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      南陽福鑫光學有限責任公司

      Nanyang Fuxin Optical co.,  LTD




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      鏡頭的分類及結構介紹

      鏡頭種類:

      一 定焦鏡頭:焦距固定不變的鏡頭則稱為“定焦鏡頭”。

      1. 標準鏡頭(簡稱標頭):

        指焦距長度接近或等于底片/傳感器對角線長度的鏡頭。以全幅135單反相機來說,它的底片幅面為24*36mm,對角線的長度為50mm,所以,這類相機的“標頭”焦距就是50mm。當然,畫幅的不同的相機,標頭的焦距也有所不同,一般來說,120相機的“標頭”焦距為75mm,4*5英寸座機為150mm。數碼單反相機的傳感器幅面因廠商的不同而有所不同,但只要計算出傳感器的對角線長度,就可以得出標準鏡頭的焦距了。盡管不同畫幅的“標頭”焦距不同,但他們的視角卻是基本相同的,都接近人眼的正常視角。因此,在諸如取景范圍、透視關系等方面,“標頭”都與人眼觀看的效果類同,顯得特別親切、自然。此外,“標頭”的技術已經基本趨于完善,顯著的特點是孔徑大、成像質量出眾、價格低廉等,是每個單反用戶的必備鏡頭之一。

      2.廣角鏡頭:

        指焦距短于、視角大于“標頭”的鏡頭。以全幅135單反相機來說,焦距在30mm左右、視角在70度左右的鏡頭稱為“廣角鏡頭”,焦距小于22 mm,視角大于90度的鏡頭稱為“超廣角鏡頭”。

        廣角鏡頭的特點:

      a. 景深大,有利于獲得被攝畫面全部清晰的效果。廣泛地用于風光片的拍攝。

      b. 視角大,在有限的范圍內可以獲得較大的取景范圍,在室內建筑的拍攝中尤為見長,廣泛地用于房地產行業的拍攝。

      c. 透視感強烈,可以營造具有強烈視覺沖擊感的畫面。

      d. 畸變較大,尤其是在畫面的邊緣部分。

      3.遠攝鏡頭:

        指焦距長于、視角小于“標頭”的鏡頭。以全幅135單反相機來說,焦距在200mm,視角在12度左右的鏡頭稱為“遠攝鏡頭”,焦距在300mm以上,視角在8度左右的鏡頭稱為“超遠攝鏡頭”。

        遠攝鏡頭的特點:a. 景深小,容易獲得主體清晰,背景虛化的畫面效果。b. 視角小,能夠獲得遠處主體較大的畫面且不干擾被攝對象。廣泛地用于戶外野生動物的拍攝。 c. 壓縮了畫面透視的縱身感,拉近了前后景的距離。 d. 影像畸變較小,廣泛地用于人像攝影。

      4.魚眼鏡頭:

        一種極端的超廣角鏡頭,以全幅135單反相機來說,焦距在16mm以下,視角在180度左右的鏡頭就可稱為“魚眼鏡頭”。

        魚眼鏡頭的特點:

      a. 視角大,被攝范圍極廣。

      b. 透視感獲得極大的夸張。

      c. 魚眼鏡頭存在嚴重的畸變,但可以獲得戲劇性的效果。

      d. 價格昂貴,原來為天文攝影而設計。

      e. 第一片鏡片向外凸出,不能使用通常的濾鏡,取而代之的是“內置式濾鏡”。

      5.折反鏡頭(反射式鏡頭):

        是一種超遠攝鏡頭,看起來短而胖,重量也要輕很多,比較適合手持拍攝。鏡頭結構簡單,畫質優良。缺點是只有一檔光圈,對景深控制不便,相機取景的時候取景屏發暗,對聚焦不便。目前市面上流行的折反鏡頭大多是俄羅斯制造,價格低廉,常見的焦距為500mm和1000mm,是囊中羞澀又愛好遠攝的用戶不錯的選擇之一。

      二 變焦鏡頭:指焦距在一定范圍可內自由調節的鏡頭。

      1.變焦鏡頭的種類:

      a. 手動對焦和自動對焦。根據對焦方式的不同,可以把變焦鏡頭分為手動變焦鏡頭和自動變焦鏡頭。

      b. 變焦范圍。一般來說,20-40mm的稱為廣角變焦鏡頭,35-70mm的稱為標準變焦鏡頭,70-200mm的稱為中遠變焦鏡頭,200-500的稱為遠攝變焦鏡頭。當然,也有不少鏡頭囊括了廣角至中焦、甚至遠攝的范圍,如28-200mm,28-300mm等。

      c. 變焦倍率。從變焦倍率來看,有2倍(例如35-70mm),3倍(如70-210mm),5倍(28-135mm),7倍(28-200mm),10倍(50-500mm)等?傮w來說,變焦范圍越大,體積相應較大,畫質相對較低,光圈相對稍小。

      d. 變焦方式。根據操作的不同,分為推拉式變焦和旋轉式變焦兩種。推拉式變焦的優點在于使用方便,可以快速從最遠端變焦到最近端。缺點在于俯仰拍攝的時候鏡頭容易滑動。旋轉式變焦的優點在于對焦環和變焦環各自獨立,轉動操作互不干涉。但操作不如推拉簡便,尤其是采用“變焦拍攝爆炸效果”時,不如推拉變焦容易實現。

      三 數碼鏡頭:指針對數碼單反相機的特點而設計或改進的鏡頭。

      1.數碼專用鏡頭:

        指根據數碼單反相機APS尺寸的數字傳感器而設計的鏡頭,這類鏡頭通常只可以使用在相應型號的數碼單反相機之上,使用在全幅135相機之上不能正常成像。

      a. 常見的幾種數碼專用鏡頭: 佳能 EF-S 鏡頭,只可使用在佳能EOS 300D,350D,20D數碼單反相機之上;尼康DX鏡頭,可使用在所有尼康數碼單反相機之上;奧林巴斯DIGITAL鏡頭,可使用在奧林巴斯4/3系統的數碼單反相機之上;騰龍DI II 鏡頭,可使用在相應卡口的數碼單反相機之上;圖麗DX鏡頭,可使用在相應卡口的數碼單反相機之上;適馬DC鏡頭,可使用在相應卡口的數碼單反相機之上;美能達 DT 鏡頭,僅可使用在美能達 a-7D數碼單反相機之上;賓德DA鏡頭:可使用在賓德數碼單反相機之上。

      b. 數碼專用鏡頭的特點:

        由于是針對APS尺寸設計,所以數碼專用鏡頭的體積、重量和價格都比135全幅鏡頭有大幅下降,以D50的套頭來說,在擁有AF-S超聲波馬達,ED鏡片和非球面鏡片等前提下,鏡頭的重量僅僅為210克,這對于135全幅鏡頭來說,基本是個不可能完成的任務。

        針對數碼傳感器的改進設計:對于膠片,即使光線斜著入射,膠片仍然可以充分感光;但是數碼相機中使用的感光元件是一個像素以規定間隔排列在柵格上的芯片,光電二級管在像素內部的凹陷中。因此,光線只能在直線進入鏡頭的情況下,才能有效的到達光電二級管。這意味著如果數碼單反配置一個35mm相機鏡頭,容易發生彩色還原不準確,以及在光線斜角入射的感光元件邊緣發生亮度不足,對于廣角鏡頭,這種情況一般會更加惡化。數碼專用鏡頭根據以上的特點做了相應的改進,以奧林巴斯DIGITAL鏡頭來說,它采用全新設計,根據數碼相機中所用感光元件的特點,專門優化了鏡頭。4/3系統標準以及Zuiko Digital鏡頭獨有的技術,保證光線以近乎垂直的角度到達感光元件來解決這個問題。這樣,即使是在圖像邊緣或者使用廣角鏡頭時,仍能獲得穩定的高品質影像。(見下圖)

      3.數碼優化鏡頭:

        指根據數碼傳感器的特點,在原有135全幅鏡頭的基礎上進行了數碼優化改進設計的鏡頭,通常這類鏡頭即可使用在數碼單反相機之上,也可以使用在傳統135全幅相機之上。目前的數碼優化鏡頭主要來自日本的適馬和騰龍,即適馬的 DG鏡頭和騰龍的DI 鏡頭。

      四 特殊鏡頭:為特殊用途而設計的鏡頭,通常用于專業領域。

      1.微距鏡頭:

        是一種可以非常接近被攝物體進行聚焦的鏡頭,微距鏡頭在膠片或傳感器上所形成的影像大小與被攝物體自身的大小差不多相等。1:1標記的微距鏡頭表示膠片上影像與被攝物體尺寸一樣,1:2的標記表示膠片上影像是被攝物體的一半,2:1表示是被攝物體的2倍。

        微距鏡頭的通常都是中等焦距的鏡頭,但它實際上可以是任何焦距的鏡頭。例如既有50mm的微距鏡頭,也有180mm微距鏡頭或者70-180mm的微距變焦鏡頭。微距鏡頭的價格通常比較昂貴,畫質優秀,特別適合于拍攝昆蟲、花卉、郵票、手表零件等題材。

      2.透視調整鏡頭:

        具有校正透視變形功能的鏡頭。這種鏡頭的光學系統的主光軸可進行橫向或縱向移動調節,調節的時機身與膠片或傳感器平面的位置不發生移動。透視調整鏡頭主要用于建筑攝影。

      3.柔焦鏡頭:

        又稱“軟焦點鏡頭”、“柔光鏡頭”,是一種能使影像產生輕度虛化的鏡頭,主要用于人像與風景攝影。

      4.附加鏡頭:

      a. 增距鏡:   最常用的一種附加鏡頭,使用時把它裝在相機與鏡頭之間,能使主鏡頭的焦距增加一定的倍率。常見的有2X 和1.4X兩種,分別可以增加2倍和1.4倍的焦距。使用增距鏡的主要缺點是減小主鏡頭的有效光圈。一般來說,2X增距鏡減少2擋光圈,如果正常是使用F16光圈來拍攝,使用增距鏡時就應該調節在F8上。此外,增距鏡帶來的后果還有自動對焦速度減慢,畫質下降等。

      b. 廣角附加鏡:   廣角附加鏡是安裝在主鏡頭前面使用的,購買的時候要注意主鏡頭的螺紋孔徑,它的主要作用是減小主鏡頭的焦距。使用廣角附加鏡頭后,不必進行暴光補償,光圈值不變,但建議使用小光圈拍攝,以便盡可能提高畫質。

      鏡頭結構:

      一、單片或雙膠合透鏡構成的簡易鏡頭   這種簡易型鏡頭由于只采用單片或雙膠合透鏡構成,因此其象差不可能完善校正,孔徑也很小,只能在強光下使用。但由于此類鏡頭價格特別低廉,特別是近年來已普遍使用光學塑料(PMMA)替代光學玻璃,使其制造成本更為降低。因此,目前市場上的玩具相機、一次性相機大多使用這種簡易鏡頭。

      二、三片三組柯克[Cooke]型鏡頭   早期由三片分離透鏡組成的柯克型鏡頭,其光圈位于透鏡之間,這種光學結構型式是鏡頭象差能得以初步校正的最簡單結構,象質基本上滿足一般普及型相機的要求(鏡頭等級為2~3級),且價格比較低。近幾年來為了適應自動、袖珍照相機的發展,把通常三片型柯克鏡頭的光圈由鏡頭中間移至鏡后,使透鏡之間密接緊靠。由于光圈后移造成的光焦度失對稱,使系統存在有較大的軸外球差,不得而已只能采取攔光的辦法來保證象差,因此相對來說邊緣照度較低,在設計及使用時都需要統籌兼顧。

        為進一步降低成本,目前市場上的水貨低檔照相機大多用光學塑料透鏡替代柯克型三片物鏡中的某一片(大多為中間一片),此時其相對孔徑只能做到1/4.5左右。

      三、天塞[Tessar]型三組四片照相鏡頭

        由柯克型發展起來的天塞型鏡頭見圖1-2-18,它1902年起源于德國的蔡司光學工廠,最早是由著名光學專家魯道夫(Rudolof)設計的。它用雙膠合透鏡組代替了柯克型鏡頭的第三片,所以鏡頭的相對孔徑可以大大提高,在中等視場50°~60°情況下其相對孔徑可做到1/3.5~1/2.8。它是目前國內中檔或普及型照相機應用得最廣的鏡頭結構形式。光圈位于第二、第三組之間,構成非對稱結構型的正光焦度攝影物鏡。

        引入的膠合透鏡組使物鏡的象散和軸外均得到了充分改善,因此特別適合于風景攝影。

      四、雙高斯物鏡及其演變形式

        雙高斯物鏡是在具有較大視場(大約40°左右)的物鏡中,相對孔徑最先達到F/2的一種物鏡。最初的設計如圖1-2-19所示。加入的兩個膠合面,使其有可能更好地消除象差。膠合面兩邊玻璃的色散盡管不同,但折射率近似相等,因此膠合面的加入對單色象差影響不大;緦ΨQ的結構有利于彗差、畸變、倍率色差等垂軸象差的校正,光圈兩側各有一個強凹透鏡,有利于球差和象散的校正。

        雙高斯物鏡的復雜化型式,主要是為了增加鏡頭的相對孔徑或者是為了改善鏡頭的成象質量。最常見的方法是把前面或者后面的正透鏡用兩個單正透鏡來代替,如圖1-2-19(a)所示。它可以使軸外的視場高級球差和軸上的孔徑高級球差同時減小,可以在較大的視場情況下獲得較高的成象質量。   雙高斯物鏡的另一類復雜化形式是把前、后厚透鏡中的膠合面,用分離曲面代替;或者同時把前面或后面的正透鏡分成兩個。

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