Focus (optyka)

W optyce geometrycznej, ognisko, zwane również punktem obrazu, jest punktem, w którym zbiegają się promienie świetlne pochodzące z punktu na obiekcie. Chociaż ognisko jest pojęciowo punktem, fizycznie ma ono zakres przestrzenny, zwany kołem rozmycia. To nieidealne ogniskowanie może być spowodowane aberracjami w optyce obrazowania. Przy braku znaczących aberracji najmniejszym możliwym kołem rozmycia jest dysk Airy’ego, który jest spowodowany dyfrakcją przez aperturę układu optycznego. Aberracje mają tendencję do pogarszania się wraz ze wzrostem średnicy apertury, a krąg Airy’ego jest najmniejszy dla dużych apertur.

Ogniskowanie oka idealnie zbiera wszystkie promienie świetlne z punktu na obiekcie do odpowiedniego punktu na siatkówce.

Demonstracja ogniskowania kamery na różnych odległościach, pokazująca bambusowy dach

Tekst na stronie, który jest częściowo w centrum uwagi, ale w większości nie w różnym stopniu

Obraz, punkt obrazu lub region, jest w centrum uwagi, jeśli światło z punktów obiektu jest zbieżne prawie tak bardzo, jak to możliwe w obrazie, a nieostry, jeśli światło nie jest dobrze zbieżne. Granica między nimi jest czasami określana przy użyciu kryterium „koła pomyłki”.

Ognisko główne lub punkt centralny jest specjalnym ogniskiem:

• Dla soczewki lub zwierciadła sferycznego lub parabolicznego jest to punkt, na którym skupia się światło skolimowane równolegle do osi. Ponieważ światło może przechodzić przez soczewkę w obu kierunkach, soczewka ma dwa punkty ogniskowe – po jednym z każdej strony. Odległość w powietrzu od płaszczyzny głównej soczewki lub zwierciadła do ogniska nazywa się ogniskową.
• Zwierciadła eliptyczne mają dwa ogniska: światło, które przechodzi przez jedno z nich przed uderzeniem w zwierciadło, jest odbijane tak, że przechodzi przez drugie.
• Ognisko zwierciadła hiperbolicznego jest jednym z dwóch punktów, które mają tę własność, że światło pochodzące z jednego z nich jest odbijane tak, jakby pochodziło z drugiego.

Soczewki rozbieżne (ujemne) i zwierciadła wypukłe nie skupiają wiązki skolimowanej w punkcie. Zamiast tego, ognisko jest punktem, z którego światło wydaje się emanować, po przejściu przez soczewkę lub odbiciu od zwierciadła. Wypukłe lustro paraboliczne odbije wiązkę światła tak, aby wydawało się, że promieniuje ona z punktu ogniskowego, lub odwrotnie, odbije promienie skierowane w kierunku ogniska jako wiązkę skolimowaną. Zwierciadło wypukłe eliptyczne odbija światło skierowane do jednego ogniska tak, jakby promieniowało z drugiego ogniska, które znajduje się za zwierciadłem. Zwierciadło hiperboliczne wypukłe odbija promienie wychodzące z ogniska przed zwierciadłem tak, jakby wychodziły z ogniska za zwierciadłem. I odwrotnie, może ono skupiać promienie skierowane do ogniska znajdującego się za zwierciadłem w kierunku ogniska znajdującego się przed zwierciadłem, jak w teleskopie Cassegraina.