Objektiivi

Objektiivi on linssistö tai linssijärjestelmä, joka muodostaa optisen kuvan kohteesta. Objektiivin kuva voidaan projisoida kuvatasolle sellaisenaan (kamera, projektori) tai sitä voidaan tarkastella okulaarin avulla (kiikari, kaukoputki, mikroskooppi).

Kuvausobjektiivi on kameran runkoon liitettävä linssijärjestelmä, jonka tehtävänä on keskittää valonsäteet kamerassa olevaan filmiin tai kuvakennolle.

Objektiivin polttoväli ja aukko
Objektiivin tärkeät ominaisuudet ovat polttoväli ja aukko. Yksinkertaisessa linssissä polttoväli on etäisyys linssistä kuvatasoon, johon syntyy terävä kuva äärettömän kaukana olevasta kohteesta. Aukko tällaisessa linssissä on polttoväli jaettuna linssin halkaisijalla. Jos esimerkiksi polttoväli on 100 mm ja linssin halkaisija on 40 mm, niin aukko on 2,5 ja sitä merkitään f:2.5 tai 1:2.5. Objektiivin suurinta aukkoa kutsutaan nimellä valovoima. 

Aukko kertoo, kuinka paljon valoa objektiivi kykenee toimittamaan kuvatasoon. Mikäli objektiivissa on mahdollisuus suuren aukon käyttämiseen, se kykenee hämärässäkin toimittamaan niin paljon valoa filmikameran filmille tai digitaalikameran ilmaisimelle, ettei riittävän valomäärän keräämiseksi tarvitse pidentää valotusaikaa ja ottaa samalla sitä riskiä, että kamera ehtii tärähtää valotuksen aikana. Kirkkaassa valossa aukkoa voidaan pienentää, koska valoa saadaan tarpeeksi lyhyilläkin valotusajoilla. Aukon pienentäminen syventää sitä aluetta, jolla sijaitsevat kohteet näkyvät objektiivin kautta terävinä. Mitä pienempi aukko (eli suurempi lukuarvo), sitä laajempi on syvyyssuuntainen terävyysalue. Näin ollen runsaassa valossa voidaan kuvan syvyysterävyyttä parantaa valitsemalla pienempi aukko, eikä tämä vielä aiheuta tärähdysvaaraa tai pakota tukemaan kameraa jalustalla tärähdysten ehkäisemiseksi. Suurella aukolla on mahdollista luoda kuvaan voimakkaita vaikutelmia vaihtelevalla terävyysalueella. Toisin sanoen suurella aukolla saadaan osa kuvasta teräväksi ja osa sumeaksi.

Objektiiviryhmiä
Objektiivit jaetaan karkeasti luokkiin esimerkiksi polttovälinsä mukaan. Objektiivin polttoväli ilmoitetaan yleensä millimetreissä.

Polttovälin pituuden mukaan

Normaaliobjektiivi
Normaaliobjektiivi vastaa suurin piirtein ihmissilmän normaalia  perspektiiviä ja tuottaa noin 46° kuvakulman. Normaaliobjektiivin polttoväli vaihtelee käytettävän filmin koon mukaan, esimerkiksi kinofilmillä ja ns. täyden kuvakennon digitaalisilla järjestelmäkameroilla se on noin 50 mm, isommilla 645-järjestelmän filmikameroilla 80 mm. Tämä on suunnilleen kuvan diagonaalin mitta.

Kauko-objektiivi

Normaaliobjektiivia suppeamman kuva-alan objektiiveja kutsutaan kauko-objektiiveiksi. Puhekielessä kauko-objektiivia kutsutaan teleobjektiiviksi. Tarkkaan ottaen tele viittaa tiettyyn tekniseen rakenteeseen, jolla objektiivin todellinen pituus saadaan polttoväliä lyhyemmäksi. Käytännössä kaikki nykyiset pienkameran kauko-objektiivit ovat telerakenteisia. Kinofilmiä tai vastaavan kokoista kennoa käytettäessä tele- eli kauko-objektiiveina voidaan pitää polttoväliltään 80 mm ylittäviä objektiiveja.

Kauko-objektiivi sopii lintujen ja muiden pienien tai kaukana olevien kohteiden kuvaamiseen. Muotokuvauksessa suositaan 35 mm kamerassa noin 100-millimetrisiä objektiiveja, jotka mahdollistavat syväterävyysalueen muuntelun ja tuottavat laajakulmaisempaa objektiivia miellyttävämmän perspektiivin.

Kauko-objektiivilla otetuille kuville on luonteenomaista syvyyssuuntaisia etäisyyksiä väärentävä vaikutus. Kaukaa otetussa kuvassa syvyyssuuntaiset etäisyyserot näyttävät kutistuvan ja läheltä otetussa kuvassa etäisyyserot näkyvät liioitellusti.

Laajakulmaobjektiivi
Normaaliobjektiivia laajemman kuvan tuottavia objektiiveja kutsutaan laajakulmaisiksi. Kinofilmiä käytettäessä laajakulmaisina voidaan pitää objektiiveja, joiden polttoväli on 35 mm tai alle. Linssijärjestelmän lyhyempi polttoväli tarkoittaa suurempaa optista taittokykyä, jolloin kameran kuvakulma on suurempi.

Laajakulmaobjektiivi sopiikin laajojen näkymien kuten maisemien tallentamiseen, kuvaamiseen ahtaissa tiloissa sekä arkkitehtuurin kuvaukseen. Siinä on suuri syväterävyysalue.

Peiliheijastuskameroiden laajakulmien rakennetta kutsutaan retrofokus-tyyppiseksi. Siinä objektiivin etäisyys kuvatasosta saadaan polttoväliä pidemmäksi.

Kalansilmäobjektiivi
Kaikkein laajimman, 180 asteen kuva-alan tarjoavaa laajakulmaobjektiivityyppiä sanotaan kalansilmäobjektiiviksi. Sen polttoväli kinofilmikamerassa voi vaihdella 8 mm:stä 16 mm:iin.

Kalansilmäobjektiivin kuva on vääristynyt pyöreäksi, kupumaiseksi tai tynnyrimäiseksi: kuvan keskiosat ovat pullistuneet paksuksi keskeltä päiden kutistuessa molempiin suuntiin.

Kalansilmäobjektiivilla voidaan ottaa helposti panoraamakuva. Tynnyrivääristymää voidaan korjata tietokoneen kuvankäsittelyohjelmalla niin, että kuva muistuttaa enemmän normaaliobjektiivilla otettua tavallista valokuvaa. Panoraamavaikutelma saadaan myös ilman laajakulmaobjektiivia tai kalansilmäobjektiivia, jos samasta kohteesta otetaan esimerkiksi 2–4 valokuvaa osittain päällekkäin ja yhdistetään ne kuvankäsittelyohjelmalla.

Toisaalta kalansilmäobjektiiville tyypillinen vääristymä voi toimia myös tehokeinona.

Polttovälin säädettävyyden mukaan

Kiinteäpolttovälinen objektiivi
Kiinteäpolttovälinen objektiivi on objektiivi, jonka polttoväliä ei voida muuttaa. Kiinteäpolttovälisten objektiivien etu on yksinkertainen rakenne ja usein hyvä kuvanlaatu. Niiden haittana on se, että ainoa keino valokuvan rajauksen muuttamiseksi on siirryttävä lähemmäksi tai kauemmaksi kuvauskohteesta.

Kiinteäpolttovälisistä objektiiveista tarkimpia ovat suuren valotusaukon normaaliobjektiivit, joita voidaan suuren valovoimansa vuoksi käyttää hämärä- ja yövalokuvaamiseen. Tiettävästi suurin normaaliobjektiivissa ollut valotusaukko on Canonin ja Zeissin yhteistyönä 1961 valmistamassa Canon 50 mm:n objektiivissa, jonka valotusaukko oli 1/0,95 polttoväliä. Se ei ollut kaupallinen menestys. Nykyään muuttuvapolttovälistä objektiivia parempana vaihtoehtona pidetään yleensä normaalietäisyyksillä kuvattaessa 1/1,4 -valotusaukkoista 50 mm:n objektiivia. Myös 1/1,8 -valotusaukkoinen normaaliobjektiivi on parempi kuin järjestelmäkameran mukana yleensä tulevat 1/3,5 -aukkoiset muuttuvapolttoväliset objektiivit, joiden polttoväli on yleensä luokkaa 17–55 mm tai 18–80 mm.

Muuttuvapolttovälinen objektiivi
Muuttuvapolttovälinen objektiivi eli zoom-objektiivi tarkoittaa objektiivia, jonka polttoväliä voi muuttaa. Muuttuvapolttovälisellä objektiivilla voidaan korvata useita eri etäisyyksille sopivia kiinteäpolttovälisiä objektiiveja. Zoom-objektiivien haittana on usein huonompi kuvanlaatu kuin kiinteäpolttovälisillä objektiiveilla.

Peilin käytön mukaan

Tavanomaiset objektiivit koostuvat useista linsseistä. Joissain tapauksissa on hyödyllistä käyttää linssien sijaan peilejä. Tällaisia ovat esimerkiksi katadioptriset objektiivit, jotka ovat poikkeuksellisen pienikokoisia kauko-objektiiveja. Näiden objektiivien periaate on sama kuin peiliteleskoopeissa, joissa kaukaa kapeasta kuvakulmasta tuleva valo ohjataan tyypillisesti kahden peilin ja joidenkin linssien läpi kennolle. Tämä periaate mahdollista poikkeuksellisen lyhyiden, mutta pitkäpolttovälisten kauko-objektiivien valmistamisen. Tyypillisiä polttovälejä ovat esimerkiksi 500 mm ja 1000 mm. Katadioptristen objektiivien haittana on suhteellisen huono valovoima (tyypillisesti kiinteä aukko f/8), kirkkaiden mutta epätarkkojen yksityiskohtien näkyminen pallomaisina ja kontrastiton kuva. Etuja ovat pieni koko sekä edullinen hinta, joka on usein vain murto-osa vastaavasta vain linssejä käyttävästä objektiivista.

Valovoimaisuuden mukaan
Jotkut valokuvauksen harrastajat ovat kiinnostuneita poikkeuksellisen valovoimaisista objektiiveista huolimatta niiden tavallista suuremmasta koosta. Ääriesimerkkejä tällaisista objektiiveista ovat:

 Cosina-Voigtländer Nokton 50 mm f/1,1
 Leitz M 50 mm f/1 Noctilux (1976-2007)
 Canon EF 50 mm f/1.0
 Leica M Noctilux 1:0.95/50 mm ASPH (2008), jota myytiin uutena syksyllä 2009 hintaan 10 000 dollaria
 Canon 7 -mittaetsinkameroihin tarkoitettu Canon f/0.95 50 mm vuodelta 1961. Kuvallisen laadun puolesta tämän objektiivin on sanottu olleen pelkkä mainostemppu.
 Angenieux f/0.95
 Leitz f/0.85 75 mm Summar vuodelta 1934
 Carl Zeiss 50 mm 0.70. Alun perin NASAn kuuohjelmaa varten tehtyjä objektiiveja , jotka Stanley Kubrick muunnatti elokuvakameroihinsa sopiviksi Barry Lyndon -elokuvaa varten.
 G.O.I. 20 mm f/0,5
 Schmidt « solide » f/0,35

Tavanomaisimpia valovoimaisia objektiiveja ovat valotusaukoiltaan 1/1,8 tai 1/1,4 ja polttoväliltään yleensä 50 mm:n normaaliobjektiivit. Suuriaukkoisten eli valovoimaisten normaaliobjektiivien tuottamat kuvavirheet voivat olla vähäisempiä kuin muuttuvapolttovälisissä objektiiveissa, ja niiden kuvanpiirto voi olla näitä terävämpi. Ne sopivat helposti tavoitettavien, liikkumattomien kohteiden kuvaamiseen, samoin kuin yö- ja hämäräkuvaamiseen. Tämä johtuu siitä, että suuri aukko mahdollistaa kohtalaisen lyhyen valotusajan silloinkin, kun valoa on vain vähän, jolloin kuvan epätarkkuutta aiheuttava kameran tärähtämisen riski vähenee.

Tarkennusetäisyyden mukaan

Lähikuvaus- eli makro-objektiivit ovat hyviä kuvattaessa pieniä kohteita kuten hyönteisiä ja pieniä kasveja. Nykyaikainen valovoimainen makro-objektiivi sopii kyseiselle myös yleiskäyttöön. Jotkut vanhimmat makro-objektiivit kykenivät tarkentamaan vain lähietäisyyksille.
Tyypilliset makro-objektiivit ovat polttoväliltään 70 mm:stä 150 mm:iin, ja ne tarkentuvat tyypillisesti etäisyyksille 10 cm:stä 20 cm:een. Lähikuvauksessa makro-objektiivien toimintaa voidaan edelleen parantaa erilaisten lisävarusteiden, esimerkiksi loittorenkaitten avulla.

Tunnettuja valmistajia
Perinteisesti kiinteäobjektiivisissa kameroissa, joiden objektiivia ei voinut vaihtaa, valmisti objektiivin kameran valmistaja, tai valmistaja tilasi kameroihinsa kiinnitettävän objektiivin mieleiseltään objektiivinvalmistajalta. Järjestelmäkameroiden aikana muodostui käytäntö, jonka mukaan objektiivivalmistajat tuottivat eri valmistajien kameroihin sopivia objektiiveja. Ratkaisevaksi muodostui tällöin kameraan yhteensopiva kiinnitys.

Uudet kameramallit ovat saattaneet aiheuttaa sen, ettei samankaan valmistajan vanha objektiivi sopinut enää erilaisen kiinnityksensä vuoksi uudempiin kameramalleihin, eikä uudemmilla kameramalleilla voinut käyttää saman valmistajan aikaisemmin valmistamia objektiiveja. Ongelmaksi tämä tuli sellaisilla  valokuvaajilla, joilla oli paljon kalliita tai erikoisia vanhan kiinnitysmenetelmän objektiiveja.

Kameranvalmistajista Nikon on yleensä tehnyt uusista kamerarungoista sellaisia, että myös vanhat objektiivit sopivat niihin. Useimmat vanhat objektiivit saa kuitenkin liitettyä uusiin digitaalisiin kameroihin erilaisilla sovittimilla. Sovittimet ovat erityisen käytännöllisiä kameroissa, joissa objektiivin kiinnityksen ja kennon välimatka on tavallista pienempi, kuten esimerkiksi peilittömissä järjestelmäkameroissa. Jos tämä edellytys ei täyty, on objektiivi liian etäällä kennosta, eikä sitä voi käyttää alun perin suunnitellulla tavalla esim. tarkennusalueen suhteen. Esimerkiksi Micro Four Thirds -järjestelmä on tullut suosituksi vanhoja objektiiveja käyttävien valokuvaajien keskuudessa useiden sovittimien saatavuuden vuoksi.
 Canon 
 Leica (aiemmin: Leitz Wetzlar) 
 Konica Minolta (yhtiön kameraliiketoiminnan osti Sony) 
 Nikon
 Olympus
 Panasonic 
 Pentax 
 Schneider Kreuznach 
 Sigma Corporation 
 Tamron 
 Tokina 
 Zeiss 
 Zuiko (Olympus)

Lähteet

Aiheesta muualla

 Optisten pintojen puhdistuksesta
 Photographic Lens and Filter Cleaning

Valokuvakameran osat
Seulonnan keskeiset artikkelit