普通广角摄影镜头有什么特点？

1.普通广角镜头为什么采用反摄远型结构？

普通广角镜头需要在镜头跟底片之间放置分光元件或反光元件，如安装与镜头主轴成45°角的反光镜，并保证反光镜工作正常。因此它要求有较长的后工作距（自镜头最后一片透镜的后顶点至镜头像方焦点之间的距离）。

普通镜头的后工作距大都满足不了后工作距“较长”的条件，如双高斯摄影镜头的后工作距通常在0.5f＇～0.7f＇范围内。例如DF广角相机镜头要求后工作距为38.5mm，显然在设计f＇＝38mm，2ω＝60°的短焦广角镜头时，不能采用双高斯型结构，因为它要求后工作距大于f＇，而双高斯型结构是后工作距小于焦距。

后工作距大于焦距的光学系统称为反摄远型结构。因为它刚好跟摄远型结构相反：负组在前，正组居后的光学结构。其原理如图4-20所示，后工作距l＇大于焦距f＇。

2.反摄远型结构为什么后工作距大于焦距？

如图4-20所示为反摄远型结构的广角镜头，由分离的正、负组构成。靠近物空间的光组具有负光焦度，称为前组。靠近像平面的光组具有正光焦度，称为后组。入射光线经过前组发散后，再经过后组会聚于焦平面F′。正因为像方主平面位于正组的右侧靠近像平面的空间里，故而反摄远型结构后工作距可以大于焦距（l′＞f′）。

3.普通广角镜头的前组与后组都采用什么样结构？

如图4-21所示，可见轴外光束（通过轴外边缘点过光阑中心的第二近轴光线）的入射高度跟光阑位置有关，光阑愈远，入射高度愈大。反摄远镜头通常都将光阑设在远离负组的正组中间，轴外光束有较大的入射高度（较大的视场），因此与视场有关的轴外初级像差和高级像差都很大。前组产生的轴外像差力求由本身来校正，剩余量可由后组来补偿，前组与后组的具体结构形式必须满足校正像差的需要。

①前组的结构：视场不大时，可采用单片负透镜；视场较大时，前组应采用双胶合或双分离的负光焦度结构，甚至可能用其他更复杂的结
构，如鼓型透镜等。

②后组的结构：反摄远镜头的后组承担了较大的孔径，但视场由于前组的发散作用而有所减小。跟一般照相物镜比，仅摄远镜头的后组是对近距离成像的，因为前组的像就是它的物。如图4-22所示，由于前组的发散作用使其像点移近镜组，若物点在无限远，像移至F＇点，若物在有限远P点则像移至P＇点。在物、像关系上，后组更处于对称位置（β≈-1），对后组本身而言，应该采用对称型结构，但是它还承担补偿前组剩余像差的任务，它必须得有些剩余像差：尤其对垂轴像差（慧差、畸变、倍率色差等），前组无论采用前边所说的哪种结构，自己都难以独自消除，其它像差如场曲和位置色差可通过光焦度的分配，光学材料的选择来校正；球差可通过弯曲来校正；像散可通过前后组位置的调整来校正。因此后组常采用不对称的结构（三片式或匹兹万结构等）。

总之，普通广角镜头，由于要求有较大的后工作距，总体不能采用对称型结构。后组要补偿前组的剩余像差，故后组也不能采用对称型结构，这只是一般性的原则。如果前组采用复杂的结构，能独自校正各种像差，后组采用对称型结构也没有什么不行。在后边的实例中可以见到，后组有的采用了对称型结构。

4.广角镜头的视场边缘照度低，用什么方法提高？根据像面边缘照度E′与中心照度关系公式（E₀′为中心照度，ω′为像方视场角）

E′＝E′₀cosω′

可知，广角镜头的边缘照度，随像方视场ω′的增大而急剧降低。尤其在校正像差过程中，为使边缘成像清晰，常有意拦掉一部分轴外光线，这就加重了E′与E′₀的悬殊程度（增大了视场边缘的渐晕性）。由上式可知，减小ω′可增E′（E′₀一定）。如果保持物方视场角不变，增大前负组光焦度绝对值（｜j₁｜），可减小像方视场角ω′；

如果把光阑移至后正组前焦点F2的位置，如图4-23所示。第二近轴光线的出射线必平行于主轴，则ω′＝0，E′₁＝E′₀。可见，此时整个

像面上没有渐晕现象，照度均匀。当然，作为一个具体广角镜头，要从校正像差，增强边缘照度等多方面来权衡。

5.广角镜头的具体光学结构有多少种？

各种形式的反摄远（广角）镜头，目前世界上已有上百种之多，下边仅举几个实例。

例一：图4-24所示为广角镜头光学结构图。从图中得知，前组是一组一片的负透镜，根据前边3中的原则可判断它适用于视场不大的条件（当然得比标准镜头镜场大点）。前组弯向光阑以减小像差，但它各种剩余像差都会有；后组是复杂的正光组，除了校正本部分各种像差之外，还得平衡前组的剩余像差。

例二：图4-25所示的广角镜头，视场角可达60°；相对孔径为1∶2.8；这种镜头常用于摄制彩色电影。前负组是两组二片结构；正后组是四组六片对称结构（双高斯型），它可以独自校正七种初级像差，有剩余的高级像散和轴外球差可补偿前组；由后组可补偿的像差判断，前组能校正高级像散和轴外球差之外全部像差（因为它是由正、负透镜匹配的光组）。
例三：图4-26为尼柯24mm具有调焦补偿元件的广角镜头的光学结构图。

为什么要加调焦补偿元件呢？反摄远镜头，总体都是非对称结构，所以近距离拍摄时摄影镜头的成像性能往往有所降低。例如有的广角镜头在近距拍摄时，场曲明显增大。如果用调焦补偿元件来平衡近摄时出现的像差以保持成像的清晰度。例如，要拍摄较近距离处的景物而转动调焦环，使整个光学系统向前伸出的过程中，调焦补偿元件将产生附加旋转伸缩运动（有的需单独调节），改变光组间的距离，用其引起的像差，去平衡因物距变化引起的像差。

在图4-26中，1是摄远型镜头的前负组，是三分离的三组三片结构；2是正后组，是四组六片结构；4为调焦补偿元件，是二组三片结构。3所指方向是由无限远向近距离处（0.3m）调焦时整个光学系统的运动方向，4为向近距离处（0.3m）调焦时调焦补偿光学元件的附加运动（相对运动）方向。

6.反摄远型结构有哪些应用？

目前单镜头反光照相机，普遍采用反摄远型结构。在普通摄影中，采用反摄远型短焦广角镜头，可获得较大视场的画片和丰富的体视威（立体感）。

由于反摄远型镜头的前组透镜片直径较大，整个镜头的长度和体积都比标准镜头明显增大。