相機(jī)調(diào)焦原理、調(diào)焦方式及方法

1、相機(jī)調(diào)焦原理、調(diào)焦方式及方法一、調(diào)焦原理 實(shí)際照相時(shí)，被照物體與照相機(jī)的相對(duì)距離，每次總是有變化的。由高斯公式1/l-1/l=1/f可知，對(duì)于不同的照相距離l，其照相光學(xué)系統(tǒng)的象距l(xiāng)也將隨著變化。為了使不同距離的被攝物體能夠正確地成象在焦平面（即膠片平面）上以得到清晰的影象，必須隨時(shí)調(diào)整鏡頭與膠片平面之間的距離l來(lái)適應(yīng)物距l(xiāng)的變化。鏡頭的這種調(diào)整過(guò)程就稱為調(diào)焦。為了正確地進(jìn)行調(diào)焦，一般在調(diào)焦前還要測(cè)定出被攝物體到膠片平面之間的距離，這個(gè)過(guò)程便稱為測(cè)距。 二、照相機(jī)鏡頭的調(diào)焦方式 照相機(jī)鏡頭的調(diào)焦通常采用下述三種方式來(lái)進(jìn)行： (1)改變象距的調(diào)焦方式 照相機(jī)鏡頭對(duì)無(wú)窮遠(yuǎn)物體對(duì)焦時(shí)，它成象在鏡頭的

2、焦平面上，即l=f。當(dāng)攝影距離縮短成有限距離時(shí)，如7m，3m，(指被攝體到照相機(jī)膠平面之間的距離)，象距l(xiāng)都會(huì)拉長(zhǎng)。實(shí)際上135照相機(jī)的膠片位置是相對(duì)不變的，因此只能將整個(gè)鏡頭向前伸出有限距離x，此增大量只有這樣才能保證象點(diǎn)正確地落實(shí)在膠片平面上，以保持象面的清晰度。這種保持鏡頭焦距不變而改變象距的調(diào)焦方式又稱整組調(diào)焦。此增大量x稱調(diào)焦量。 這種調(diào)焦方式在使用時(shí)，只需轉(zhuǎn)動(dòng)鏡頭上的調(diào)焦環(huán)，調(diào)焦環(huán)上刻有與調(diào)焦量對(duì)應(yīng)的底片與被攝景物之間的距離標(biāo)尺，調(diào)焦環(huán)帶動(dòng)鏡筒上的多頭螺紋，讓鏡頭產(chǎn)生軸向移動(dòng)，使鏡頭的焦點(diǎn)落實(shí)在膠片平面上。由于是整組移動(dòng)鏡頭，鏡片之間的相對(duì)位置固定不變，因此能始終保持鏡頭的成象質(zhì)量

3、處于最佳狀態(tài)。 (2)改變焦距的調(diào)焦方式 這種調(diào)焦方式是通過(guò)移動(dòng)鏡頭中某組鏡片的軸向位置，從而稍微變動(dòng)了鏡頭的焦距，以使物距變化時(shí)能保持象距不變。圖1-3-1為前組調(diào)焦示意圖，它是最常采用的調(diào)焦方法之一?？梢郧敖M單片調(diào)焦，也可以前組一齊移動(dòng)調(diào)焦。此外還有采用中組或后組的調(diào)焦形式。 這種調(diào)焦方式的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)焦時(shí)整個(gè)鏡頭可保持不動(dòng)，調(diào)焦量小，調(diào)焦機(jī)構(gòu)也較簡(jiǎn)單。變焦鏡頭由于鏡片多，體積大，整組移動(dòng)有困難，往往多采用這種方式調(diào)焦。 (3)固定焦點(diǎn)方式 目前市場(chǎng)上供應(yīng)的簡(jiǎn)易型照相機(jī)的鏡頭位置大多是固定不變的。即不管物距多少，照相機(jī)的鏡頭與膠片之間的距離始終固定不動(dòng)，這種調(diào)焦方法稱為固定焦點(diǎn)法。盡管這樣，由

4、于限制了彌散圓的大小，照相機(jī)的拍攝質(zhì)量也還是有一定保證，實(shí)際上此類照相機(jī)是利用“景深”調(diào)焦，又稱超焦距法。 三、照相機(jī)的調(diào)焦方法 無(wú)論采用何種調(diào)焦方式，我們都必須使被攝體的物距l(xiāng)和象距l(xiāng)滿足高斯公式，只有這樣才能在膠片平面上獲得清晰的象。通常用下述方法來(lái)獲得正確的調(diào)焦。 1、測(cè)距法 這種方法是首先測(cè)出被攝體至膠片平面之間的距離，根據(jù)調(diào)焦方式確定此時(shí)的調(diào)焦量，然后再使整個(gè)鏡頭或前組作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以使在膠片平面上獲得清晰的影象。 根據(jù)測(cè)距方式的不同又可分為估測(cè)法和三角測(cè)量法： (1)估測(cè)法 就是攝影者根據(jù)目測(cè)或步量的形式，首先確定攝影距離，并據(jù)此來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)或調(diào)節(jié)鏡頭上的調(diào)焦環(huán)，使其距離刻度或遠(yuǎn)景、中景

5、、近景標(biāo)記與鏡頭上的基準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)。這種調(diào)焦方法用在鏡頭焦距較短。相對(duì)孔徑較小的照相機(jī)上，可獲得足夠清晰的照片。 (2)三角測(cè)量法 就是利用數(shù)學(xué)中的三角關(guān)系來(lái)進(jìn)行測(cè)距、調(diào)焦。主要應(yīng)用于帶測(cè)距器的照相機(jī)中，這種照相機(jī)的測(cè)距和調(diào)焦是聯(lián)動(dòng)的，只要使取景器中的雙象重合，測(cè)距和調(diào)焦即告完成。這種方法可以使鏡頭得到準(zhǔn)確的調(diào)焦，從而保證底片上影象的清晰度。此方法常用在帶有逆伽利略式取景器的照相機(jī)上。 三角測(cè)量法的工作原理，如1-3-2所示。當(dāng)物體在無(wú)窮遠(yuǎn)()時(shí)，進(jìn)入反射鏡3的光線與取景系統(tǒng)光軸是平行的，此時(shí)光線經(jīng)反射鏡3、半透鏡5和目鏡4進(jìn)入眼瞳后，其影象與取景器所成的影象是重合的。當(dāng)物體處于有限距離時(shí)，物體

6、進(jìn)入反射鏡3的光線與取景系統(tǒng)光軸不平行，此時(shí)光線經(jīng)反射鏡3、半透鏡5和目鏡4進(jìn)入眼瞳后，其影象與取景器所成的影象不重合，在觀察時(shí)就出現(xiàn)兩個(gè)影象。只有使反射鏡3擺動(dòng)一個(gè)角度才能使影象重合。設(shè)此時(shí)物體對(duì)基線上A、B兩點(diǎn)之夾角為，這樣就可得出 lb/tg，2 當(dāng)基線b一定時(shí)，即可根據(jù)反射鏡3擺動(dòng)角度，測(cè)出物體距照相機(jī)的距離l。 (3)視差 由于旁軸取景器的取景光軸位于攝影鏡頭光軸的旁側(cè)，故視界范圍有所偏移，如圖1-3-3所示，因此有視差存在。 設(shè)取景器光軸與攝影鏡頭光軸相距為v。當(dāng)對(duì)物距l(xiāng)的物平面攝影時(shí)，在膠片上的成象范圍為 TT，而取景范圍卻是SS。此時(shí)取景光軸上的點(diǎn)P通過(guò)攝影鏡頭成象，其象點(diǎn)不在

7、膠片中心O，而是偏離一個(gè)距離，稱為視差量。 由相似三角形關(guān)系，有 /v=l/l， =lv/l 又由幾何光學(xué)可知 1/l+1/l=1/f 于是可有 =vf/(l-f) 式中，v與f為結(jié)構(gòu)常數(shù)，因此視差量隨物距l(xiāng)而變化。l越大，視差就越小。當(dāng)對(duì)無(wú)限遠(yuǎn)處調(diào)焦時(shí)，l- ，由視差-0。 2、聚焦檢測(cè)法 這種方法是通過(guò)人眼觀察象面或?qū)拱迳系挠跋笫欠袂逦鷣?lái)判斷聚焦是否合適的方法。它又分為對(duì)比法和裂象法。 (1)對(duì)比法 當(dāng)我們觀察一個(gè)景物的輪廓時(shí)，影象輪廓邊緣越清晰，則它的亮度梯度就越大，或者說(shuō)景物邊緣處與它的背景之間的對(duì)比度就越大。反之，離焦的象，它的輪廓邊緣就模糊不清，亮度梯度或?qū)Ρ榷染拖陆?。如毛玻璃?duì)焦板就是采用這種方法，如圖1-3-4所示。圖中(1)是微圓錐毛玻璃調(diào)焦，(2)是普通磨砂毛玻璃調(diào)焦。圖(a)是焦點(diǎn)和象面重合時(shí)的情況，圖(b)是焦點(diǎn)偏離象面較小的情況，圖(c)是焦點(diǎn)偏離象面較大的情況。 (2)裂象法 在對(duì)焦板位置上放置裂象光楔或微棱鏡，當(dāng)焦點(diǎn)正好位于裂象光楔的交點(diǎn)上或微棱鏡的頂點(diǎn)上的時(shí)候，我們看到的只是一個(gè)清晰的象點(diǎn)；當(dāng)焦點(diǎn)偏離上述位置時(shí)，通過(guò)裂象光楔看到的是兩個(gè)分開的象，而通過(guò)微棱鏡看到的則是許許多多分開的象，造成一種影象模糊的感覺(jué)。用裂象光楔和微棱鏡對(duì)焦板對(duì)焦就是根據(jù)這個(gè)原理進(jìn)行的。 因?yàn)閷?duì)焦平面與膠片平面完全共軛，人們只需通過(guò)眼睛來(lái)觀察相當(dāng)于膠片成