Fokus (optik)

I geometrisk optik er et fokus, også kaldet et billedpunkt, et punkt, hvor lysstråler, der stammer fra et punkt på objektet, konvergerer. Selv om brændpunktet begrebsmæssigt er et punkt, har brændpunktet fysisk set en rumlig udstrækning, kaldet slørcirklen. Denne ikke-ideelle fokusering kan skyldes aberrationer i den billeddannende optik. Hvis der ikke er væsentlige aberrationer, er den mindste mulige uskarpe cirkel Airy-skive, som skyldes diffraktion fra det optiske systems blændeåbning. Aberrationer har tendens til at blive værre, når blændediameteren øges, mens Airy-cirklen er mindst for store blænder.

Øjenfokusering samler ideelt set alle lysstråler fra et punkt på et objekt til et tilsvarende punkt på nethinden.

En demonstration af kameraets fokus på forskellige afstande, der viser et bambustag

Tekst på en side, der er delvist i fokus, men for det meste ikke i varierende grad

Et billede, eller et billedpunkt eller et billedområde, er i fokus, hvis lyset fra objektpunkterne konvergerer næsten så meget som muligt i billedet, og ude af fokus, hvis lyset ikke er godt konvergeret. Grænsen mellem disse defineres undertiden ved hjælp af et “circle of confusion”-kriterium.

Et hovedfokus eller brændpunkt er et særligt fokus:

• For en linse eller et sfærisk eller parabolisk spejl er det et punkt, hvorpå kollimeret lys parallelt med aksen er fokuseret. Da lys kan passere gennem en linse i begge retninger, har en linse to brændpunkter – et på hver side. Afstanden i luft fra linsens eller spejlets hovedplan til brændpunktet kaldes brændvidden.
• Elliptiske spejle har to brændpunkter: lys, der passerer gennem det ene af disse, inden det rammer spejlet, reflekteres således, at det passerer gennem det andet.
• Fokus for et hyperbolisk spejl er et af to punkter, der har den egenskab, at lys fra det ene reflekteres, som om det kom fra det andet.

Divergerende (negative) linser og konvekse spejle fokuserer ikke en kollimeret stråle til et punkt. I stedet er fokus det punkt, hvorfra lyset synes at udgå, efter at det har bevæget sig gennem linsen eller reflekteres fra spejlet. Et konvekst parabolspejl vil reflektere en stråle af kollimeret lys, så det ser ud, som om den udstråler fra brændpunktet, eller omvendt reflektere stråler, der er rettet mod brændpunktet, som en kollimeret stråle. Et konvekse elliptisk spejl vil reflektere lys, der er rettet mod det ene brændpunkt, som om det strålede fra det andet brændpunkt, der begge befinder sig bag spejlet. Et konvekst hyperbolisk spejl vil reflektere stråler, der udgår fra brændpunktet foran spejlet, som om de udgik fra brændpunktet bag spejlet. Omvendt kan det fokusere stråler, der er rettet mod det brændpunkt, der er bag spejlet, mod det brændpunkt, der er foran spejlet, som i et Cassegrain-teleskop.