技術(shù)支持
來(lái)源:光虎
在前期推文中,我們介紹了6支原始鏡頭中的前三支。接下來(lái)我們將繼續(xù)介紹剩下的三支鏡頭
4. Cooke Triplet 鏡頭
1893年,就職于庫(kù)克公司的丹尼斯·泰洛設(shè)計(jì)了一款三片式的鏡頭,命名為庫(kù)克三片式鏡頭。最初泰洛的想法是消除場(chǎng)曲的影響,把同等焦距的單凸透鏡和單凹透鏡緊靠一起,光焦度為零,場(chǎng)曲也是零。但是零光焦度的元件對(duì)系統(tǒng)沒(méi)意義,場(chǎng)曲與透鏡間距無(wú)關(guān),因此把這兩片原來(lái)緊靠在一起的透鏡拉開(kāi),場(chǎng)曲仍舊是零,但光焦度表現(xiàn)為正數(shù)。這樣雖然減小了場(chǎng)曲,但是也引入了其他的像差,為了進(jìn)一步改善成像質(zhì)量,泰洛將凸透鏡一分為二,放置在凹透鏡的兩邊,形成一種對(duì)稱的結(jié)構(gòu),從而形成了最初的庫(kù)克三片式鏡頭。早期由三片分離透鏡構(gòu)成的庫(kù)克鏡頭,其光闌位于透鏡之間,現(xiàn)在通常將光闌放在透鏡后,以減少色差,但是這樣的做法也給系統(tǒng)帶來(lái)了較大的軸外球差,為了減少球差,通常采用在像面前增加一個(gè)遮光闌的方法,這樣做雖然中心部分成像質(zhì)量有所提高,但是像面面積減小,邊緣部分亮度低,也就是所說(shuō)的暗角現(xiàn)象。雖然庫(kù)克鏡頭存在一定的缺陷,簡(jiǎn)單的裝配、簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)。銳利的中心和暗化的邊緣,成為了一種獨(dú)特的藝術(shù)氛圍。
5.遠(yuǎn)攝鏡頭
遠(yuǎn)攝鏡頭大約在19世紀(jì)80年代由英國(guó)人和德國(guó)人同時(shí)發(fā)明。其中“遠(yuǎn)攝”的定義并非“長(zhǎng)焦距”,而是“鏡頭的物理長(zhǎng)度短于其焦距”。遠(yuǎn)攝同時(shí)還是一種鏡頭設(shè)計(jì)類型。所有的遠(yuǎn)攝鏡頭都有相同的關(guān)鍵結(jié)構(gòu):前組正鏡組(凸鏡),和后組負(fù)鏡組(凹鏡)。優(yōu)點(diǎn)正如其名,缺點(diǎn)也很明顯,遠(yuǎn)攝鏡頭天生就有枕形畸變,而且長(zhǎng)焦鏡頭也很難做到大光圈。這些問(wèn)題不是不能解決,但是需要大尺寸的前鏡組,所以會(huì)導(dǎo)致鏡頭變得非常巨大。不過(guò),對(duì)遠(yuǎn)攝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),最重要的問(wèn)題是縱向色差。后組負(fù)鏡組會(huì)放大任何一種像差,尤其是縱向色差(不同色光會(huì)聚焦在不同位置上,導(dǎo)致圖像模糊)。這就是為什么高質(zhì)量的長(zhǎng)焦鏡頭一般都至少有一片低色散鏡片的原因。
6.倒置遠(yuǎn)射鏡頭
倒置遠(yuǎn)攝鏡頭最早出現(xiàn)在上世紀(jì)20年代,用于電影行業(yè):因?yàn)殓R頭后方的棱鏡占用了大量空間,彩色攝影機(jī)需要后焦點(diǎn)距離很長(zhǎng)的鏡頭。所以倒置遠(yuǎn)攝鏡頭應(yīng)運(yùn)而出。顯而易見(jiàn)的,倒置遠(yuǎn)攝鏡頭的設(shè)計(jì),正是將遠(yuǎn)攝設(shè)計(jì)顛倒過(guò)來(lái):前鏡組采用負(fù)鏡組,后鏡組為正鏡組。優(yōu)點(diǎn)是允許焦距比后焦點(diǎn)距離更短。換句話說(shuō),后焦點(diǎn)距離大于20mm的鏡頭也可以做到20mm焦距(單反相機(jī)必備,無(wú)反光鏡相機(jī)的后焦點(diǎn)可以小于20mm)。這種設(shè)計(jì)還提供了相對(duì)的大光圈和廣視角,擁有最小的暗角,且很少有球面像差。缺點(diǎn)是:像場(chǎng)彎曲非常常見(jiàn)。焦點(diǎn)的遠(yuǎn)近會(huì)導(dǎo)致像差的變化,所以通常一支在無(wú)限遠(yuǎn)成像不錯(cuò)的鏡頭在近距離拍攝的質(zhì)量就會(huì)變差,反之亦然。廣角鏡頭有多種像差,而且非常嚴(yán)重(彗差和橫向色差,還有畸變),需要大量鏡片進(jìn)行校正?;兺ǔ:茈y校正(有人認(rèn)為魚眼鏡頭就是不校正畸變的大視角倒置遠(yuǎn)攝鏡頭)。
在本期中,我們分別討論了:庫(kù)克三片式、遠(yuǎn)攝、反遠(yuǎn)攝等三支原始鏡頭。了解鏡頭的原始結(jié)構(gòu),不僅有助于我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的初始結(jié)構(gòu),還有助于我們利用這些“缺點(diǎn)”設(shè)計(jì)出更好的鏡頭。
【來(lái)源:光虎光學(xué)內(nèi)部培訓(xùn)資料】