一、焦距

对于一个镜头,不论是单片结构还是多片结构,必定存在一些由其结构决定的特殊点,其中有一对共轭点,叫前主点(物方主点)和后主点(象方主点)。主点的性质是:如果物体在前主点上,则其象必定在后主点上,其方向和大小都不变;通过前主点的光线,射出时必定通过后主点,而且光线方向不变(如图 1—16 所示)。镜头能把物体空间的点变换成象空间的点, 若以主点为基点,其变换关系可由下式表达:

1 1 1− =

V u f

式中 u 是光轴上前主点到物点的距离; V 是光轴上后主点到象点的距离。

根据光学理论对主点到物点、象点的方向所做的符号规定,与光线行进方向相同者为正。

上式中的 f,是镜头的标定常数,称为焦距。物点在无限远时,则 s’=f。焦距是光轴上无限远物点所成的象点(是特殊点之一,称之为焦点)和后主点之间的距离。

镜头的焦距长短决定被摄物体在胶片上成象的大小,它相当于物与象间之比的比例尺,当对同一距离的同一目标进行拍摄时,焦距长的镜头在相同胶片上所成的象要比焦距短的镜头所成的象大。另外,根据用途的不同,摄影镜头的焦距从几毫米到几米分为许多种,按镜头的焦距与胶片画幅对角线长度的比值,摄影镜头又可分为标准镜头、广角镜头(包括鱼眼)和长焦镜头(又称望远镜头)三类。一般的划分标准是镜头的焦距近似于胶片画幅对角线长短的,定为该种画幅相机的标准镜头。比标准镜头的焦距短的称为广角镜头,比标准镜头焦距长的称为长焦距镜头。

焦距是由镜头的结构所决定的一个常量,一旦透镜组的相互位置关系发生变化,焦距也必定随之改变。变焦镜头就是根据这一原理而设计的。另外, 对近距离被摄物体调焦时,如果采用整组调焦式,镜头的焦距是不变的,但对于内焦式和后焦式镜头来说,由于对应于拍摄距离的只有后部的负透镜组向象方移动,所以发生了焦距的改变。

设透镜组的焦距分别为 f1 和 f2,两透镜组的焦点间距为 s,则镜头的合成焦距 f 可用下式来表示

1 + 1

f1 f2

− s = 1

f1 f2 f

在后焦式镜头中,由于 f2<0,随着主点间隔 s 的增大,则合成焦距 f 的值就相应的变小。因此,摄影镜头上标出的焦距值,不一定是一个精确值,若注明 50mm 的镜头,因有一定的公差允许范围,其焦距可在其允许范围或大或

小都是正常的。一般的情况是广角系列的镜头,其焦距值要比镜头上标出的焦距值长,而长焦镜头的实际焦距要比标出值短。