从风景物镜(Landscape Lens)谈起
— — 像差常用校正方法之透镜弯曲与光阑移动
?1r;6 简述:以简单的风景物镜为例,详细分析透镜弯曲和光阑位置对像差校正的影响,简要说明实际设计中各像差之间的取舍,光学设计与最终产品设计之间的妥协。 &X~8S/nPAw 风景物镜(Landscape Lens),并非只是拍摄风景的物镜,在光学设计领域,是对一种典型镜头结构的特指。 ;s$4/b/~ 采用风景物镜的相机,体积较大,笨重,大概就是图1中的样子。 KY<
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图1、采用风景物镜的相机
&m36h`tM 使用风景物镜拍摄照片时,需要的曝光时间很长,被拍摄者要正襟危坐。有时还要搞一个镁光灯,镁剧烈燃烧,发出强光的同时,冒一团烟……这些场景,在电影里经常能够看到。 D,p2MBr
图2、清朝照片
s=:LS 如图3示,风景物镜的光路结构很简单,最简单的就一片透镜。 4IOqSB| 风景物镜,是一种大视场小孔径系统。因为相对孔径较小,单位时间内进光量少,因此需要的曝光时间很长。风景物镜还有一个特点:像面平直,观察图3中光路,即可看出:在子午面内,像面是平直的,大视场光线良好的汇聚在了底片所处位置。 jT0iJ?d,!
图3、风景物镜光路结构(实际中使用的风景物镜光阑在右侧)
y"Fu= 如图4示,普通单正透镜,像面弯曲严重。大视场光线在像面左侧较远位置汇聚。在像面处光线发散,将形成了一个很大的弥散斑。 DU,B
图4、普通单片正透镜(像面弯曲严重)
c^H#[<6p 风景物镜虽然是依靠经验、而不是理论计算设计出的镜头,但是,其中包含了很多光学设计的原理,以及对光学原理的巧妙应用。 gGCr~.5 在学习像差理论时,光学设计书籍上会讲到:“正(负)透镜焦距和玻璃材料固定时,匹兹伐和与像面弯曲几乎是恒定的;正透镜场曲曲线向左弯曲,负透镜场曲曲线向右弯曲。”那么,为什么风景物镜,仅仅采用一个单正透镜,其像面可以校正为平直的呢? c CZ$TH 这段话,漏掉了一个重要的限定条件:“光阑在薄透镜上。” 89 m., 首先,透镜很薄,不是厚透镜;其次,光阑固定不变。 v0&D