变焦与调焦的相关资料分析.doc

理想凸透镜成像公式：1/u + 1/v = 1/f，其中u是物距，v是像距，f是焦距。 “变焦（Zoom）”是指改变焦距f。只有变焦镜头的焦距才能被改变，定焦镜头的焦距是固定的。 “调焦（Focus）”或“对焦”是指改变像距v，也就是改变镜头光心到底片平面的距离。除了一些低档傻瓜机镜头没有调焦机构，不能改变像距外，所有镜头，无论定焦变焦，都可以改变像距。 “焦点对在xxx上面（Focus on xxx）”这个习惯说法，是指通过“调焦”，即改变像距v，使之与景物xxx到镜头的距离u、镜头焦距f，满足成像公式 1/u + 1/v = 1/f，也就是景物xxx能在底片上清晰成像。 变焦是改变镜头的焦距即改变镜头的视角，其原理是在镜头的镜片中加一族活动透镜；对焦是调整像的虚实，即改变透镜和成像面的距离，达到使影象清晰目的。意义完全不同。一、调焦原理 实际照相时，被照物体与照相机的相对距离，每次总是有变化的。由高斯公式1/l-1/l=1/f可知，对于不同的照相距离l，其照相光学系统的象距l也将随着变化。为了使不同距离的被摄物体能够正确地成象在焦平面（即胶片平面）上以得到清晰的影像，必须随时调整镜头与胶片平面之间的距离l来适应物距l的变化。镜头的这种调整过程就称为调焦。为了正确地进行调焦，一般在调焦前还要测定出被摄物体到胶片平面之间的距离，这个过程便称为测距。 二、照相机镜头的调焦方式 照相机镜头的调焦通常采用下述三种方式来进行： (1)改变象距的调焦方式照相机镜头对无穷远物体对焦时，它成象在镜头的焦平面上，即l=f。当摄影距离缩短成有限距离时，如7m，3m，…(指被摄体到照相机胶平面之间的距离)，象距l都会拉长。实际上135照相机的胶片位置是相对不变的，因此只能将整个镜头向前伸出有限距离x，此增大量只有这样才能保证象点正确地落实在胶片平面上，以保持象面的清晰度。这种保持镜头焦距不变而改变象距的调焦方式又称整组调焦。此增大量x称调焦量。这种调焦方式在使用时，只需转动镜头上的调焦环，调焦环上刻有与调焦量对应的底片与被摄景物之间的距离标尺，调焦环带动镜筒上的多头螺纹，让镜头产生轴向移动，使镜头的焦点落实在胶片平面上。由于是整组移动镜头，镜片之间的相对位置固定不变，因此能始终保持镜头的成象质量处于最佳状态。 (2)改变焦距的调焦方式这种调焦方式是通过移动镜头中某组镜片的轴向位置，从而稍微变动了镜头的焦距，以使物距变化时能保持象距不变。前组调焦是最常采用的调焦方法之一。可以前组单片调焦，也可以前组一齐移动调焦。此外还有采用中组或后组的调焦形式。这种调焦方式的优点是调焦时整个镜头可保持不动，调焦量小，调焦机构也较简单。变焦镜头由于镜片多，体积大，整组移动有困难，往往多采用这种方式调焦。 (3)固定焦点方式目前市场上供应的简易型照相机的镜头位置大多是固定不变的。即不管物距多少，照相机的镜头与胶片之间的距离始终固定不动，这种调焦方法称为固定焦点法。尽管这样，由于限制了弥散圆的大小，照相机的拍摄质量也还是有一定保证，实际上此类照相机是利用“景深”调焦，又称超焦距法。三、照相机的调焦方法 无论采用何种调焦方式，我们都必须使被摄体的物距l和象距l满足高斯公式，只有这样才能在胶片平面上获得清晰的象。通常用下述方法来获得正确的调焦。 1、测距法 这种方法是首先测出被摄体至胶片平面之间的距离，根据调焦方式确定此时的调焦量，然后再使整个镜头或前组作相应的转动，以使在胶片平面上获得清晰的影像。根据测距方式的不同又可分为估测法和三角测量法： (1)估测法就是摄影者根据目测或步量的形式，首先确定摄影距离，并据此来转动或调节镜头上的调焦环，使其距离刻度或远景、中景、近景标记与镜头上的基准标记对准。这种调焦方法用在镜头焦距较短。相对孔径较小的照相机上，可获得足够清晰的照片。 (2)三角测量法就是利用数学中的三角关系来进行测距、调焦。主要应用于带测距器的照相机中，这种照相机的测距和调焦是联动的，只要使取景器中的双象重合，测距和调焦即告完成。这种方法可以使镜头得到准确的调焦，从而保证底片上影像的清晰度。此方法常用在带有逆伽利略式取景器的照相机上。 (3)视差由于旁轴取景器的取景光轴位于摄影镜头光轴的旁侧，故视界范围有所偏移，因此有视差存在。设取景器光轴与摄影镜头光轴相距为v。当对物距l的物平面摄影时，在胶片上的成象范围为 TT，而取景范围却是SS。此时取景光轴上的点P通过摄影镜头成象，其象点不在胶片中心O，而是偏离一个距离ε，ε称为视差量。由相似三角形关系，有ε/v=l/l， ε=lv/l。又由几何光学可知，1/l+1/l=1/f。于是可有ε=vf/(l-f)式中，v与f为结构常数，因此视差量ε随物距l而变化。l越大，视差就越小。当对无限远处调焦时，l-