Tiêu cự là một thuật ngữ khá là quen thuộc khi nhắc đến ống kính, lens, camera,... Trong bài blog ngày hôm nay, bạn hãy cùng Uniduc tìm hiểu xem tiêu cự là gì cũng như một vài khái niệm liên quan nhé.

I. Tiêu cự là gì (focal length)?

1. Khái niệm tiêu cự.

Tiêu cự (focal length) chính là khoảng cách được tính từ tâm thấu kính đến điểm hội tụ. Tiêu cự còn được gọi bằng cái tên khác là khoảng cách tiêu cự hoặc độ dài tiêu cự. Đơn vị tính của tiêu cự là milimet.

2. Điểm hội tụ là gì?

Điểm hội tụ (imaging point) là điểm mà chùm ảnh hội tụ tại vị trí đó. Hoặc nói cách khác, đó chính là nơi mà hình ảnh có độ nét cao nhất. Điểm hội tụ phụ thuộc vào ống kính, không thể tự nhiên mà thay đổi được.

3. Độ phóng đại và góc nhìn.

Khi chúng ta thay đổi tiêu cự, độ phóng đại (manification) và góc nhìn (view angle) cũng sẽ bị thay đổi theo. Chúng tôi sẽ giải thích rõ hơn ở phần dưới đây.

II. Tiêu cự của ống kính camera (lens focal length) là gì?

Tiêu cự (lens focal length) là khái niệm không thể tách rời với ống kính camera. Đó là lý do vì sao nó được gọi là tiêu cự ống kính camera. Mỗi ống kính có tiêu cự khác nhau tuỳ thuộc vào vật liệu, độ lồi/ lõm, cách chế tạo hay lắp ghép.

Dựa vào khái niệm cơ bản về tiêu cự là gì ở phần trên, chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu xem tiêu cự camera là gì, các loại ống kính và ứng dụng tiêu cự,... nhé!

1. Tiêu cự camera là gì?

Tiêu cự camera (tiêu cự ống kính) là khoảng cách từ ống kính đến vị trí cảm biến hình ảnh của camera. Tiêu cự thường được tính bằng đơn vị milimet (mm).

Tiêu cự không phải là phép đo chiều dài thực tế của ống kính mà chính là khoảng cách quang học được tính từ tâm của ống kính đến điểm hội tụ các tia sáng để tạo nên hình ảnh sắc nét nhất của vật thể. Đây cũng chính là mặt phẳng nơi đặt cảm biến CMOS trong camera quan sát.

Tiêu cự camera có các đặc điểm sau đây:

• Độ dài tiêu cự càng lớn thì góc nhìn càng hẹp và độ phóng đại càng cao
• Độ dài tiêu cự càng ngắn thì góc nhìn càng rộng và độ phóng đại càng thấp

Chúng ta có nhiều cách gọi đối với khái niệm này: tiêu cự (focal) nói chung chung, tiêu cự ống kính camera (lens focal length), độ dài tiêu cự, chiều dài tiêu cự, khoảng cách tiêu cự (focal length).

Nếu đối chiếu với định nghĩa về tiêu cự ở phần lý thuyết trên, chúng ta có thể thấy:

• Độ dài tiêu cự (ống kính camera) = khoảng cách tiêu cự
• Nơi đặt chipset cảm biến (ống kính camera) = vị trí điểm hội tụ
• Ống kính camera là một tập hợp các thấu kính lắp bên trong camera. Tuỳ theo chủng loại và chức năng của camera mà nhà sản xuất sẽ lắp 1 hoặc nhiều thấu kính hội tụ ở bên trong.

Và để hình ảnh được rõ nét nhất có thể thì họ sẽ đặt cảm biến hình ảnh (cảm biến CMOS chipset) tại đúng vị trí điểm hội tụ hình ảnh.

Vậy là chúng ta đã tìm hiểu qua hai khái niệm tiêu cự là gì và tiêu cự camera là gì. Tiếp theo, xin mời các bạn xem tiếp một số khái niệm có liên quan như object distance, image distance và các loại tiêu cự.

2. Object distance và image distance.

Image distance:

• Image distance (khoảng cách điểm ảnh) được tính từ tâm ống kính đến vị trí chipset cảm biến trong camera (vị trí hình ảnh hội tụ và có độ nét cao nhất).
• Image distance cũng có chiều dài bằng với độ dài tiêu cự camera.

Object distance:

• Đây là khoảng cách từ vật thể (chủ thể) cần quan sát đến tâm ống kính của camera quan sát.
• Nếu chủ thể đứng xa (object distance lớn) thì cần có ống kính tiêu cự lớn để quan sát rõ.
• Nếu chủ thể đứng gần (object distance nhỏ) thì cần có ống kính tiêu cự nhỏ để quan sát rõ.

3. Tiêu cự cố định và tiêu cự thay đổi.

Tiêu cự là một thuộc tính của ống kính. Vì thế, để thay đổi tiêu cự thì phải thay đổi hệ thống ống kính. 

May thay, các nhà sản xuất camera trên thị trường hiện nay đã chế tạo các dòng camera có thể thay đổi tiêu cự nhằm giúp việc quan sát an ninh được dễ dàng thuận tiện hơn. Mặt khác, ống kính tiêu cự điều chỉnh (varifocal lens) thường khá đắt và chỉ có ở các dòng camera cao cấp.

Mời các bạn tiếp tục tìm hiểu về hai loại ống kính này:

• Ống kính tiêu cự cố định (fix-focal lens)
• Ống kính tiêu cự điều chỉnh (varifocal lens)

a. Ống kính tiêu cự cố định.

Các dòng camera trên thị trường đa số được thiết kế với ống kính có tiêu cự cố định, không thể thay đổi. Thông số này thường được công bố trong tài liệu kỹ thuật của camera. 

Loại ống kính này có cấu tạo gồm 1 hoặc nhiều ống kính bên trong, khoảng cách giữa các ống kính luôn cố định.

b. Ống kính tiêu cự thay đổi.

Loại ống kính này có khả năng zoom xa/ gần. Đối với camera được trang bị ống kính zoom, nhà sản xuất sẽ cung cấp 2 thông số tiêu cự minimum và tiêu cự maximum.

Bạn có thể xe thêm thông tin:

Top máy lọc nước tại vòi tốt nhất 2021

Nguyên lý hoạt động, cấu tạo của kính lúp

Các dòng kính thực tế ảo tốt nhất năm 2021

III. Góc nhìn (the angle of view).

Tiêu cự và góc nhìn của camera có sự liên quan chặt chẽ với nhau. Hoặc chúng ta có thể hiểu rằng khi thay đổi tiêu cự thì góc nhìn cũng khác hoàn toàn.

1. Góc nhìn là gì?

Góc nhìn (góc quan sát) của camera là độ rộng hoặc phạm vi của quang cảnh mà cảm biến camera có thể thấy được. Góc nhìn rộng thì camera sẽ nhận được nhiều khung cảnh hơn, góc nhìn hẹp thì sẽ thu được ít khung cảnh hơn.

2. Tiêu cự và góc nhìn có mối liên hệ như thế nào?

Góc nhìn sẽ thay đổi khi chúng ta thay đổi tiêu cự. Cụ thể, khi thay đổi ống kính hay vị trí giữa các ống kính của camera thì tiêu cự của camera sẽ bị thay đổi. Tiêu cự càng nhỏ thì góc nhìn càng rộng, ngược lại tiêu cự càng lớn thì góc nhìn càng hẹp.

3. Giải thích cho mối quan hệ giữa tiêu cự và góc nhìn.

a. Tiêu cự nhỏ thì góc nhìn lớn.

Giả sử kích thước cảm biến không thay đổi, khi bạn thu hẹp khoảng cách tiêu cự (dời cảm biến lại gần ống kính) thì góc nhìn tăng lên.

• Ưu điểm: góc nhìn của camera rộng, quan sát nhiều vật thể và bao quát được không gian gần.
• Nhược điểm: chỉ có thể quan sát rõ các vật thể ở khoảng cách gần, đối với các vật thể ở xa hơn thì hình ảnh sẽ bị mờ thậm chí không thấy được.

b. Tiêu cự lớn thì góc nhìn nhỏ.

Ngược với phân tích trên, khi bạn dời cảm biến xa ống kính thì góc nhìn camera sẽ hẹp lại.

• Ưu điểm: ống kính tiêu cự lớn có thể quan sát các vật thể ở xa, lấy nét tốt ở khoảng cách xa và không bị vỡ nét khi zoom lên.
• Nhược điểm: không bao quát được không gian gần, chỉ quan sát được góc nhìn hẹp và tiêu cự lớn tương tự như đang sử dụng ống kính tele cho máy ảnh.

Bạn có thể tham gia cộng đồng robotic để đặt câu hỏi cũng như tìm hiểu về robot tại : https://www.facebook.com/groups/875744406322109

Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !

Hotline / Zalo: 0903 666 014

Website: https://uniduc.com/vi

-------------////--------------------------------------------////------------

HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.