Dasar-dasar mengenai Lensa foto dan video (fokus lensa)

Lensa yang digunakan pada foto dan video mempunyai berbagai macam bentuk lensa-lensa yang tersusun di dalamnya. Oleh karena itu, dalam bahasa inggris biasa disebut lenses (bentuk jamak) bukan lens karena terdiri dari berbagai macam lensa.

Di bawah ini merupakan foto lensa yang dibelah tampak samping:

Dalam desain 2 dimensi, lensa digambarkan tersusun dari berbagai macam jenis lensa seperti tergambar di bawah ini:

Untuk memahami lebih mudah mengenai cara susunan lensa-lensa tersebut membentuk bayangan, maka kita bisa sederhanakan menjadi lensa cembung tunggal seperti di bawah ini.

Dimana bayangan adalah hasil dari bayangan benda asli dari lensa cembung.

Lambang huruf "o" merupakan jarak antara benda asli terhadap lensa dan lambang huruf "i" merupakan jarak lensa dan bayangan yang dihasilkan lensa. Sedangkan huruf "f" adalah titik fokus lensa.

Adapun rumus pembentukan bayangan pada lensa cembung adalah:

Atau dalam bentuk lain bisa dituliskan sebagai berikut:

Jadi kalau kita ingin mengetahui jarak bayangan terhadap lensa, bisa menggunakan rumus:

Contoh soal.

Diketahui fokus lensa adalah 20 cm. Jarak benda terhadap lensa adalah 100 cm. Maka jarak bayangan terhadap lensa adalah:

Hasilnya adalah 25 cm.

Berikut ini merupakan tabel hasil perubahan jarak benda terhadap lensa dari jarak 100 cm hingga ke jarak 200 cm.

Jadi seperti yang kita lihat dalam tabel di atas, semakin jauh jarak benda dari lensa, maka hasilnya adalah semakin dekat jarak bayangan terhadap lensa sehingga mendekati nilai titik fokus lensa.

Pada jarak benda dan lensa mendekati tak terhingga atau sangat jauh, maka jarak bayangan dan lensa, hampir sama dengan nilai titik fokus lensa.

Sekarang kita akan menghitung perubahan fokus lensa ketika jarak benda dan lensa berubah dan jarak lensa terhadap bayangan tetap.

Rumus yang digunakan adalah:

Contoh soal.

Diketahui sebuah layar yang digunakan untuk menangkap bayangan diletakan pada jarak 20 milimeter dari lensa. Sebuah benda diletakan pada jarak 40 centimeter dari lensa. Berapakah jarak fokus lensanya agar bayangan jatuh pada layar dengan jelas?

i = 20 mm

o = 40 cm atau 400 mm karena 1 cm = 10 mm.

Maka;

Hasilnya adalah 19,05 milimeter.

Berikut ini merupakan tabel perubahan fokus lensa terhadap perubahan jarak benda terhadap lensa.

Makin dekat jarak fokus, maka makin cembung sebuah lensa. Jadi nilai 18,18 mm merupakan nilai paling cembung dari tabel di atas.

Nilai "i" atau jarak antara lensa dan layar untuk menerima bayangan yang bernilai 20 milimeter atau 2 centimeter sengaja dipilih karena itu jarak antara lensa mata manusia dan retina manusia sebagai penerima bayangan benda.

Jadi ketika benda yang dilihat mata dari jauh akan membuat lensa mata membentuk lensa yang tipis atau lensa yang mempunyai titik fokus jauh (gambar a). Jika lensa benda semakin didekatkan kepada mata manusia, maka lensa mata akan membentuk semakin cembung agar bayangan benda bisa jatuh tepat pada retina yang berjarak 2 centimeter dari lensa mata manusia (gambar b).

Prinsip kerja lensa mata manusia ini ditiru pada lensa foto dan video. Jadi ketika kita memutar gelang fokus pada lensa manual, pada prinsipnya kita merubah bentuk lensa yang semakin pipih atau semakin cembung. Hal ini berarti kita merubah nilai fokus lensa menjadi semakin besar atau semakin kecil nilainya.

Karena lensa foto dan video terbuat dari benda padat yang tidak elastis seperti lensa pada mata manusia, maka dibuatlah susunan lensa dari berbagai bentuk lensa tunggal agar ketika gelang fokus diputar, susunan lensa tersebut mampu merubah nilai titik fokus sehingga bayangan bisa jatuh pada image sensor pada kamera digital atau film pada kamera analog.

Mata manusia normal, dapat melihat pada jarak sedekat 25 centimeter atau 250 milimeter. Ketika manusia sudah tua, kemampuan melihat dekatnya berkurang karena otot lensa mata tidak mampu membentuk lensa yang cembung untuk membuat bayangan lensa jatuh pada retina. Untuk itu diperlukan lensa tambahan agar mampu melihat dekat. Lensa yang berbentuk kacamata ini, biasanya disebut kacamata plus untuk membantu membaca pada jarak dekat.

Nah, pada beberapa lensa foto dan video juga tidak mampu digunakan untuk merekam benda pada jarak yang dekat. Beberapa lensa hanya mampu digunakan pada jarak 50 centimeter, ada yang 30 centimeter. Ketika dipaksa untuk digunakan pada jarak yang lebih dekat lagi, maka hasilnya akan buram. Untuk itu, harus menggunakan filter tambahan yang dinamakan filter close-up agar lensa bisa digunakan untuk merekam benda pada jarak yang sangat dekat.

Kekurangan menggunakan filter closeup ini, jika ingin digunakan untuk merekam benda yang jauh, harus mencopot filternya dulu agar lensa dapat digunakan normal.

Beberapa lensa sudah mampu digunakan untuk merekam benda-benda yang sangat dekat, biasanya dinamakan lensa makro. Karena konstruksi khusus tersebut, lensa makro cenderung lebih mahal ketimbang lensa lainnya pada panjang fokal yang sama.

Panjang fokal adalah jarak antara lensa dan image sensor atau film, sama seperti jarak lensa mata manusia dan retina. Jadi panjang fokal mata manusia adalah 2 centimeter.

Beberapa sumber menyatakan bahwa panjang fokal mata manusia 17 milimeter atau 1,7 centimeter. Ada juga sumber lain yang menyatakan panjang fokal mata manusia antara 22-24 milimeter.

#Lensa