Telelens of zoom Een telelens is een lens met een beperkte beeldhoek Hierdoor worden verder weg gelegen objecten op groter weergegeven. Als het objectief zou bestaan uit één enkele lens met een brandpuntsafstand van 300 mm, dan zou de lens bij scherpstelling op oneindig op 300 mm van de sensor afstaan. Telelenzen zouden hierdoor enorm lang worden. Dit wordt bij telelenzen opgelost door lens-groepen (een samen-stelsel van lenzen) in te bouwen. Deze lensgroepen buigen de lichtbundel zó dat je met kortere objectieven toch het effect van langere brandpuntsafstanden kan bereiken. Het lijkt alsof de lichtbundel wordt ‘opgevouwen’. Door een combinatie van deze groepen worden ook fouten van de lenzen gecorrigeerd.
Formaat sensor Naast brandpuntsafstand en beeldhoek van het objectief speelt ook het formaat van de sensor een belangrijke rol in de uiteindelijke telewerking. Er zijn een aantal mogelijkheden wat betreft de sensor-afmetingen die bij een aantal merken verschillend zijn. Een full Frame sensor is even groot als een 36*24 mm kleinbeeldfilm, de meeste sensoren zijn kleiner. De verhouding van de sensorformaten ten opzichte van kleinbeeldfilm wordt uitgedrukt in de cropfactor. Dit is het getal waarmee je de sensorbreedte moet vermenigvuldigen om op het 35 mm kleinbeeldformaat te komen.
Dure camera’s hebben vaak een full frame sensor die in een aantal aspecten duidelijk voordelen biedt. De meeste modellen hebben kleinere sensoren met een bepaalde cropfactor. Bijvoorbeeld veel Canon camera’s hebben een cropfactor 1,6, veel Nikon camera’s hebben een factor 1,5, Panasonic een factor 2 enzovoort. De voor- en nadelen van kleine sensoren vormen een verhaal apart. Zo zijn er nadelen te noemen als je het hebt over het ruisniveau. Full frame sensoren hebben grotere pixels met een betere signaal-ruisverhouding. Een groot voordeel van kleinere sensoren komt echter om de hoek kijken als je met teleobjectieven gaat werken. Het blijkt dat door de kleinere sensor bij compactcamera’s de effectieve beeldhoek beduidend kleiner is dan bij full frame wat een positieve invloed heeft op de telewerking van het objectief. Stel dat je met een camera met cropfactor 1,6 een foto maakt en de zoomlens ingesteld staat op 55 mm. Het beeld dat je op de sensor krijgt is hetzelfde als bij een full frame camera met een ingestelde focale lengte van 1,6*55 = 88 mm. Wat betreft de telewerking is dit een voordeel. Bij groothoek slaat dit om in een nadeel. Het komt er dus op neer dat een kleine sensor winst oplevert voor de telewerking. Compactcamera’s, die kleine sensoren hebben, geven in dit geval voordeel ten opzichte van DSLR’s. Opmerking: De cropfactor heeft directe invloed op de beeldhoek maar is niet van invloed op andere eigenschappen van het objectief zoals het perspectiefverloop.
Prime of Zoom Objectieven kan je wel onderverdelen in twee soorten: primes en zoomlenzen. Een prime is een objectief met één vaste brandpuntsafstand die niet door verdraaiing van de lenselementen te veranderen is. Een zoomlens heeft een variabele brandpuntsafstand en dus een variabele beeldhoek. Een prime is dus veel minder flexibel dan een zoomlens die snel op een andere brandpuntsafstand is om te zetten, maar de prime heeft over het algemeen veel betere optische kwaliteit, is vaak lichtsterker, kleiner, lichter en veel goedkoper dan een zoomlens. Dit komt omdat het ontwerp van een prime eenvoudiger is (minder bewegende delen) en omdat een prime is geoptimaliseerd voor één enkele brandpuntsafstand terwijl een zoomlens te maken heeft met een scala aan brandpuntsafstanden.
Het is eenvoudiger om een aantal lensfouten zoals chromatisch aberratie op te vangen. Voor- en nadelen van prime contra zoom: Het belangrijkste voordeel van een zoomlens is zijn flexibiliteit. Door een simpele draaibeweging ga je heel snel naar een andere brandpuntsafstand, terwijl je een prime zou moeten verwisselen voor een ander objectief. Dit is zeker een niet te onderschatten voordeel van een zoom ten opzichte van een prime. Bij een zoomlens heb je minder snel last van [b]stofjes op de sensor. Bij het wisselen van lenzen heb je meer kans dat er stofdeeltjes op de sensor terecht komen en bij zoomlenzen hoef je minder vaak te verwisselen. Aan de andere kant kunnen sommige zoomlenzen door de bewegingen van de lensdelen weer een bron van stofjes zijn. Ondanks het feit dat een prime goedkoper is dan een zoomlens verdwijnt dit voordeel als sneeuw voor de zon omdat je – voor een groter bereik – vaak [b]meerdere primes moet aanschaffen. Dit zijn de drie belangrijkste voordelen van een zoomlens ten opzichte van een prime. Daar staan weer een aantal [b]voordelen van de prime tegenover: Vanwege de meer eenvoudige constructie kunnen primes [b]lichtsterker worden gemaakt dan zoomobjectieven. Het is bij een prime makkelijker en goedkoper om een grotere maximale lensopening in te bouwen. Dit zou een doorslaggevende reden kunnen zijn om van een prime gebruik te maken. Door de hogere lichtsterkte van primes zijn kortere belichtingstijden mogelijk wat ze meer geschikt maakt voor situaties met slechte lichtomstandigheden zoals zaalsport. Dit voordeel is tegenwoordig minder een issue omdat de betere signaal- ruisverhouding van de huidige sensoren de instelling op hoge ISO waarden beter mogelijk maakt. Ook de steeds betere techniek van beeldstabilisatie zorgt ervoor fat je langere belichtingstijden kan gebruiken. Een prime heeft kleinere afmetingen en is dus lichter en meer hanteerbaar dan een zoomobjectief. Een objectief dat is geoptimaliseerd voor één enkele brandpuntsafstand is beter te corrigeren op lensfouten zoals chromatische aberratie en levert aan de randen scherpere beelden op dan een gelijkwaardige zoomlens. Het is natuurlijk wel zo dat zoomlenzen in verschillende kwaliteitsklassen worden aangeboden. Zo is de Canon's L Lens Serie wat scherpte betreft beslist niet minder, eerder beter, dan hun prime tegenvoeters.
Compactcamera’s hebben geen mogelijkheid om van objectief te wisselen zodat je bent aangewezen op de mogelijkheden die de zoominstelling van de camera biedt. Zoomen: Als je met een compactcamera inzoomt is dat precies hetzelfde als dat je met een zoomlens naar een langer brandpunt overgaat, maar bij compactcamera’s zijn de termen ‘zoomen’ en ‘zoomfactor’ meer ingeburgerd. De zoomfactor is een maat voor de telewerking van een compactcamera en geeft aan hoeveel keer de kortste brandpuntsafstand kan worden verlengd. Zo kan bij bijvoorbeeld bij de Olympus SP 570 Ultra Zoom met zoomfactor 20 de brandpuntsafstand 20 keer worden verlengd, van 26 mm naar 520 mm. De term zoomfactor kan misleidend werken en je kan hem niet zonder meer gebruiken om twee objectieven te vergelijken. Het geeft alleen informatie over de vergrotende werking ten opzichte van de kleinste brandpuntsafstand van dat objectief. Bij de specificaties van compactcamera’s kom je de begrippen optische zoom en digitale zoom tegen. Laat je door de digitale zoom niet misleiden. De optische zoom is echt de vergrotende werking tengevolge een andere instelling van het objectief. Het beeld beslaat de hele oppervlakte van de sensor. De gezoomde foto heeft dus de maximale resolutie. De digitale zoom is een softwaretruck die er uit bestaat dat een stukje uit het beeld tot volle beeldgrootte wordt opgeblazen. Dit gaat ten koste van de resolutie en leidt tot aanzienlijke kwaliteitsvermindering. De voorzetlenzen zijn met adapterringen aan te passen aan de lensdiameter van de camera. De prijsklasse ligt zo rond 200 euro. Voorzetlenzen werken altijd in combinatie met het oorspronkelijke objectief en als je kwaliteitseisen stelt moet je kunnen verwachten dat de optische kwaliteit van dat objectief niet wordt verminderd. De goedkope voorzetlenzen zijn kwalitatief niet optimaal.
Chromatische aberratie Bij breking van het licht door de lens treden altijd onnauwkeurigheden op – de aberraties of lensfouten. Dat is een natuurkundig gegeven waaraan niet valt te ontkomen. Bij ieder soort objectief komen bepaalde fouten sterker naar voren zodat per soort objectief speciale aandacht wordt geschonken aan hun typische afwijkingen. Het is hier niet de bedoeling om diep op de aberraties in te gaan maar het lijkt wel verstandig om een aantal begrippen waarmee je bij de aankoop van een telelens te maken krijgt in het kort te bespreken. Telelenzen zijn vanwege hun lange brandpuntsafstand erg gevoelig voor Chromatische Aberratie (CA) en een groot deel van het ontwikkelingswerk wordt besteed om CA te minimaliseren. Wanneer licht door een lens gaat komt het samen in het brandpunt. Omdat iedere kleur iets anders wordt afgebogen komen hun lichtbundels niet in hetzelfde brandpunt samen en worden ze niet even scherp afgebeeld. Dit wordt zichtbaar als verkleuring langs scherpe randen.
Deze onnauwkeurigheid wordt Chromatische Aberratie (CA) genoemd. CA is vaak erger aan de beeldranden dan in het centrum omdat de vorm van de afbeelding van een punt daar niet gecentreerd rond dat punt ligt maar een beetje ‘uitwaaiert’. Het verschijnsel is meestal te herkennen aan paarse verkleuring langs de randen en wordt ook wel purple fringing genoemd.
CA is bij teleobjectieven een veelvoorkomend probleem dat kan worden opgelost door gebruik te maken van speciale glassoorten en technieken.
Glassoorten en technieken: Om CA tegen te gaan wordt bij de constructie van duurdere teleobjectieven gebruik gemaakt van speciale technieken zoals APO en glassoorten zoals fluorietglas en soorten met afkortingen als UD en ED. Om bij de aanschaf van een duur teleobjectief niet te verdwalen in een woud van afkortingen volgt hier een korte bespreking. APO: Apochromatische correctie is een techniek waarbij een objectief voor de drie primaire kleuren rood, groen en blauw is gecorrigeerd zodat ze na breking in hetzelfde punt samenkomen en daarmee geheel vrij is van CA. Door samengestelde systemen te maken van lenzen met een tegengestelde CA waarvan de afwijking van de ene lens die van de andere tegengaat zullen objectieven nauwelijks CA vertonen. Een composietlens die de beelden voor twee kleuren corrigeert heet een 'achromaat' en een die voor meer kleuren corrigeert heet een 'apochromaat'. Vaak worden in apochromaten duurdere glassoorten gebruikt, waardoor ze duurder zijn dan achromaten. Voor veel toepassingen is apochromatische correctie niet strikt nodig. Bij teleobjectieven heb je last van atmosferische invloeden met negatief effect op het contrast. Door apochromatische correctie wordt het contrast juist gunstig beïnvloed vandaar dat de apochromatische correctie in teleobjectieven toegepast wordt. Fluoriet geeft, in combinatie met andere glassoorten, door zijn speciale optische eigenschappen een zo goed als ideale correctie van CA. Daar natuurlijk fluoriet alleen voorkomt in kleine stukjes, kan het niet worden gebruikt voor lenzen. Dit probleem werd opgelost toen men er in slaagde een technologie te ontwikkelen voor de fabricage van grote kunstmatige kristallen. Deze dure technologie maakte het mogelijk om fluoriet te gebruiken voor fotolenzen.
Perspectief Perspectief is een zaak van verhoudingen. Diepteperspectief zien wij door het verschil in relatieve grootte tussen dichtbij en veraf gelegen voorwerpen. Als je twee even grote voorwerpen hebt die achter elkaar staan lijkt het voorwerp dat met meest dichtbij ligt groter dan het verder weg gelegen voorwerp. Hoe dichter je bij het voorste voorwerp komt hoe groter het verschil wordt. Bij een foto hangt het perspectief naast de afstand van de camera tot het object ook af van de brandpuntsafstand van de lens.
Bij telelenzen worden veraf gelegen onderwerpen vergroot weergegeven zodat het lijkt alsof je dichter bij het object staat. Het perspectief is echter anders dan in het geval je echt dichtbij zou staan. Bij groothoeklenzen lijkt de achtergrond op grotere afstand van iets op de voorgrond, dan bij een telelens. Je hebt bij groothoek meer dieptewerking. Telelenzen hebben dus de eigenschap het beeld ‘platter’ te maken. Alles in het beeld lijkt op elkaar geplakt. Dit wordt soms het plat perspectief genoemd. Bij groothoek wordt de visuele diepte vergroot, bij telelenzen juist samengedrukt. In beide gevallen is het inschatten van de afstand tussen voorwerpen niet eenvoudig. Als je met groothoek werkt kunnen door de perspectivische vertekening voorwerpen op korte afstand buitenproportioneel worden weergegeven.
Dit wordt geïllustreerd in het voorbeeld hierboven. De foto links werd gemaakt met een focale lengte van 24 mm, de foto rechts werd op grotere afstand gemaakt met focale lengte 78 mm. Beide waarden zijn omgerekend naar kleinbeeldequivalent. Het verschil in perspectief is duidelijk te zien in hoe het linker verkeersbord weergegeven t.o.v. De lantaarn erachter. Ook is het goed te zien dat de achtergrond bij de teleopname sterk naar voren wordt gehaald.
Scherptediepte Omdat de scherptediepte omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de brandpuntsafstand hebben telelenzen vanwege hun lange brandpuntsafstanden een beperkte scherptediepte zodat de achtergrond eerder vaag wordt dan bij groothoek of standaardobjectieven. Voor grotere scherptediepte moet je dus meer diafragmeren wat weer tot langere belichtingstijden leidt. Vooral bij landschap fotografie is het erg belangrijk dat je een grote scherptediepte hebt want zowel voorwerpen op 5m afstand als aan de horizon moeten scherp worden weergegeven. Een telelens heeft een kleinere scherptediepte dan een groothoeklens. Deze beperkte scherptediepte, samen met de hierna te bespreken atmosferische verstoring, maakt telelenzen minder geschikt voor landschappen. Daarom worden veel landschap foto's met groothoeklenzen gemaakt.
Een voordeel van de beperkte scherptediepte van een telelens kan zijn dat je niet wordt afgeleid door niet boeiende details rondom het onderwerp. Alles wat er niet toe doet wordt onscherp afgebeeld. Dit maakt (lichte) telelenzen bij uitstek geschikt voor portretfotografie. Ook bij macrofotografie kan dit een voordeel zijn.
Verschijnselen die bij telelenzen extra opvallen Door de typische vergrotende werking van teleobjectieven gaan een aantal hinderlijke effecten extra opvallen. Deze effecten zijn er altijd maar spelen bij telelenzen een grotere rol dan bij kortere brandpuntsafstanden. Twee zaken waarmee je bij teleobjectieven meer rekening mee moet houden zijn de atmosferische verstoring en de bewegingsonscherpte.
Atmosferische verstoring Een hinderlijk verschijnsel dat bij teleobjectieven extra opvalt is de verstoring die de atmosfeer op de beeldkwaliteit uitoefent – de atmosferische verstoring. Bij ver weg gelegen objecten moet het gereflecteerde licht een langere weg door de lucht afleggen. Door stof en waterdamp in de lucht zal het licht meer worden verstrooid en wordt het eigenlijke onderwerp minder contrastrijk weergegeven dan een dichtbij gelegen voorwerp. Zeker bij mist of nevel is dit effect goed merkbaar. Deze atmosferische verstoring is er altijd en heeft niets te maken met de lenskwaliteit. Het zal echter bij een ‘normale’ foto niet zo opvallen omdat dan de aandacht dan is gericht op de dichterbij gelegen voorgrond en, omdat atmosferische verstoring een natuurlijk iets is, wordt de minder contrastrijke achtergrond ook als natuurlijk ervaren. Bij telelenzen ligt dat anders. Dan wordt het hele beeld gevuld met het ver weg gelegen object en de atmosferische verstoring is over het hele beeld waarneembaar. Dat komt onnatuurlijk op ons over. Het verstrooiend effect geeft aan de opname vaak een kleurvervlakkend karakter. De verschillende elementen van het landschap laten niet meer hun eigen kleur zien, maar nemen de kleur aan van het licht op dat moment. Zo kan het hele beeld geel, paars of blauw kleuren, afhankelijk van tijd en weersomstandigheden. Deze verstoring kan in een aantal gevallen storend werken maar aan de andere kant maakt het de telelens goed geschikt om de sfeer van een bepaald tijdstip weer te geven. Bovendien is de voorgrond meestal niet in beeld, waardoor het aantal elementen in het beeld ook beperkt kan blijven. Goed gebruikt versterkt dit de sfeer - er zijn immers geen afleidende delen.
