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镜头焦距  

2012-05-30 13:09:30|  分类: 摄影学习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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镜头焦距:是指镜头光学后主点到焦点的距离,是镜头的重要性能指标。镜头焦距的长短决定着拍摄的成像大小,视场角大小,景深大小和画面的透视强弱。镜头的焦距是镜头的一个非常重要的指标。镜头焦距的长短决定了被摄物在成像介质(胶片或CCD等)上成像的大小,也就是相当于物和象的比例尺。当对同一距离远的同一个被摄目标拍摄时,镜头焦距长的所成的象大,镜头焦距短的所成的象小。根据用途的不同,照相机镜头的焦距相差非常大,有短到几毫米,十几毫米的,也有长达几米的。

  较常见的有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,还有长达2500mm超长焦望远镜头
  镜头根据其焦距的长短,也即拍摄时的视角,可分为标准镜头,广角镜头和长焦距镜头等。
  标准镜头的视角约50度左右,这是人单眼在头和眼不转动的情况下所能看到的视角,从标准镜头中观察的感觉与我们平时所见的景物基本相同。35mm相机的标准镜头的焦距多为40mm,50mm或55mm。120相机的标准镜头焦距一般为80mm或75mm,相机片幅越大则标准镜头的焦距越大。而数码相机由于其成像介质(CCD或CMOS)有大有小,标准镜头的焦距也不一致。为了方便直观,说起DC镜头时经常采用等效于35mm相机的所谓等效焦距,这个等效就是指视角上的等效。以下就只说35mm相机的镜头,其他片幅的相机以及数码相机可以类推。

广角镜头

  广角镜头,顾名思义就是其摄影视角比较广,适用于拍摄距离近且范围大的景物,有时用来刻意夸大前景表现,强烈远近感以及透视。35mm相机的典型广角镜头为焦距28mm,视角为75度。常用的还有比28mm略长一些的35mm,38mm的所谓小广角(多见于傻瓜机)。
  比一般广角镜头视角更大的是超广角镜头(如焦距为24mm,视角84度)以及所谓的鱼眼镜头,其焦距为8mm,视角可达180度。

长焦镜头

  长焦距镜头适于拍摄远距离景物,景深较小,因此容易使背景模糊,主体突出。35mm相机长焦距镜头通常分为三级,135mm以下称中焦距,如85mm,视角28度,105mm,视角23度以及135mm,视角18度。中焦距镜头经常用来拍摄人像,有时也称为人像镜头。135-500称长焦距,如200mm,视角12度,400mm,视角6度。500mm以上的称为超长焦距,其视角小于5度,适用于拍摄远处的景物。如球场上的特写以及野生动物的拍摄,因无法靠近被摄物,超长焦距镜头就大有用武之地。

镜头焦距的定义

  一般我们说:焦距就是透镜是中心到焦点的距离。但这仅仅是单片薄透镜的情况,由于照相机的镜头都是由许多片透镜组合而成的,因此,情况远不是那么简单。
  镜头的焦距分为像方焦距和物方焦距。像方焦距是像方主面到象方焦点的距离,同样,物方焦距就是物方主面到物方焦点的距离。必须注意,由于照相机镜头设计,特别是变焦距镜头中广泛采用了望远镜结构,物方焦距与像方焦距是不一定相等的。我们平时说的照相机镜头的焦距是指像方焦距。

如何来确定主面和焦距

  入射平行光线(或其延长线)与出射会聚光线(或其延长线)相交,就能确定折射主面,这个想象的平面与镜头光轴相交处就是主点。像方主点和无穷远光线形成的焦平面(焦点)之间的距离称为复合镜头的焦距(严格说是有效焦距)。用同样的原理也可以确定物方主面和物方焦距。
  主面的位置根据设计可能出现在镜头之外。这在许多场合下是很重要的。

用例

  例如8mm鱼眼镜头,像方主平面应位于焦平面正前方8mm处,但是8mm内无法容纳反光镜、曝光窗、及焦平面快门的厚度。因此8mm鱼眼镜头事实上采用了前面加负组光学系统的设计(也称倒置望远结构),使镜头能够安装在像面定位距比8mm大得多的机身上去。
  同样,如果是500mm的超长焦镜头,不采用望远镜结构的话,镜头就要长达500mm以上,使用时无疑是十分不便的。望远镜结构的设计可以使主面远在镜头之前,大大地减小了镜头的长度。




引文来源  镜头焦距_百度百科

 

在摄影上的焦距

镜头焦距 - 夫仁人之安宅也! - 古#安宅 HomeForever

 
  当将摄影镜头调整到无限远时,其实是一个有名无实的焦距。在设计上,是将透镜的主平面与底片或成像传感器的距离调整为焦距的长度,然后,远离镜头的影像就能在底片或传感器上形成清晰的影像。当镜头要拍摄比较接近的物体时,是镜头的实际焦距被改变了。焦距通常使用毫米(mm)来标示,但仍然可能看见一些使用厘米(cm)或英吋标示的老镜头。视野的大小取决于镜头的焦距和底片大小的比例。由于最大众化的是35mm规格,镜头的视野经常是根据这种规格标示的。对标准镜头(50mm)、广角镜头(24mm)、望远镜头(500mm)视野都是不一样的。对数码相机上也是一样,它们的感光器比一般传统的35mm底片还要更小,所以相对的只要更短的焦距,就可以得到相同的影像。
      

镜头焦距

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  与人类的眼睛一样,数码照相机通过镜头来摄取世界万物,人类的眼睛如果焦距出现误差(近视眼),则会出现 无法正确的分辨事物,同样作为数码相机的镜头,其最主要的特性也是镜头的焦距值。镜头的焦距不同,能拍摄的景物广阔程度就不同,照片效果也迥然相异。如果您经常使用普通的35毫米相机,对相机的镜头焦距应该会有基本的认识,比如一般使用35毫米左右的镜头拍摄风景、纪念照,而用80毫米左右的镜头拍证件照所需要的“大头像”。与传统的相机相比,由于数码相机使用CCD感光器件,因而其镜头上标明的焦距通常是5.0毫米、10毫米等等,在普通的35毫米相机上一般都使用超广角或鱼眼镜头了,而数码相机厂家一般使用的镜头只是相当于35毫米相机的小广角镜头。我们不难看出,对于相同的成像面积,镜头焦距越短视角就越大;而对于同样焦距的镜头而言,成像面积越小, 镜头的视角也越小。35毫米相机的成像面积等于135胶卷的感光面积———标准的36×24毫米,数码相机使用CCD传感器代替了传统相机中胶卷的位置,它的面积却有好几种规格,从高档专业相机的18.4×27.6毫米到普通数码相机的2/3、1/2、1/3甚至1/4英寸各不相同。也就是说,同样的镜头,在有的数码相机上是广角效果,但在别的相机上可能就变成了标准镜头。看来,我们要依靠焦距值来区分数码相机镜头的视角是很不方便的,所以数码相机厂家通常都会提供一个容易比较的相对值,也就是标出与数码相机镜头视角相同的35毫米相机镜头焦距,这样的对应焦距值我们就很容易理解了。像富士MX-500的镜头焦距是7.6毫米,对角线视角70度,相当于35毫米镜头,是个小广角;富士的MX-600装有相当于35-105毫米的小广角变焦镜头。我们在评价与选购数码相机时,也只要参考换算到35毫米相机的镜头焦距就可以了,镜头具体的实际焦距是多少,与我们基本无关,您也无法去具体核算,其实数码相机得光学变焦的倍数就基本上能够反应这个指标,虽然不同型号的数码相机会有一定的差别,但差别不会太大,如果您不是很刻意的追求具体的相当于35毫米相机的对应焦距,参照数码相机的光学变焦的倍数,一般就可以了。
  也许有的用户对数码相机的镜头的实际焦距还是不很理解,因为如果是35毫米相机上的7.6毫米焦距,就属于极为罕见的鱼眼镜头,必然是体积庞大、价格不菲,而且拍出的照片畸变严重,有很强烈的透视感。但数码相机上的7.6毫米镜头也就是拇指大小,加上整个数码相机也比传统镜头便宜得多,虽说成像只用了中心的一小块,但一联想起夸张的鱼眼效果就让人对它的画质心里打鼓。实际上这种担心是不必的,35毫米相机的镜头口径很大,是为了保证画面周边的成像质量,而CCD的面积远小于胶片,要实现小面积的优质成像,只要很小的透镜尺寸就足够了。而且,实际上决定镜头结构的是它的有效视角,而不是简单的焦距值,数码相机上的7.6毫米镜头采用的是传统相机上35毫米小广角镜头的设计,而不是7.6毫米鱼眼镜头的结构。因此,数码相机镜头的焦距值与实际成像效果并无直接联系。由于透镜的体积小了,相对成本也降低了,反而可以轻松地实现较高的成像质量。
等效焦距
  数码相机因为其感光元件(CCD或CMOS)的尺寸是随相机的不同而不同(如有1/2.5英寸,1/1.8英寸等),所以同样焦距的镜头在不同尺寸感光元件的数码相机上,成像的视角也不同(具体见图)。举个例子来说,50mm焦距的镜头用在135胶片相机上,其视角大约是46度,而用在APS-c画幅(感光元件对角线长度是135胶片的2/3)的DSLR上(如nikon的D90、D300等),其视角就是大约30度。而这50mm镜头在APS-c的机器上的拍摄视角大概与75mm焦距的镜头在的135胶片机的底片上成像的视角相当,都是大约30度。
  所以仅仅以镜头的真实焦距,无法比较不同相机的拍摄范围(成像视角)。但对于用户来说,真正有意义的正是相机的拍摄范围(视角大小)。而由于一直以来大家通常以135胶片相机的镜头焦距来界定拍摄视角(135胶片相机的感光面是固定不变的),所以大家也习惯于将不同尺寸感光元件上成像的视角,转化为135相机上同样成像视角所对应的镜头焦距,这个转化后的焦距就是135等效焦距
焦距转换系数
  比如,上述的50mm镜头用在APS-cDSLR上,其135相机等效焦距为75mm。又因为75mm=50mm*1.5,所以这里的1.5就是所谓的“焦距转换系数”。
  135胶片相机都是使用上图中所示的35mm胶片,而数码相机的CCD/CMOS尺寸往往都相对较小。配合同样的镜头,数码相机的视角要比135相机小,视角的减小可以等同于焦距的增长(视角和焦距成反比)。
  有这样一个简单的方法计算数码相机的变焦系数。例如Nikon D80的CCD尺寸约为24mm x 16 mm,我们用35mm胶片的成像面的宽36mm除以Nikon D40(尼康D40)的CCD的宽24mm,得到的值就是变焦系数1.5。当我们把18mm的鱼眼镜头加在Nikon D40上时,这个鱼眼镜头的等效焦距就是18*1.5=27mm。

 

光学系统里的焦距
  

焦距


  对厚透镜(厚度不能忽略的透镜),或是有好几片透镜或面镜的系统(像是照相机镜头或望远镜),焦距通常会以有效焦距(EFL,effective focal length)来表示,以与一般常用的参数有所区别:
  前焦距(FFD)或前焦长(FFL)是系统前方的焦点至第一个光学表面顶点的距离。
  后焦距(BFD)或后焦长(BFL)是系统最后一个光学表面顶点至后方焦点的距离。
  在空气中的一个光学系统,有效焦距是由前面和后面的主平面至对应的焦点的距离。如果周围的环境不是空气,则距离要乘上该物质折射系数(Refractive index)。有些作者称这个距离为前(后)焦距,以与上面定义的前(后)焦点距离有所区别。
  通常,焦距或有效焦距是描述光学系统聚集光线能力的值,并且常被用来计算放大倍数。其他的参数则被用来计算一个特定对象的影像将会在什么位置上形成。
  对在空气中厚度为d,曲率半径为R1和R2的透镜,有效焦距为:
  焦距以最常见的标示习惯,如果第一个表面的透镜是凸透镜,R1的数值是正值,如果是凹透镜则是负值;如果第二个表面是凹透镜,R2的数值是正值,如果是凸透镜则是负值。要注意的是,即使如此,不同的作者仍可能会有不同的标示习惯。
  对一个球形曲率的镜子,焦距等于镜子的曲率半径的一半。凹面镜的焦距是正值,凸面镜的焦距是负值。
  物体到透镜中心的距离u 像的正倒 像的大小 像的虚实 像到透镜中心的距离v 应用实例 物距和像距的关系
  (u是物距 v是像距 f是焦距)
  u>2f 倒立 缩小的 实像 2f>v>f 照相机 u>v
  u=2f 倒立 等大的 实像 v=2f 可用来测量凸透镜焦距 u=v
  2f>u>f 倒立 放大的 实像 v>2f 放映机,幻灯机,投影机 u<v
  u=f 不成像 平行光源: 探照灯 \
  u<f 正立 放大的 虚像 \ 虚像在物体同侧 放大镜\
  为了研究各种猜想,人们经常用光具座进行试验。
  蜡烛的焰心,凸透镜中心,光屏中心应尽量保持在同一水平高度上。


引文来源  焦距_百度百科

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