plano focal

El plano focal es el plano perpendicular al eje óptico donde los rayos de luz convergen después de pasar a través de una lente o reflejarse en un espejo. Para una lente convergente simple, este es el plano a la distancia de la longitud focal desde la superficie de la lente, donde los rayos paralelos entrantes se encuentran en un solo punto llamado punto focal. En los sistemas de imágenes prácticos, el plano focal es donde se coloca el sensor, la película o la pantalla para capturar una imagen nítida.

Diferentes sistemas ópticos producen planos focales a diferentes distancias dependiendo del diseño de la lente. Una lente de cámara con una distancia focal de 50 mm tiene su plano focal 50 mm detrás del plano principal de la lente; el objetivo de un telescopio con una distancia focal más larga empuja el plano focal más hacia atrás, por lo que los telescopios son más largos que las cámaras. Los espejos curvos también producen planos focales; un espejo parabólico utilizado en reflectores o antenas parabólicas concentra la luz en un plano focal perpendicular a la superficie del espejo. El plano focal no es infinitesimalmente delgado en la práctica: las aberraciones ópticas y la difracción significan que siempre hay una pequeña zona de nitidez aceptable llamada profundidad de foco.

Alineación y tolerancias del plano focal

El posicionamiento de precisión del plano focal es crítico en los instrumentos de imagen. En una cámara, el sensor debe asentarse exactamente en el plano focal, típicamente dentro de 0.1 mm o una tolerancia más estricta. En la fabricación, la planitud del plano focal se verifica mediante pruebas ópticas; cualquier desviación causa un enfoque desigual en todo el encuadre de la imagen. Cuando una lente se monta en un conjunto mecánico, las cuñas o los espaciadores roscados ajustan la distancia focal trasera para que el plano focal se alinee con el sensor o el visor.

El término aparece más comúnmente en la frase obturador de plano focal, un mecanismo en las cámaras que se abre directamente en o muy cerca del plano focal. Este diseño permite tiempos de exposición más rápidos y una sincronización de flash más uniforme que los obturadores más antiguos posicionados delante de la lente. En el trabajo con telescopios, encontrar el plano focal es fundamental: los astrónomos colocan oculares, espectrógrafos o cámaras en el plano focal del espejo primario o la lente del objetivo para observar y registrar la luz.