Beeldafstand berekenen

Koenmvo stelde deze vraag op 02 mei 2014 om 17:52.

Hallo,

 

Ik heb een foto moeten maken van een voorwerp. Dit voorwerp staat 16 cm van de lens op mijn mobiel af. het voorwerp is 14 cm en op de foto 4.8 cm.

Hoe bereken ik nu de beeldafstand?

Reacties

Jan op 02 mei 2014 om 18:27

dag koenmvo

hier gaat een en ander door elkaar. 

Als je een foto maakt met je mobiel dan kan een voorwerp van 14 cm grootte op 16 cm afstand nooit een beeld van 4,8 cm veroorzaken: want dan heb je namelijk een beeldafstand van om en nabij de 5 cm, en zo dik is je mobieltje niet. (zelfs mijn ouwerwetse "koelkast" komt daar bijlange niet aan) 

Je kunt dat fotootje, met je mobieltje gemaakt, natuurlijk wél afdrukken, zó dat dat voorwerp 4,8 cm groot wordt afgebeeld. Maar je zou het ook op posterformaat kunnen afdrukken, of op een microfilmpje: dus het begrip "beeldafstand" is hiermee even helemaal kwijt. 

Het principe is dat een lichtstraal door het optisch midden van een lens altijd rechtdoor gaat. Nemen we nou voor het gemak een voorwerp dat met zijn voet op de hoofdas van een lens staat, en trekken we dan zo'n lichtstraal van de "kop" van ons voorwerp door het optisch midden, dan is duidelijk dat het beeld ook tussen die twee lijnen ingeklemd zal liggen. Want alle lichtstralen uit een voorwerpspunt, dus ook die lichtstraal door het optisch midden, gaan door dat beeldpunt. 

Wat je hier aan geometrie ziet zijn twee gelijkvormige driehoeken, eentje links en eentje rechts van de lens. En hoe groot je een driehoek ook opblaast, de verhoudingen tussen alle zijden zullen niet veranderen. Dat betekent dan tevens dat de verhouding grootte voorwerp : voorwerpsafstand (V:v) gelijk zal zijn aan de verhouding  grootte beeld : beeldsafstand (B:b)

En zo komen we tot wat je als een formule zou kunnen beschouwen:

$$\frac{V}{v} = \frac{B}{b} $$

Vul in wat je weet en bereken b . Maar dat zal hoe dan ook NIET de beeldafstand van je mobieltje zijn, want in je mobieltje kan er ook geen beeld van 4,8 cm ontstaan;  zo groot is dat pixelschermpje achter dat lensje lang niet . De grootste op dit ogenblik is bij mijn weten die van de NOKIA 808 (10,7 x 8 mm), maar de meeste smartphones komen niet verder dan 4,8 x 3,6 mm. 

duidelijk zo?

Groet, Jan

 

koenmvo op 02 mei 2014 om 18:54

Ik meette de lengte van het voorwerp op de foto op mijn mobiel en dat was toch echt 4.8 cm. Mijn mobiel zelf is natuurlijk niet 4.8 cm dik

Jan op 02 mei 2014 om 19:18

en dus gaat er een en ander door elkaar. 

Met de afmeting van een voorwerp op een foto kun je niet de beeldafstand van een camera gaan bepalen. 

Vroeger, toen camera's nog met negatiefjes werkten, zou je de afmetingen van je beeld op het negatiefje hebben kunnen opmeten en zó die beeldafstand van je camera bepalen

Nu zou het eventueel nog via-via kunnen:

 

  • Meet het deel van de hoogte van je totale foto op je scherm, en welk deel je beeld (die 4,8 cm) daarvan innneemt. Bijvoorbeeld, op een scherm van 6 cm hoog zou dat 4,8/6 = 80% zijn
  • Dan de lengte en breedte van je camerasensor te weten zien te komen: stel dat die hoogte 4 mm is, dan zou je beeldgrootte 80% van die 4 mm = 3,2 mm geweest zijn. 
  • En dán kun je de beeldafstand (afstand van het optisch midden van je lensje tot je sensor) eens gaan bepalen.

 

koenmvo op 02 mei 2014 om 19:31

Het neemt 46% van mijn beeld in (overdwars). De lengte en breedte van mijn camerasensor is 7 bij 7.

 

Wat nu?

Jan op 02 mei 2014 om 19:35

Jan van de Velde, 2 mei 2014

 

  • Meet het deel van de hoogte van je totale foto op je scherm, en welk deel je beeld (die 4,8 cm) daarvan innneemt. Bijvoorbeeld, op een scherm van 6 cm hoog zou dat 4,8/6 = 80% zijn
  • Dan de lengte en breedte van je camerasensor te weten zien te komen: stel dat die hoogte 4 mm is, dan zou je beeldgrootte 80% van die 4 mm = 3,2 mm geweest zijn. 
  • En dán kun je de beeldafstand (afstand van het optisch midden van je lensje tot je sensor) eens gaan bepalen.
 

 

nu bovenstaande stappen volgen

Jan op 02 mei 2014 om 19:39

koenmvo, 2 mei 2014

De lengte en breedte van mijn camerasensor is 7 bij 7.

 

welk mobieltje is dat? de meeste sensoren hebben lengte-breedteverhoudingen van 3:4 ongeveer, niet vierkant

koenmvo op 02 mei 2014 om 19:46

7 x 7 = 49

 

49 : 100 x 46 = 22.54?

koenmvo op 02 mei 2014 om 19:50

Mijn mobieltje is de LG L9

Koenmvo op 02 mei 2014 om 19:54

Heb verkeerd gemeten het is 4.

 

4 : 100 x 46 = 1.84

Ik heb echt geen idee wat nu met het optisch midden enzo

Jan op 02 mei 2014 om 20:19

http://www.phonearena.com/phones/compare/LG-Optimus-L9,Samsung-Galaxy-S-III/phones/7459,6330

daaruit concludeer ik een 1/3" sensor, en dat komt neer op 3,6 x 4,8 mm

Nou even terug, want met jouw 4, 4,6, 4,8 en zo ben ik intussen helemaal de weg kwijt. Denk erom, bij elk getal hoort een grootheid (wat meet je?) en een eenheid (met welke standaard vergelijk je?). Want anders komen we er nooit uit. 

bijv:

hoogte foto = 80 mm

hoogte voorwerp op foto (in dezelfde richting) = 48 mm 

percentage beeldvulling is in bovenstaand voorbeeld dan

48/80 x 100% = 60%

 

Hou er wel rekening mee dat je niet op je scherm meet, als je je camera draait knipt die mogelijk randen van je foto af? 

 

Dus, hoe groot is de afbeelding van je voorwerp, en hoeveel procent is dat van je totale lengte of breedte van je foto?

 

 

koenmvo op 02 mei 2014 om 20:46

Breedte foto = 60 mm

breedte voorwerp op foto (in zelfde richting = 48 mm

 

48 : 60 = 80% totale opvulling

Jan op 02 mei 2014 om 21:01

dan nemen we maar aan dat hij ook 80 % van de breedte van je sensor in beslag neemt

80% x 4,8 mm = 3,84 mm

 

dus:

beeldgrootte 3,84 mm

voorwerpsgrootte = 140 mm

voorwerpsafstand = 160 mm

beeldsafstand = ??

 

vul de eerder gegeven formule in en reken uit. 

 

koenmvo op 02 mei 2014 om 21:24

160 : 3.84 = 41.6 

 

beelafstand = 41.6?

Jan op 02 mei 2014 om 21:32

nee

$$ \frac{V}{v} = \frac{B}{b} $$

dus:

$$ \frac{140}{160} = \frac{3,84}{b} $$

 

koenmvo op 02 mei 2014 om 21:56

3.84 : 0.87 = 4.4

 

b = 4.4

Jan op 02 mei 2014 om 22:31

Ja, 4,4 km ;)

nogmaals, grootheden en eenheden:

beeldafstand= 160/140 x 3,84 = 4,4 mm

 

dat lijkt me overigens best nog vrij veel, als je zo eens afbeeldingen googlet met cellphone camera size en dan eens hoogtes schat van die dingetjes vraag ik me af of er wel 4,4 mm kan zitten tussen het optisch midden van zo'n lensje en het sensoroppervlak.

koenmvo op 03 mei 2014 om 13:20

v = 16 cm

b = 0.44 cm

 

1:v + 1:b = 1:f

1 : 16 = 0.063

1 : 0.44 = 2.273

0.063 + 2.273 = 2.336

1 : f = 2.336

 

S = 1:f

S = 2.336 cm

 

Klopt dit dan ook?

Jan op 03 mei 2014 om 13:32

als je je grootheden en eenheden op een rijtje hebt (zo gruwelijk belangrijk in de natuurkunde) zul je zien dat dat niet kan kloppen. 

1) de eenheid van lenssterkte (S)  is niet cm

2) om lenssterkte uit te rekenen in dioptrieën (wat wél de correcte eenheid is) zul je je formules moeten invullen in standaardeenheden, dwz voor deze beeld-, voorwerps- en brandpuntsafstanden in meters. 

(een lens met een sterkte van 2,3 dpt is iets voor een gemiddelde leesbril. Daar heeft zo'n cameraatje niks aan.)

Sebas op 24 februari 2016 om 13:41
Er is een brandende kaars die zich op 50,0 cm bevindt voor een bolle lens met brandpuntafstand 30,0 cm 
Hoe  je de  je de beeldafberekenbeeldafstandeen insect dat zich op 37,5cm van een bolle lens bevindt, wordt op 25,0 cm van de lens een reeel beeld gevormd dat 1,1 cm groot is
Hoe  je de brandpuberekenbrandpuntafstand lens?

Theo de Klerk op 24 februari 2016 om 13:50
Ik snap niet wat je vraagt. Het lijken 2 losse vragen te zijn.
1) als kaars op v=50 cm staat voor een lens het f=30 cm dan kun je de beeldafstand berekenen met 1/b = 1/f - 1/v

2) insekt op v= 37,5 cm wordt op b= 25,0 cm afgebeeld. Brandpunt te betekenen met dezelfde lensformule: 1/f = 1/v + 1/b
Sebas op 24 februari 2016 om 14:05
Dus, het zijn twee vragen.

1. Een brandende kaars bevindt zich op 50,0 cm voor een bolle lens met brandpuntafstand 30,0 cm
Hoe bereken je de beeldafstand?

2. Van een insect dat zich op 37,5 cm van een bolle lens bevindt, wordt op 25,0 cm van de lens een reëel beeld gevormd dat 1,1 cm groot is
Hoe bereken je de brandpuntafstand van de lens
Theo de Klerk op 24 februari 2016 om 14:09
Zie mijn vorige antwoord. Daar staat hoe je dit berekent.
Sebas op 24 februari 2016 om 14:23
Het klopt niet, er komen getallen op onder de 0
Sebas op 24 februari 2016 om 14:39
Wilt u het anders eens proberen , alstublieft?

Theo de Klerk op 24 februari 2016 om 14:42
Dan reken je verkeerd...:
1) 1/30 - 1/50 = 1/b > 0
2) 1/37,5 + 1/25,0 = 1/f > 0
De aangegeven vergroting: N = b/v = 25,0/37,5 = 2/3 levert een beeld van 1,1 cm op, dus het echte voorwerp is groter:  size = 2/3 x 1,1 ofwel 1,65 = size
Sebas op 24 februari 2016 om 15:08
okee bedankt 

Ik heb nog een vraag maar dat is met lineaire vergroting en dat is niet voor hier zeker?
Theo de Klerk op 24 februari 2016 om 15:20
Je mag rustig vragen... maar de melding ervan in je oorspronkelijke vraag deed niets met dit gegeven zodat ik vermoedde dat er nog een extra vraag was die waarschijnlijk ging vragen "hoe groot is het originele voorwerp als het beeld van het voorwerp 1,1 cm is". De vergroting van een afbeelding wordt vaak met N aangeduid en kan worden berekend door N = b/v
Beide ken je, dus je kent N ook.  Dat betekent dat beeldgrootte = N x echte grootte.  Ingevuld: 1,1 = 2/3 x echte grootte. Dat levert voor de echte grootte dan 3/2 x 1,1 = 1,65 op.
Sebas op 24 februari 2016 om 15:47
dus bij vraag 2, ben ik 15 cm uitgekomen. Moet ik dan die 15 cm + 1,65 doen om zo mijn resultaat te bekomen
Theo de Klerk op 24 februari 2016 om 17:17

Bij vraag 2: 1/37,5 + 1/25,0 = 1/f = 1/15 dus f = 15 cm
Da's goed. Daar komt niets bij en gaat niets af.

Met zo'n lens kun je blijkbaar een insect dat op 37,5 cm van de lens staat scherp afbeelden op een afstand van 25 cm aan de andere kant van de lens. Het resultaat is dat dat insect er als 1,1 cm groot wordt afgebeeld.
De lens zorgt voor een vergroting van b/v = 2/3  . Eigenlijk dus een verkleining. Het beeld is 1,1 cm hoog (niet lang, niet in de richting van voorwerp-, beeld- en brandpuntsafstand maar loodrecht daarop) dus het orgineel is groter want  origineel x 2/3 = 1,1 cm.  Daaruit kun je bepalen dat het insect blijkbaar 1,1 x 3/2 = 1,65 cm hoog is.

Anne op 28 mei 2019 om 15:48
Hoe vind  je de optische as? Dit snap ik niet
Theo de Klerk op 28 mei 2019 om 16:22
Die gaat midden door een lens en staat er loodrecht op.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft eenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)