebben met donkere ruimtes. Daarnaast is het met dit type lens ook moeilijker (of onmogelijk) om onscherpe delen in een foto te krijgen aangezien het scherptediepte gebied groter is. Er komen dus meer delen scherp op de foto. Door extra handelingen, zoals een hogere ISO-waarde in te stellen, een snellere sluitertijd aan te nemen, of een flitser te gebruiken, kan in donkere ruimtes een betere belichting verkregen worden. Maar het scherptediepte gebied van dit type lens aanpassen met extra handelingen kan echter niet.

Vast diafragma:
Zoomlenzen met een vast diafragma behouden de laagste diafragmawaarde, en dus de grootste lensopening, te allen tijde. Dit houdt in dat wanneer men inzoomt op het onderwerp, de f-waarde behouden blijft. Er zijn natuurlijk voorbeelden genoeg van zoomlenzen met een vaste diafragma waarde, de lens waar ikzelf graag mee fotografeer is een 24-70mm f/2.8.

Variabel diafragma:
Zoomlenzen met een variabel diafragma behouden de kleinste diafragma waarde (grootste lensopening) niet wanneer er gezoomd wordt. In de modelnaam van de lens wordt altijd aangegeven tussen welke f-waarden de lens kan variëren. Met een voorbeeld kan het eenvoudig uitgelegd worden. Een lens met een variabel diafragma is bijvoorbeeld een 100-400mm f/4.5-5.6L lens. De eerste f-waarde, f/4.5 wordt behaald op 100 millimeter. De tweede waarde, f/5.6 hoort dan bij de 400 millimeter. Tussen de 100- en 400 mm varieert de f/waarde van deze lens tussen de f/4.5 en f/5.6.

Lichtsterkte:
De lichtsterkte van een objectief wordt uitgedrukt als de brandpuntsafstand gedeeld door de doorsnede van de lens. In de afbeelding hieronder is dat 400/140=2.8. In de afbeelding is ook de invloed van een lens met kleinere doorsnede en het diafragma ingetekend. De totale hoeveelheid doorgelaten licht is echter afhankelijk van de oppervlakte van de lens. Dus niet alleen de doorsnede maar ook de breedte telt mee. Vandaar dat de stops bij het diafragma raar lijken te lopen. Tussen elke verdubbeling of halvering van de lichthoeveelheid zit steeds een factor wortel 2 (1,41).

4. Glaselementen:

Een lens bestaat uit verschillende onderdelen. Één van de belangrijkste onderdelen zijn de verschillende glaselementen welke ervoor zorgen dat het beeld, wat door de lens gaat, correct op de film of sensor van de camera komt. Hieronder zullen een aantal lensonderdelen nader uitgelegd worden welke invloed hebben op het uiteindelijke resultaat van een foto.

Sferische aberratie:
Een verschijnsel wat bij lenzen kan voorkomen is sferische aberratie. Dit is een optisch verschijnsel wat voorkomt als de lichtstralen, welke door een lens gaan om het beeld te vormen, niet samen vallen op één brandpuntsafstand. Hierdoor wordt het licht verspreid doorgestuurd naar de sensor van de camera en krijgen foto’s een zachte waas. Het lijkt wel alsof er een lichte sluier overheen ligt. Om dit tegen te gaan gebruiken de verschillende lensfabrikanten a-sferische (asferische) lenzen welke deze verspreiding tegen gaan.

Asferische elementen:
Bij asferische glaselementen is het glas bewerkt waardoor het doorgaande licht op één brandpuntsafstand terecht komt. Het resultaat zijn foto´s zonder waas. Veel professionele lenzen maken gebruik van dit type glaselement.

Dispersie:
Indien een lenselement een hoge mate van dispersie (een materiaalsoort) heeft, dan kan vervormingen optreden. Dispersie heeft namelijk de eigenschap dat het licht op verschillende golflengtes doorstuurt waardoor kleuren vervormen. Deze vervorming wordt ook wel Chromatische Aberratie genoemd en is vooral goed te zien wanneer op een foto wordt ingezoomd. Er zijn verschillende glaselementen die gebruikt kunnen worden om chromatische aberratie tegen te gaan.

 

5. Beeldstabilisatie:

Wind, lichaamsbeweging en andere trillingen kunnen ervoor zorgen dat een foto onscherp wordt. Een statief of flitser kan een uitkomst bieden, maar zijn niet altijd even praktisch. De fabrikanten van lenzen hebben hierop een oplossing gevonden, beeldstabilisatie. Deze techniek signaleert bewegingen van de camera en verplaats vervolgens een optisch lenselement welke deze trilling / beweging compenseert. Hierdoor kan je als fotograaf je camerasluiter een aantal stops langer open laten staan, zonder dat je bewegingsonscherpte in je foto krijgt.

In onderstaande video (zonder geluid) zie je hoe een beeldstabilisator werkt.

 

Mocht je juist wel bewegingsonscherpte willen hebben, of mocht je een onderwerp volgen van links naar rechts (ook wel pannen genoemd), dan wil de beeldstabilisatie wel eens voor complicaties zorgen. Om dit op te lossen zul je de beeldstabilisator dus uit moeten schakelen door middel van een schakelaar aan de zijkant van de lens. Voor pannen is er ook een alternatieve oplossing. Zo is er een speciale stand welke enkel verticale trillingen compenseert. Let wel dat deze stand niet standaard op elke gestabiliseerde lens zit.

Bovenstaand een exploded view van de Canon 70-200 mm f/2.8 L IS USM, hierin geeft Canon schematisch weer hoe de beeldstabilisatie in deze lens werkt.

6. Autofocus:

Bijna iedere lens die je tegenwoordig kan kopen heeft een autofocus motor. Er zijn enkele uitzonderingen, zoals lenzen van Carl Zeiss (voor Canon en Nikon) en Tilt Shift lenzen. Deze lenzen zijn enkel handmatig scherp te stellen. Vrijwel alle andere lenzen op de markt zijn autofocus lenzen. Dankzij het gebruik van een autofocusmotor ben je als fotograaf sneller in staat om je onderwerp goed en scherp op de foto te krijgen. Wil je echter toch handmatig scherp stellen? Dan is dat geen probleem. Veel lenzen hebben namelijk een AF/MF (auto focus / manual focus) schakelaar waardoor de lens ook handmatig scherpgesteld kan worden. De afstand waar de lens op scherp gesteld wordt vrijwel altijd geregistreerd en is achteraf terug te vinden in de metadata van de foto. Daarnaast beschikken sommige lenzen over een afstandsring waarop je direct de afstand naar je onderwerp kan aflezen.


Diverse AutoFocus motoren

Er zijn twee focustechnieken welke hieronder nader worden uitgelegd.

Interne focus:
Bij interne focus blijft de lengte van de lens onaangepast indien je op een onderwerp scherp stelt. Er komen dus geen lensdelen naar buiten en ook de minimale focusafstand blijft gehandhaafd.

Externe focus:
Bij externe focus blijft de lengte van de lens niet onaangepast indien er op een onderwerp wordt scherpgesteld. Bij het scherpstellen met dit type lens komen er lensdelen naar voren, waardoor de afstand tot het onderwerp ook aangepast wordt.

AutoFocus in detail:
In spiegelreflexcamera’s (zowel met film als digitaal) wordt een contrast-fase detectiesysteem gebruikt. Hierbij wordt een deel van het licht wat door de lens valt door een hulpspiegel afgebogen naar een tweetal (meestal) lijnvormige CCD-sensors die via een straalverdeler zo zijn gemonteerd dat ze zich op precies dezelfde afstand als het beeldvlak bevinden. Één sensor zit vlak voor en de andere vlak achter het beeldvlak. Op de sensor waar het scherptevlak het dichtst bij staat zal het verschil tussen lichte en donkere delen (het contrast) het hoogste zijn, als het scherptevlak precies op het beeldvlak ligt is het contrast op beide sensoren gelijk en is de lens scherpgesteld. Het voordeel van deze constructie is dat het scherpstelsysteem meteen weet in welke richting scherpgesteld moet worden en ook wanneer de maximale scherpte bereikt is.

 

7. Afstandsregeling:

Om sneller te kunnen scherpstellen hebben sommige lenzen een schakelaar waarmee het focusgebied afgebakend kan worden. Zo kan men bijvoorbeeld aangeven dat de lens van 1.2 meter tot oneindig, of van 2,5 meter tot oneindig moet focussen. Met deze tweede stand kun je als fotograaf sneller focussen op onderwerpen welke verder dan 2,5 meter weg staan, omdat de lens het eerste gebied geheel overslaat.


Afstandsregeling.

8. Schroefdraad:

Vrijwel iedere lens is uitgerust met schroefdraad waardoor er filters en lensdoppen op geplaatst kunnen worden. Lensdoppen worden gebruikt om de lens af te dekken en filters worden onder andere gebruikt om de lens te beschermen of om een bepaald kleureffect te creëren, of om schittering uit de lucht te halen, of om UV stralen te breken etc.. Omdat niet iedere lens even groot is, en daarbij een afwijkende diameter van het voorste glaselement heeft, worden filters in verschillende diameters gemaakt. Op de afbeelding een lens met een filtermaat van 82mm heeft. Wil je meer over lensfilters weten? Hou deze site in de gaten, binnenkort verschijnt er een artikel over lensfilters.

9. (All) weather seal:

Sommige lenzen hebben een weather seal. Dit houdt in dat de lens tegen spatwater of stof kan. Lensfabrikanten realiseren dit door de lenzen rubberen afdichtingen te geven bij schakelaars en bedieningsknoppen. Daarnaast weten de fabrikanten de ruimte tussen camera en lens te minimaliseren door ook daar een rubberen afdichting toe te passen, waardoor er geen stof of water doorheen kan. Let wel, lang niet iedere lens is weerbestendig. Daarnaast moet de camerabody ook weerbestendig zijn wil de afdichting optimaal zijn.

 

10. Statiefgondel:

Een statiefgondel is een (metalen) ring die aan een lens wordt gemonteerd. Aan deze ring zit vervolgens een plaatje met een schroefdraad waardoor de lens op een statief gemonteerd kan worden. Hierdoor kan de fotograaf zijn camera plus lens goed uitbalanceren waardoor het gebruik een stuk eenvoudiger wordt. Een statiefgondel wordt hoofdzakelijk gebruikt voor zware (hi-end) telelenzen.

11. Productvideo’s van Canon & Nikon:

Zowel Canon als Nikon hebben productvideo’s gemaakt waarin ze uitleggen wat voor lenstechnieken er zijn en hoe deze werken. Hieronder als eerste de film van Canon, genaamd: EF Lens Technology Canon Product, waarin diverse technieken worden uitgelegd. Daaronder de film van Nikon, genaamd: NIKKOR Technology Movie waarin Nikon uitlegt hoe hun lenzen werken en wat voor technieken erin verwerkt zijn.

 

 

 

embed video plugin powered by Union Development
Share
Joomla templates by a4joomla
Cookies make it easier for us to provide you with our services. With the usage of our services you permit us to use cookies.