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镜头种类与结构  

2010-03-07 17:06:03|  分类: 摄影学习资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自绿岛乐曲《镜头种类与结构》

 

引用

绿岛乐曲镜头种类与结构

引用 

 

镜头种类与结构

一、镜头种类

(一)定焦镜头

1、定焦镜头:是指焦距固定不变的镜头。

2、定焦镜头的种类:

(1).标准镜头(简称标头):

标准镜头是指焦距长度接近或等于底片/传感器对角线长度的镜头。以全幅135单反相机来说,它的底片幅面为24*36mm,对角线的长度为50mm。这类相机的“标头”焦距就是50mm。当然,画幅的不同的相机,标头的焦距也有所不同。一般来说,120相机的“标头”焦距为75mm,4*5英寸座机为150mm。数码单反相机的传感器幅面因厂商的不同而有所不同,但只要计算出传感器的对角线长度,就可以得出标准镜头的焦距了。尽管不同画幅的“标头”焦距不同,但他们的视角却是基本相同的,都接近人眼的正常视角。因此,在诸如取景范围、透视关系等方面,“标头”都与人眼观看的效果类同,显得特别亲切、自然。此外,“标头”的技术已经基本趋于完善,显著的特点是孔径大、成像质量出众、价格低廉等。所以,标准镜头是每个单反用户的必备镜头之一。

(2)  广角镜头

广角镜头是指焦距短于而视角大于“标头”的镜头。以全幅135单反相机来说,焦距在30mm左右、视角在70度左右的镜头称为“广角镜头”;焦距小于22 mm,视角大于90度的镜头称为“超广角镜头”。

广角镜头的特点:

a、景深大。有利于获得被摄画面全部清晰的效果,广泛地用于风光片的拍摄。

b、视角大。在有限的范围内可以获得较大的取景范围,在室内建筑的拍摄中尤为见长,广泛地用于房地产行业的拍摄。

c、透视感强烈。 可以营造具有强烈视觉冲击感的画面。

d、畸变较大。尤其是在画面的边缘部分。

(3)远摄镜头

远摄镜头是指焦距长于而视角小于“标头”的镜头。以全幅135单反相机来说,焦距在200mm,视角在12度左右的镜头称为“远摄镜头”;焦距在300mm以上,视角在8度左右的镜头称为“超远摄镜头”。

远摄镜头的特点:

a、景深小。容易获得主体清晰,背景虚化的画面效果。

b、视角小。能够获得远处主体较大的画面且不干扰被摄对象。广泛地用于户外野生动物的拍摄。

c、压缩了画面透视的纵身感,拉近了前后景的距离。

 d、影像畸变较小,广泛地用于人像摄影。

(4)鱼眼镜头

鱼眼镜头是指一种极端的超广角镜头。以全幅135单反相机来说,焦距在16mm以下,视角在180度左右的镜头就可称为“鱼眼镜头”。

鱼眼镜头的特点:

a、视角大,被摄范围极广。

b、透视感获得极大的夸张。

c、鱼眼镜头存在严重的畸变,但可以获得戏剧性的效果。

d、 价格昂贵,为天文摄影而设计。

e、第一片镜片向外凸出,不能使用通常的滤镜,取而代之的是“内置式滤镜”。

(5)折反镜头(反射式镜头)

折反镜头(反射式镜头)是指一种超远摄镜头。看起来短而胖,重量也要轻很多,比较适合手持拍摄。镜头结构简单,画质优良;缺点是只有一档光圈,对景深控制不便,相机取景的时候取景屏发暗,对聚焦不便。目前市面上流行的折反镜头大多是俄罗斯制造,价格低廉,常见的焦距为500mm和1000mm,是囊中羞涩又爱好远摄的用户不错的选择之一。

(二)变焦镜头

(1)变焦镜头:是指焦距在一定范围可内自由调节的镜头。

(2)变焦镜头的种类:

a、 手动对焦和自动对焦。根据对焦方式的不同,可以把变焦镜头分为手动变焦镜头和自动变焦镜头。

b、变焦范围。一般来说,20-40mm的称为广角变焦镜头,35-70mm的称为标准变焦镜头,70-200mm的称为中远变焦镜头,200-500的称为远摄变焦镜头。当然,也有不少镜头囊括了广角至中焦、甚至远摄的范围,如28-200mm,28-300mm等。

c、变焦倍率。从变焦倍率来看,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。总体来说,变焦范围越大,体积相应较大,画质相对较低,光圈相对稍小。

d、变焦方式。根据操作的不同,分为推拉式变焦和旋转式变焦两种。推拉式变焦的优点在于使用方便,可以快速从最远端变焦到最近端。缺点在于俯仰拍摄的时候镜头容易滑动。旋转式变焦的优点在于对焦环和变焦环各自独立,转动操作互不干涉。但操作不如推拉简便,尤其是采用“变焦拍摄爆炸效果”时,不如推拉变焦容易实现。

(三)数码镜头

1、数码镜头:指针对数码单反相机的特点而设计或改进的镜头。

2、数码镜头的种类:

(1)、数码专用镜头:是指根据数码单反相机APS尺寸的数字传感器而设计的镜头。这类镜头通常只可以使用在相应型号的数码单反相机之上,使用在全幅135相机之上不能正常成像。

A 、常见的几种数码专用镜头:

佳能 EF-S 镜头,只可使用在佳能EOS 300D,350D,20D数码单反相机之上;

尼康DX镜头,可使用在所有尼康数码单反相机之上;

奥林巴斯DIGITAL镜头,可使用在奥林巴斯4/3系统的数码单反相机之上;

腾龙DI II 镜头,可使用在相应卡口的数码单反相机之上;

图丽DX镜头,可使用在相应卡口的数码单反相机之上;

适马DC镜头,可使用在相应卡口的数码单反相机之上;

美能达 DT 镜头,仅可使用在美能达 a-7D数码单反相机之上;

宾德DA镜头:可使用在宾德数码单反相机之上。

B、数码专用镜头的特点:

G>G>由于是针对APS尺寸设计,所以数码专用镜头的体积、重量和价格都比135全幅镜头有大幅下降。以D50的套头来说,在拥有AF-S超声波马达,ED镜片和非球面镜片等前提下,镜头的重量仅仅为210克,这对于135全幅镜头来说,基本是个不可能完成的任务。

针对数码传感器的改进设计:对于胶片,即使光线斜着入射,胶片仍然可以充分感光;但是数码相机中使用的感光元件是一个像素以规定间隔排列在栅格上的芯片,光电二级管在像素内部的凹陷中。因此,光线只能在直线进入镜头的情况下,才能有效的到达光电二级管。这意味着如果数码单反配置一个35mm相机镜头,容易发生彩色还原不准确,以及在光线斜角入射的感光元件边缘发生亮度不足,对于广角镜头,这种情况一般会更加恶化。数码专用镜头根据以上的特点做了相应的改进,以奥林巴斯DIGITAL镜头来说,它采用全新设计,根据数码相机中所用感光元件的特点,专门优化了镜头。4/3系统标准以及Zuiko Digital镜头独有的技术,保证光线以近乎垂直的角度到达感光元件来解决这个问题。这样,即使是在图像边缘或者使用广角镜头时,仍能获得稳定的高品质影像。(见下图)

(2)数码优化镜头:

G>G>指根据数码传感器的特点,在原有135全幅镜头的基础上,进行了数码优化改进设计的镜头。通常这类镜头既可使用在数码单反相机之上,也可以使用在传统135全幅相机之上。目前的数码优化镜头主要来自日本的适马和腾龙,即适马的 DG镜头和腾龙的DI 镜头。

( 四) 特殊镜头

1、特殊镜头是指为特殊用途而设计的镜头,通常用于专业领域。

2、定焦镜头的种类:

(1)微距镜头:

微距镜头是一种可以非常接近被摄物体进行聚焦的镜头。微距镜头在胶片或传感器上所形成的影像大小与被摄物体自身的大小差不多相等。1:1 标记的微距镜头表示胶片上影像与被摄物体尺寸一样;1:2 的标记表示胶片上影像是被摄物体的一半;2:1 表示是胶片上影像是被摄物体的2倍。

微距镜头通常都是中等焦距的镜头,但它实际上可以是任何焦距的镜头。例如既有50mm的微距镜头,也有180mm微距镜头或者70-180mm的微距变焦镜头。微距镜头的价格通常比较昂贵,画质优秀,特别适合于拍摄昆虫、花卉、邮票、手表零件等题材。

(2)透视调整镜头:

透视调整镜头具有校正透视变形功能的镜头。这种镜头的光学系统的主光轴可进行横向或纵向移动调节,调节的时机身与胶片或传感器平面的位置不发生移动。透视调整镜头主要用于建筑摄影。

(3)柔焦镜头:

柔焦镜头又称“软焦点镜头”、“柔光镜头”,是一种能使影像产生轻度虚化的镜头,主要用于人像与风景摄影。

(4)附加镜头:

T color="#0000ff">a、增距镜:

T color="#0000ff">T>最常用的一种附加镜头,使用时把它装在相机与镜头之间,能使主镜头的焦距增加一定的倍率。常见的有2X 和1.4X两种,分别可以增加2倍和1.4倍的焦距。使用增距镜的主要缺点是减小主镜头的有效光圈。一般来说,2X增距镜减少2挡光圈,如果正常是使用F16光圈来拍摄,使用增距镜时就应该调节在F8上。此外,增距镜带来的后果还有自动对焦速度减慢,画质下降等。

T color="#0000ff">b、广角附加镜:

T color="#0000ff">T>广角附加镜是安装在主镜头前面使用的,购买的时候要注意主镜头的螺纹孔径,它的主要作用是减小主镜头的焦距。使用广角附加镜头后,不必进行暴光补偿,光圈值不变,但建议使用小光圈拍摄,以便尽可能提高画质。

二、镜头结构:

(一)单片或双胶合透镜构成的简易镜头

这种简易型镜头由于只采用单片或双胶合透镜构成,因此其象差不可能完善校正,孔径也很小,只能在强光下使用。但由于此类镜头价格特别低廉,特别是近年来已普遍使用光学塑料(PMMA)替代光学玻璃,使其制造成本更为降低。因此,目前市场上的玩具相机、一次性相机大多使用这种简易镜头。

(二)三片三组柯克[Cooke]型镜头

早期由三片分离透镜组成的柯克型镜头,其光圈位于透镜之间,这种光学结构型式是镜头象差能得以初步校正的最简单结构,象质基本上满足一般普及型相机的要求(镜头等级为2~3级),且价格比较低。近几年来为了适应自动、袖珍照相机的发展,把通常三片型柯克镜头的光圈由镜头中间移至镜后,使透镜之间密接紧靠。由于光圈后移造成的光焦度失对称,使系统存在有较大的轴外球差,不得而已只能采取拦光的办法来保证象差,因此相对来说边缘照度较低,在设计及使用时都需要统筹兼顾。

为进一步降低成本,目前市场上的水货低档照相机大多用光学塑料透镜替代柯克型三片物镜中的某一片(大多为中间一片),此时其相对孔径只能做到1/4.5左右。

(三)天塞[Tessar]型三组四片照相镜头

由柯克型发展起来的天塞型镜头见图1-2-18,它1902年起源于德国的蔡司光学工厂,最早是由著名光学专家鲁道夫(Rudolof)设计的。它用双胶合透镜组代替了柯克型镜头的第三片,所以镜头的相对孔径可以大大提高,在中等视场50°~60°情况下其相对孔径可做到1/3.5~1/2.8。它是目前国内中档或普及型照相机应用得最广的镜头结构形式。光圈位于第二、第三组之间,构成非对称结构型的正光焦度摄影物镜。

引入的胶合透镜组使物镜的象散和轴外均得到了充分改善,因此特别适合于风景摄影。

(四)双高斯物镜及其演变形式

双高斯物镜是在具有较大视场(大约40°左右)的物镜中,相对孔径最先达到F/2的一种物镜。最初的设计如图1-2-19所示。加入的两个胶合面,使其有可能更好地消除象差。胶合面两边玻璃的色散尽管不同,但折射率近似相等,因此胶合面的加入对单色象差影响不大。基本对称的结构有利于彗差、畸变、倍率色差等垂轴象差的校正,光圈两侧各有一个强凹透镜,有利于球差和象散的校正。  双高斯物镜的复杂化型式,主要是为了增加镜头的相对孔径或者是为了改善镜头的成象质量。最常见的方法是把前面或者后面的正透镜用两个单正透镜来代替,如图1-2-19(a)所示。它可以使轴外的视场高级球差和轴上的孔径高级球差同时减小,可以在较大的视场情况下获得较高的成象质量。

双高斯物镜的另一类复杂化形式,是把前后厚透镜中的胶合面用分离曲面代替,或者同时把前面或后面的正透镜分成两个。

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