Número F
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En óptica, el número f de un sistema óptico, como el objetivo de una cámara, es la relación entre la longitud focal del sistema y el diámetro de la pupila de entrada (“abertura clara”). También se conoce como relación focal, relación f o f-stop, y es muy importante en fotografía.
Es un número adimensional que es una medida cuantitativa de la velocidad del objetivo; aumentar el número f se conoce como reducir la velocidad. El número f suele indicarse mediante una f minúscula con gancho y el formato f/N, donde N es el número f.
Por ejemplo, si la distancia focal de un objetivo fuera de 10 mm y el diámetro de su pupila de entrada de 5 mm, el número f sería 2. Esto se expresaría como “f/2”. Esto se expresaría como “f/2” en un sistema de lentes.
La mayoría de los objetivos tienen un diafragma ajustable que modifica el tamaño del diafragma y, por tanto, el tamaño de la pupila de entrada. Esto permite al usuario variar el número f en función de sus necesidades.
Hay que tener en cuenta que el diámetro de la pupila de entrada no es necesariamente igual al diámetro del diafragma, debido al efecto de aumento de los elementos de la lente situados delante del diafragma.
Apertura
A menudo se confunden los parámetros f y F del objetivo, pero son parámetros importantes para seleccionar el objetivo adecuado para su aplicación. Elegir el objetivo con la F adecuada puede ahorrarle muchos gastos en iluminación y/o en objetivos.
Pocas personas encargadas de desarrollar o mantener un sistema de visión son expertas en fotografía, por lo que la tarea de seleccionar un objetivo adecuado puede parecer un arte negro. Dos de las áreas de confusión son la distancia focal y el número f. Esto es lo que hay que saber:
La distancia focal indica el ángulo que abarca el objetivo. Un objetivo con una distancia focal más corta abarca un ángulo más amplio, mientras que uno con una distancia focal más larga abarca un ángulo más estrecho. En el extremo, imagina la diferencia entre un objetivo “ojo de pez” con forma de burbuja y un telescopio. El ojo de pez permite ver un área muy amplia, pero a medida que los objetos se alejan del objetivo parecen mucho más pequeños. Por otro lado, el telescopio tiene un ángulo muy estrecho, por eso puede ser tan difícil encontrar la luna a través de él, pero, obviamente, es ideal para ver cosas que están lejos. Lo que esto significa en aplicaciones de visión artificial es que un objetivo de distancia focal corta (por ejemplo, 8 o 12 mm) es bueno cuando la cámara está bastante cerca del objeto que se quiere fotografiar. Pero a medida que la cámara se aleja, el objeto parece más pequeño. Para solucionarlo, cambia a una distancia focal más larga, como 25 o incluso 50 mm. De este modo, la imagen mantendrá el mismo tamaño aunque la distancia de trabajo entre el objeto y el objetivo haya aumentado.
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El diafragma controla la luminosidad de la imagen que pasa a través del objetivo y cae sobre el sensor de imagen. Se expresa como un número f (escrito como “f/” seguido de un número), como f/1,4, f/2, f/2,8, /f4, f/5,6, f/8, f/11, f/16, f/22 o f/32. El cambio del número f cambia el tamaño del diafragma, modificando la cantidad de luz que pasa a través del objetivo.
Al cambiar el número f, cambia el tamaño de la abertura, lo que modifica la cantidad de luz que pasa a través del objetivo. Cuanto mayor sea el número f, menor será la apertura y menos luz pasará a través del objetivo; cuanto menor sea el número f, mayor será la apertura y más luz pasará a través del objetivo. Por ejemplo, al cambiar el diafragma de f/4 a f/5,6 se reduce a la mitad la cantidad de luz que pasa a través del objetivo y se reduce a la mitad el brillo de la imagen que cae en el sensor de imagen.
Al cambiar el número f también cambia la distancia por delante o por detrás del punto de enfoque que parece estar enfocado. Cuanto mayor sea el número f, mayor será la distancia delante y detrás del punto de enfoque que parece estar enfocado; por otro lado, cuanto menor sea el número f, menor será la distancia delante y detrás del punto de enfoque que parece estar enfocado. La distancia por delante y por detrás del punto de enfoque que parece estar enfocado se denomina “profundidad de campo”.
