第七节 鱼眼镜头有什么特点?

一、什么是鱼眼镜头?

鱼眼镜头也叫全景镜头,它也是短焦距超广角镜头,只是比普通超广角镜头焦距更短,视场角更大。鱼眼镜头的视场角等于或大于 180°, 有的可达 230°。在 135 照相机系列中,鱼眼摄影镜头的焦距范围一般为6mm 至 16mm。

图 4-38 是尼柯 8mm 鱼眼镜头的光学结构图。是 8 组 10 片式结构,2 ω=180°,调焦范围是 0.3m~∞m,光圈调节范围为 f/2.8~f/22。前一、二、三组都是凹透镜,第四组是弯月型凸透镜,第四组之后为滤光镜,之后为第五组凸透镜,再之后便是双胶合透镜组六和七,最后就是第八组凸透镜,该镜头体积比较大(直径为 123mm,全长 139mm)。该镜头装有五片内置滤光镜。

图 4-39 所示为联邦德国卡尔·蔡司公司生产的迪司它冈 16mm,1∶

  1. 鱼眼摄影镜头光学结构图。七组八片式结构:第一片与第二片都是负透镜,后组由五组六片共同构成一个正光组,在光阑附近设有内置滤光镜(有四片供你任选)。视角为 180°,调焦范围为 0.3m 至∞,光圈调节范围为 f/2.8~f/2.2,体积为 70mm×61.5mm。

二、鱼眼镜头跟广角镜头的区别是什么?

广角镜头跟鱼眼镜头即有相似之处,又有区别。共同点是:焦距较短,视场较大。因此,像差很大,尤其是跟视场有关的像差最甚;像场照度非常不均匀。因此,校正大像差和改善像场照度是所有大视场镜头共同要解决的主要问题。当然它们还有许多不同之处。

①视场角大的程度不同,焦距短的程度也不同。

②适用条件不同,也就是用途不同。象托普冈型广角镜头,主要用于拍摄狭窄地域中的高建筑物、广大场面的新闻摄影、展览大厅中大范围内的展品等。虽然这种镜头畸变比较大,但是,对于普通人眼,没经过专门训练,对于畸变不超过 5%左右的图像是感觉不出它的几何失真的。所以像拍摄新闻片、电视片、电影片等摄影镜头和观察用的望远镜等。只要畸变不超过 5%是不妨碍使用的。但作为航测摄影镜头,如阿维岗型镜头,对畸变必须严格校正。

鱼眼镜头适用于拍摄圆形的景物,如圆形剧场、广场的全景、天空等。所以鱼眼镜头的畸变不予校正,而是保留,拍摄的画面显得高大、宽广、辽阔,这种变形是有益处的。

三、鱼眼镜头的成像原理是什么?

  1. 为什么叫鱼眼镜头?

鱼眼摄影镜头前端第一片透镜的前表面向前鼓出,第一片透镜的前顶点超过镜筒,好像鼓起的金鱼眼。

由光的折射规律可知,光线在传播过程中,在两种媒质界面处要折

射,当光由光疏介质到光密介质时,如图 4-40(a)所示,由空气到水,则折射角 i'必小于入射角 i.因此,当光线掠入射(i=90°)时,折射光线也必定折向水中,如果水中有鱼,折射光线可达到鱼眼中,也就是说水中鱼可以看到空气中 180°范围内的物体,即水中鱼在空气中视场角2ω=180°。鱼眼镜头有跟鱼眼相似的形状又有与鱼眼相似的作用,故而得名。

  1. 鱼眼镜头的成像原理是什么?

如图 4-38 与 4-39 所示的鱼眼镜头光学结构可知,前组相当于一个弯曲很大的负光组,利用分散的光焦度镜组分担光焦度,一方面能使大视场内的光线进入后组,这样结构对校正像差有利;后组无论是由分离与胶合透镜组成,还是由半圆透镜与胶合透镜等组成,都起一个正光组的作用:①成像;②校正除畸变之外的像差;靠近光阑的滤光镜则可以改善像场的照度。图 4-40(b)所示为前组用一片凹透镜表示,后组用一个正光组表示的成像原理图。

四、鱼眼镜头怎样分类?

鱼眼镜头按设计原理可分为三种类型:等距投影型、正投影型和立体角投影型三种类型。目前市场中出售的鱼眼镜头绝大多数属于等距投影型。鱼眼镜头按其画面形状又分为:(a)圆形鱼眼镜头,它所拍出的像画面在底片上呈圆形,在这种情况下的对角线视场角、水平视场角、垂直视场角三者相等;(b)对角线鱼眼镜头,它所拍出的像画面呈矩形,在这种情况下,对角线视场角、水平视场角、垂直视场角三者不等。

鱼眼摄影镜头按有无调焦环可分为普通调焦型和预调焦型两种。调焦型鱼眼镜头用调焦环,可以调焦;预调焦型鱼眼镜头,在出厂之前已预先将镜头调焦至某距离处(如 0.5m)并固定死,故镜头上无调焦环, 也不能调焦。这种鱼眼镜头大都是早期产品,焦距很短、景深很大,只要拍摄距离不小于出厂前固定的那个调焦距离,通常是不会影响拍摄效果的。

新型鱼眼镜头,如尼柯 6mm,1∶2.8,2ω=220°与 8mm,1∶2.8, 2ω=180°,在安到单镜头反光照相机上之后,仍然能通过摄影镜头和反光镜、屋脊五棱镜进行直接取景和进行测光,并且摄影时具有自动收缩光圈功能。旧式鱼眼镜头,如尼柯 6mm,1∶5.6,2ω=220°;10mm, 1∶5.6,2ω=180°,在往照相机上安装时,因镜头后端伸入机身的部分长,几乎贴近曝光窗处,故在安装前应把单镜头反光照相机的反光镜先升起并锁住,故这类镜头无法进行单镜头反光取景,验证调焦,甚至有的也不能进行测光,如此只能用旁轴取景器辅助取景构图(一般也只能对 160°范围内的景物取景)。

鱼眼镜头是专用镜头之一。