摄影镜头的基点如何布局?

摄影镜头的基点如何布局?
各种相机都是根据使用要求确定结构尺寸的,其结构内容包括系统的组成,各组元的焦距,各组元的相对位置和横向尺寸。其中摄影镜头基点的布局直接影响相机的轴向(长度)尺寸,镜头的孔径直接影响相机的横向尺寸。

1.摄影镜头横向尺寸中主要有几部分?

(a)什么叫像面定位距?

镜头与镜头座相配合的镜筒轴向定位端面,至该镜头的焦平面(曝光窗平面)之间的距离叫像面定位距。

(b)什么叫后工作距(后截距、后顶焦距、像方顶焦距)?自摄影镜头最后一片透镜的后顶点,到其像方焦点的距离叫后工作距。

(c)什么叫前顶焦距?

自摄影镜头最前一片透镜的前顶点到物方焦点的距离叫前顶焦距。

其值的大小决定了镜头前片距被摄物平面间的空间大小。

(d)什么叫光学长度?

自摄影镜头第一片透镜的前顶点到其最后一片透镜的后顶点之间的距离叫摄影镜头的光学长度。

2.摄影镜头按焦距长短分几类?

摄影镜头可以不同标准分类。其中以焦距为标准可分为三类:标准镜头、广角镜头和长焦镜头。

(a)什么叫标准镜头?

在照相机使用的镜头系列中,通常将焦距值跟所摄画幅对角线相接近的那个摄影镜头,叫做标准摄影镜头。例如卡侬135单镜头反光照相机,画幅尺寸为24mm×36mm。其摄影镜头系列共备有55种不同焦距和性能的摄影镜头。其中焦距为50mm(画幅对角线长为43.27mm)的摄影镜头称为该135型相机的标准镜头。

(b)什么叫长焦距和短焦距摄影镜头?通常把焦距比标准镜头焦距长的镜头称为长焦距镜头;把焦距比标准镜头焦距短的镜头称为短焦距摄影镜头。

3.摄影镜头的基点布局有几种情况?

普通摄影镜头都置于空气中,因此节点跟主点是重合的,故只研究镜头焦点和主点的分布情况。基点分布情况是多种多样的,我们仅举几个例子来说明。

例一,120型柯克镜头,画幅尺寸为56mm×56mm,对角线尺寸为79.20mm。其中-lF为前顶焦距,lF为后工作距,物(像)方焦点及

物(像)主点等分布如图2-33所示。图2-34所示为尼柯50mm镜头的基点分布情况。F与F'为物方和像方焦点;H与H'为物方和像方主点;-f为物方焦距;f'为像方焦距;lF为后工作距;-lF为前工作距;△为光学长度;l为镜筒长度。对普通摄影镜头而言,通常F通常位于前顶点
之前。例二,长焦距镜头的基点分布如图2-35(a)和(b)所示。为了拍摄远景,又要使远处物体在像面上形成较大的像,必须得用长焦距镜头。焦距长,相机结构相应的要大,为了缩短筒长,常采用正负组分离且正组在前的结构。图(a)为柯克摄远物镜,它的焦距在100mm~500mm;视场角在20°~40°;相对孔径从1:8~1:3.5,是长焦距摄影镜头中最基本的一种。这种摄远型结构,使主面平推向物空间,筒长(ι)小于焦距(f'),一般筒长可缩短三分之一。图2-35(b)所示为尼柯,Q-AUTO400mm、1:4.5长焦距摄影镜头的光学结构图,其基点分布如图(b)所示。可见,同是长焦镜头,基点分布也不完全相同。图(a)H'位于前顶点之外(左);图(b)H'位于前顶点之后的镜组中间。

例三,短焦距(反摄远型)镜头基点的分布,如图2-35(c)所示。在普通照相或电影摄影中,为了获得较大视场的影像和丰富的体视感,宜采用短焦距的广角镜头。由于物镜和底片之间要放置分光元件或反光元件,希望镜头有较长的后工作距。为此宜采用如2-35(c)所示的反远摄型结构,就能得到大于焦距的后工作距离。

总之,不同摄影镜头的主点H与H'相对镜筒的位置是各不相同的:有的位于光圈叶片附近,有的位于镜筒前部,有的位于镜筒后部,有的位于摄影镜头外部。通常情况下,H位于物方,H'位于像方,但也有两者倒置的情况。

在普通摄影镜头上,一般物方焦点F位于摄影镜头前顶点的前方,但也有少数摄影镜头的物方焦点F位于摄影镜头内部。

还有少数变焦镜头,当焦距变到某一值时,物方主点H后移一到该镜头像方焦点F'的后边。如法国昂热尼15×变焦镜头应存在上述情况。但是,不管摄影镜头基点分布如何千变万化,所遵循的原则是相同的:如果把各种不同摄影镜头都看为是理想光具组,都必须满足理想光组的物像关系;满足需要的放大率;使相机既轻便,同时又能容纳下该有的元件。

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