照相機(jī)構(gòu)造原理詳解
(1)――照相術(shù)與照相機(jī)的形成
攝影,不僅被廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)領(lǐng)域,而且已經(jīng)成為廣大人民現(xiàn)代文明生活中的不可缺少的重要組成部分。
現(xiàn)代照相術(shù)的起源最早可追溯到墨子(公元前468~376年)在《墨 ..
二、光闌
照相鏡頭的光闌可分為視場光闌和孔徑光闌兩大類。 視場光闌的作用是限制成像范圍,如照相機(jī)膠片前面的畫幅框(又稱片框)限制了象面視場,則片框即為鏡頭的視場光闌。照相機(jī)中一般所述的光闌,俗稱光圈是指照相機(jī)的孔徑光闌,用以控制膠片上的照度和獲得不同的景深。鏡頭孔徑光闌的位置,在鏡頭開始設(shè)計(jì)時(shí)便被確定了。若移動(dòng)光闌與鏡片的相對位置,鏡頭的成像情況將發(fā)生改變;谙蟛畹脑怅@一般都安置在鏡頭的中間。近年來小型35mm鏡頭快門照相機(jī)不斷追求小型袖珍化,為便于鏡頭專業(yè)化大批量生產(chǎn),在許多塑料相機(jī)中已將光闌移至鏡后,即鏡后快門無后組方式,稱單邊結(jié)構(gòu)形式。 光闌是由光闌葉片、光闌動(dòng)圈、定圈組成,并通過光圈調(diào)節(jié)環(huán)及傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)來控制光闌葉片的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)光圈調(diào)節(jié)壞時(shí),光闌葉片隨之轉(zhuǎn)動(dòng),葉片之間圍成的孔徑面積發(fā)生變化,改變了鏡頭的相對孔徑值,調(diào)節(jié)了象面的照度。 由于象面的照度與(D*D/f*f)成正比,要使象面照度降低一半,D(入幢直徑)必須縮小1.414倍,即D'=D/1.414,此時(shí)才有(D'*D'/f'*f'=D*D/2*f*f)?梢姅z影鏡頭的光圈數(shù)F是按1.414的倍數(shù)來變化的。光圈數(shù)可由公式F=1.414*1.414*…,n=0,1,2,…來求得,這樣得到的F數(shù)系列為1,1.4,2,2.8,4,5.6,8,11,16…但鏡頭的最大F數(shù)如F1.7、F3.5等可以不在系列光圈值內(nèi)。光圈數(shù)系列的制訂,保證了光圈改變一檔,象面照度變化1倍。這樣一檔光圈便與一檔快門速度對應(yīng)起來。轉(zhuǎn)動(dòng)光圈調(diào)節(jié)環(huán),還可以發(fā)現(xiàn)各檔光圈之間的轉(zhuǎn)角是相同的,這是現(xiàn)代照相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)的又一特點(diǎn),這種結(jié)構(gòu)稱為等間隔可變光闌。光闌值每差一檔,光圈調(diào)節(jié)環(huán)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。調(diào)節(jié)環(huán)的等角度轉(zhuǎn)動(dòng),不僅使操作手感相同,而且能方便地把光闌變化信息通過線性電位器轉(zhuǎn)換成電信號(hào),傳送到測光(或自動(dòng)曝光)控制系統(tǒng)。 以上所述的光圈,稱之為F制光圈,它僅僅考慮了鏡頭的有效孔徑D和鏡頭焦距f之間的幾何關(guān)系。實(shí)際上光線通過光組時(shí),由于鏡頭對光線的吸收或反射將會(huì)造成光能的損失,此時(shí)即使鏡頭具有相同的光圈數(shù)(F值),仍有可能使膠片獲得完全不同的曝光量,甚至相差達(dá)l~1/2檔。因此需要根據(jù)整個(gè)鏡頭的實(shí)際透射比來標(biāo)定鏡頭的光圈,用以替代單純焦距和有效孔徑D的幾何關(guān)系,并考慮鏡頭中對光的吸收和反射所引起的光能損失,這個(gè)光圈稱之為鏡頭的T制光圈。它與F制光圈的關(guān)系為式中:τ——鏡頭的透過率。 目前照相鏡頭中采用的光圈值仍以F值表示,而在自動(dòng)曝光照相機(jī)中,已應(yīng)用T數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和顯示。 (8)――標(biāo)準(zhǔn)鏡頭常用的形式 本文簡單扼要介紹一般照相機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鏡頭經(jīng)常采用的光學(xué)結(jié)構(gòu)形式。 一、單片或雙膠合透鏡構(gòu)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(gòu)成,因此其像差不可能完善校正,孔徑也很小,只能在強(qiáng)光下使用。但由于此類鏡頭價(jià)格特別低廉,特別是近年來已普遍使用光學(xué)塑料(PMMA)替代光學(xué)玻璃,使其制造成本更為降低。因此,目前市場上的玩具相機(jī)、一次性相機(jī)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,其光闌位于透鏡之間,這種光學(xué)結(jié)構(gòu)型式是鏡頭像差能得以初步校正的最簡單結(jié)構(gòu),象質(zhì)基本上滿足一般普及型相機(jī)的要求(鏡頭等級為2~3級),且價(jià)格比較低。近幾年來為了適應(yīng)自動(dòng)、袖珍照相機(jī)的發(fā)展,把通常三片型柯克鏡頭的光闌由鏡頭中間移至鏡后,使透鏡之間密接緊靠。由于光闌后移造成的光焦度失對稱,使系統(tǒng)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。 |
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