第十五节 常见的取景器有几种？

一、取景器在技术上应满足哪些要求？

取景器是照相机的必要组成部分之一，在技术上应满足：

①从取景器里看到的景物应跟实物相同，在形状上不应有明显的畸变；

②从取景器中看到的景物应是正立的；

③取景范围应与实际拍照范围一致，同时也要与计划拍照的范围相同。

二、什么叫视差？如何消除？

  1. 什么叫取景误差？

取景范围跟计划拍照范围的不一致叫做取景误差。它是由取景器本身的结构和质量决定的。

  1. 什么叫视差？如何消除？

实际拍照的范围相对于取景范围的偏差称为视差。视差产生原因是取景器的光轴跟镜头的光轴不一致。如图 4-79 所示，为简单起见，取景器的物镜与照相机的镜头都用薄透镜表示，图中 L1 表示取景器物镜，L2 表示摄影镜头，b 为两个光轴间的距离，由取景器中所看到的范围为 AC， 照相系统拍照的范围为 BD。如果不存在视差时，取景器光轴上的 P 点通过镜头应成像于底片上的 O 点。但因为有视差，P 点的共轭像点却成于 P

′点，P′O＝ε叫做对距离 L 处调焦时取景器所具有的视差。由图中带阴影的两个相似三角形的对应边的关系，则

ω = L′ b (4 − 35)

L

该式表明，在像距 L′一定时，视差与景物距离 L 及两光轴间的距离有关。摄影距离愈远、光轴间距离越小，视差愈小。当取景器和照相机物镜的光轴重合即 b＝0，ε＝0。

视差的消除是靠机械结构来实现的。如果随着拍摄距离的调整，将取景框由 EE 位置摆动到 E′E′的位置，则由取景框所选的范围刚好是实际拍照的范围。

三、照相机中常用的取景器有几种？

照相机的取景器种类很多，常用的取景器有：逆伽俐略望远镜式取景器、亮框取景器、毛玻璃取景器等。

  1. 逆望远镜式取景器有何特点？

逆望远镜式取景器是由凹凸两块透镜组成的望远镜系统，因为它是凹透镜在前作为物镜，凸透镜在后作为目镜，其物镜与目镜的位置刚好与伽俐略望远镜颠倒。故而称为逆望远镜式。图 4-80(a)所示为伽俐略望远镜光路图；图 4-80(b)所示为逆伽俐略望远镜光路图。

①望远镜的放大本领表示式如何？

由式（2-83）可知放大本领等于像与物对眼睛的张角的正切之比。因眼离望远镜目镜很近，因此可用物与像对目镜光心的张角来代替如图4-80(a)所示，无限远处 P 点的平行光束对眼睛的张角（视角）又可近似等于其对 O1 的张角即

tgω =

−y′ 1

f ′1

出射光线对眼睛的张角近似等于其对 O2 的张角则

−y′ 1

将此二式代入 2-83(a)中则

tgω′ =

f2

f ′1

M = = −

f2

f ′ 1

f ′2

(4 − 36)

伽俐略望远镜，物镜的像方焦

距为正，目镜的像方焦距为负，放大本领为正值，故形成正立的像。 这一规律对逆伽俐略望远镜完全适用。通常逆伽俐略式取景器的视

放大率在 0.35～0.85 间。取景器的视场角要略小于照相镜头的视场角， 因为这种取景器存在着取景误差，这样可以保证从取景器中所观察到的景物都可以拍摄下来。这种系统的出射光瞳就是眼睛的瞳孔，视场光阑就设在物镜框上。

②逆伽俐略望远镜式取景器有什么优缺点？

第十五节 常见的取景器有几种？ - 图1逆伽俐略式取景器其优点是结构小巧紧凑。其缺点主要有二：第一， 由于视场光阑跟景物不是成物像关系而导致渐晕现象的出现；第二，是产生取景误差。随着眼睛观测位置的改变，取景范围也随之改变，产生

），从图(a)中可见，当瞳孔分别放在物镜与目镜的焦点处及轴外副焦点处所观察到的景物范围是不一致的；从图(b)中则可以看到当瞳孔沿轴移动时，在移动过程中所看到的景物范围也随之变化。当观测位置一定时， 若瞳孔大小不同时，则观察到的景物范围也不一样，如图 4-81(c)所示， 图中符号⊥也表示瞳孔的大小。

  1. 亮框取景器有什么特点？

亮框取景器的光学结构如图 4-82 所示。它由两部分构成，第一部分是逆伽俐略望远镜结构，它是该取景器的观测系统；第二部分是控制取景范围的亮框 AA，亮框AA 只有四个角是透光的，它经过放大镜以一个虚像的形式成像在目镜的焦点附近，跟景物通过物镜形成的虚像重合在一起。亮框所控制的范围就是取景的范围。

亮框取景器不仅能取景，同时也能测距，测距原理可用图 4-83 的结构来说明。图中有两条光轴互相平行的光路：

①由物镜 L1 和目镜 L2 组成的逆伽俐略望远系统；

②由反光镜 EE、物镜 L2、目镜 L3 构成的逆伽俐略望远系统。其中 L1 与 L2 是完全相同的两块负透镜，两条光路的平行间距 b（为测距的基线）。

观测无限远景物时，反射镜 EE 与基线 OO′相交 45°。从光路 2（右） 进来的光线，经过反射镜 EE 与半反射镜 FF 的反射与左光路（光路 1）进来的光线重合，因此便形成一个重叠的统一的像。在拍摄近距离物体时

（比如物 A），A 通过左光路在眼睛里所形成的像在 AOB 光轴上，同一物通过右光路，在眼睛里所成的像在 AO′FB 轴上，两个像不重合，故观察者看到的是两个分开的像。其原因是 Q 不等于零所致。如将反射镜旋转α角时，刚好使 EE 反射后的光线跟 OO′轴重合，这时眼睛所看到的两个像是重合的。反射镜跟摄影镜头是联动的，在反射镜转动时就能带动摄影物镜沿轴移动，故而可以调焦。使图 4—83 中两个光路的像重合而测出目标距离的方法，通常叫做对双像进行“规正”。在照相系统中常用的规正装置就是旋转反射镜结构，该结构中平面反射镜旋转的角度α与距离 L 的关系，由平面镜成像原理可知θ＝2α，由上图则

tg2a = tgθ = b

L

(4 − 37)

在照相系统中可以“规正”双像进行测距的机构，除了旋转反射镜外， 还有移动负透镜的结构，正负透镜相对摆动的结构及旋转双光楔的结构等。

  1. 毛玻璃取景器有什么特点？

图 4—84 所示为几种常见的毛玻璃取景器。图(a)所示结构用于座机，所形成的像是倒立的；图(b)所示的结构用于双镜头反光照相机，所形成的像是左右颠倒而上下正立的。由于取景光路与摄影光路是平行而不重合的，因此，这种取景器存在着视差；图(c)所示的光学结构是目前单镜头反光照相机中常采用的一种取景装置。这种取景器中的屋脊棱镜在该装置中起正像作用。

用毛玻璃取景时，毛玻璃就放在取景物镜的像方焦平面的位置，它也相当于底片所在的位置，如果用眼睛调焦时看到的影像清晰了，就可以进行拍照，而且底片上的影像也必定是清楚的。因此毛玻璃取景器既可取景，又可以调焦。但是，由于毛玻璃本身的散射作用，使得调焦的影像变得模糊不清。

  1. 什么叫屋脊棱镜？

具有两个以上相互斜交之平面的光学元件称为棱镜，屋脊棱镜是棱镜中的一种。根据棱镜在光路中的作用，可分为反射棱镜和折射棱镜。

①反射棱镜

反射棱镜根据不同需要又可分为：一次反射棱镜，其反射成像性质与单个平面反射镜一样；二次反射棱镜，相当于双平面镜系统。在这类反射棱镜中，光线经两个反射面依次反射后，反射光线相对于入射光线偏转的角度，为二反射面间的夹角θ的二倍。例如当两个反射面间的夹角为 22.5°、30°、45°、90°和 180°时，则出射光线相对于入射光线的夹角分别为 45°、60°、90°、180°和 360°。图 4—85 所示(a) 为一次反射棱镜，(b)为二次反射棱镜，(c)为三次反射棱镜。

为了达到一定功能要求，将几块棱镜组合成棱镜组例如由两块直角棱镜胶合在一起，中间有一半反半透金属镀层，可以把光分为两部分， 在两个方向成像，如图 4—86 所示。

下面介绍一下反射棱镜的几个基本概念。

  1. 工作面：反射棱镜通常有两个折射面与若干个反射面，统称为工作面；

  2. 棱：棱镜的两个工作面的交线称为棱；

  3. 主截面：垂直于棱的截面称为主截面。图 4—86 与 4—85 所示都是主截面。

②屋脊棱镜

两个互相垂直的工作面叫做屋脊面，带有屋脊面的棱镜你为屋脊棱镜。例如图 4—85 中的①与⑥都是屋脊三棱镜；图 4—84(c)中的屋脊五棱镜（起倒像作用）。

③折射棱镜

最常见的折射棱镜是主截面为三角形的三棱镜。在折射三棱镜上， 光线入射面与出射面之间的类角称为顶角，顶角所对的棱镜表面叫做底面。如图 4—87(a)所示，单色光通过两个折射面后，逐次向底面偏折； 如图(b)所示，当复色（白）光通过两个折射面后，该白光发生色散，在幕上形成一条由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫诸色光构成的光谱。因为各种单色光折射率不同，所以经三棱镜折射后偏折程度不同。

④光楔

棱镜的顶角也叫折射角，折射角很小的棱镜称为光楔，它在光学仪器中有很多应用。如影像分离的对焦装置就有光楔。

  1. 带场镜的毛玻璃取景器有什么特点？

为了克服毛玻璃的散射造成影像模糊的缺点，在毛玻璃屏上增设一块场镜如图 4—88 所示，使物镜的出瞳成像在眼睛的瞳孔附近，这样进入物镜的光束都能被眼睛接收，故而能达到提高影像清晰度的作用。但是如果取景面（视场）较大时，场镜的横向尺寸和厚度都必须很大，取景器就会笨重。因此在现代的相机中，场镜已完全被菲涅耳透镜所代替了。

  1. 什么叫菲涅耳透镜？

菲涅耳透镜也叫螺纹透镜（或叫同心圆阶梯透镜），是菲涅耳于 1919～1920 年首先提出并把它用在灯塔上的，1922 年完成并获得成功。菲涅耳透镜每个环带相当于厚透镜的一个环带，各环带所构成的透

镜焦距不等，但必须保证各环带的焦点相同，故可消球差。如图 4—89 所示，它是把球面等间距也分成若干个环带，在保证每个环带面型的前提下，把它们压缩到一个平面上，构成一个类似锯齿型的聚光透镜。

菲涅耳透镜体积小，重量轻，宜于大批生产，成本低。因此，应用日益广泛，而且功能不断扩大。例如用菲涅耳透镜代替图 4—88 中的场

镜的取景器的光学结构示意图及成像关系如图 4—90 所示，这只是菲涅耳透镜诸多应用中的一例。

  1. 影像分离楔形镜对焦装置有什么特点？

图 4—91 所示为分离楔形镜对焦装置原理图。A 和 B 是设在毛玻璃平面上的一双方向相反的楔形镜，图中 A 镜靠前，B 镜靠后，它们的斜面在毛玻璃所在的平面内相交。如果被拍照的物体是一条垂直纸面的直线， 由于调焦情况不同，观察到物镜所成的像也不同。

当被物镜所成的像准确地调焦在毛玻璃面上，眼睛看到的是一条完整的直线，这时进行拍照即可获得清晰影像。如图 4—91(b)所示，这时直线像 S 刚好跟两个楔形镜斜面的交点是重合的。

在调焦不足时，直线通过物镜成像于 S，S 做为物通过两个楔形镜分别成虚像于 S′与 S″，S′为 A 镜成的像相对于 S 而言偏子左方，S″为

B 镜成的像偏于 S 的右方。眼睛观察时，这条直线被分为两部分，两部分之间的距离为 S′S″，如图 4—91(a)所示。

当调焦过头时，如图 4－91(c)所示，直线被 A、B 所成的像也是分离的。因此，如果眼睛所看到的物体是完整的连续的，则认为调焦是准确的。

影像分离楔形镜调焦的调焦精度是比较高的，它是现代相机中采用的调焦装置之一。除此之外，微棱镜的对焦装置也是一种精确调焦装置。

  1. 什么叫微棱镜对焦装置？

在取景毛玻璃中心部位放置多个微小棱镜锥，构成微型角锥对焦器。使用时，景物成像在毛玻璃面上，角锥部分影像清晰，景物成像离开毛玻璃面时，角锥部位影像迅速模糊。

微型角锥有三面体，如图 4—92 所示，此外还有四面体、六面体等。取景器的种类很多，其它取景器这里就不一一介绍了。