光学设计zemax必备变焦与调焦

距，f是焦距。（Zoom（Focusxxxf，满足成像1/u+1/v=1/f，也就是景物xxx能在底片上清晰由1/l'-1/l=1/f'可知，对于不同的照相距离l，其照相光学系统的象距l'也将随着变化。为了使不同距离的被摄物体能够正确地头与胶片平面之间的距离l'来适应物距l的变化。镜头的这种调整过l'=f'。当摄影距离缩短成有限距离时，如7m，3m，…(指被摄体到照相机胶平面之间的距离)，象距l'都会拉长。实际上135照相机的x'，x'称调焦量。这种调焦方式在使用时，只需转动镜头由于镜片多，体积大，整组移动有，往往多采用这种方式调焦。，ll'满足才能在胶片平面上获得清晰的象。通常用下，距为v。当对物距l的物平面摄影时，在胶片上的成象范围为TT'，而取景范围却是SS'。此时取景光轴上的点P通过摄影镜头成象，其象点不在胶片中心O，而是偏离一个距离ε，ε称为视差量。由相似1/l+1/l'=1/f'。于是可有ε=vf'/(l-f')式中，v与f'为结构常数，因此视差量ε随物距lll∞，由视差ε->0。A710ls是6倍的光学变焦镜头，广角（短焦）是5.8mm，窄角（长焦）是34.8mm，二数之比是6，故是6倍光学变焦镜头。范围内可以以不同的速度进行连续改变的系统。由于系统焦距的改工作在-1倍的位置附近，称为变焦系统设计中的物像交换原则。但1625角（24度）相似。在使用标准镜头拍摄时，被摄对象的空间和关系与者在寻像器中所见到的相同。焦距50毫米以上称为长焦距镜头，16毫米以下的称为广角镜头。机划分镜头的标准基本合镜。现设定两个透镜之间的距离为L，通过实践可以得知，只要改变两个凸透镜之间的距离L的长短，就能使组合透镜的焦距发生变当改变了L的距离后不仅使焦距发生了变化而且成像面的位置也 10－90（mm光学变焦(OpticalZoom)依靠光学镜头结构来实现变焦。也就光变焦是通过镜头、物体和焦点的位置发生变化而产生光学变焦不会损失的质2－5105-310~227041234246和8倍，即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。如果C代表可允许的最大模糊圈,那么D就表示可延伸的幅135样距离时,即产生了1:1的影像时,与景深是相等的)。。数值孔径越大景深越小为焦点深度的简称在使用显微镜时，。的清晣范围小于后景深，约为全景深的1/3。数大，景深也大；f系数小，景深也小。于影像放大倍率、者的视力和距离三个因素。对于同一张胶光圈、摄距、镜头焦距以及可允许模糊圈大小对景深影响规律”就不一定成立。度胶片或中灰滤光镜（ND滤光镜）来解决。1/30许的情况下，可将光圈从最小光圈开大1~2级以保证成像的质量。大部分相机上都有简易的景深表可供查看景深范围。相机上景深“16、118…81116”每一光圈在某f16f16标记U上景深范围。相机上的景深表只能作为了解景深范围的一种参考,因为它並不是非常的精确对要求晰度影像或要高倍率放大时就应该比实际使用的光圈大一二档来掌握景深范围。如拍摄时用f11，就按f8或6f11所指的景深范围时，就用f16或f22拍摄这样才能在高倍率放大上达到预期的景深效果。 50mm4f8深范围,同时我们可知道f8的超焦点距离是6.25米（模糊圈标准为应该是2.45米~11.36米实验证明，视力正常者在光线充足的条件下，距25厘米时，对于模糊圈直径为0.25mm的影像仍能有较为清晰的感觉；而0.25mm糊圈直径=0.25mm/放大倍率”计算。例如，用24mm×36mm的底片要放大8英寸×10英寸，放大倍率约为8倍，那么拫据上述0.25÷8≈0.031mm，这0.031mm就是135底片放大8倍，即放成8英寸×10英寸时，底片上影像所能允许模糊圈的最大，， 大；摄距远，小。镜头焦距与成正比。镜头焦距长，，，除了光圈、摄距、焦距影响大小以外，摄影者对模糊圈的要求也影响大小可允许的模糊圈大小与成正比光圈摄距、镜头焦距对的影响规律均是相对而言的即三者中两者相同时，第三者影响的规律就成立。否则，这些“规律”也会出例外。同样距离时，即产生1:1的影像时，与景深是相等的。上，景深便扩大为1/2超焦距至∞。 例如，50mm镜头、f8光圈、模糊圈直径0.05mm时， 对负片来说：过度，密度越大，俗称“底片厚”；不足， 非球面透镜的特点是：从透镜中心到周边曲率是连续变化的，1.能理想地克服球差，可以制成大口径高像质镜头；2.能全面提高镜头的成像质量；3.5212%的光线被损失了，只有88%的入射光线到达胶平面。这只是单片透镜光波长1/4如一只7片6组的标准镜头，不加膜的透光率为59，单层加膜为81%，多层加膜则使透光率上升到97%。有些相机镜头圈上刻有6mm,2000mm。径告诉你它光线的能力。口径越大（F系数越小，镜头的性F1.4F4镜头能多8倍的光线。的焦距是50mm，最大进光孔直径是25mm，该镜头的口径就是35mm时，即，35:50=1:1.4，用“1:1.4”表示该镜头的口径。口径F“1:1.4”F1.4，“1:2”F2。显而头的主要优点可归纳为以下面。口径F2的镜头也就够用了。广角至中焦的范围，如表1-1。自己应拫据主要用途进行选择。如：35---105mm（3倍、28---200mm（7倍）等。变焦倍率越2.与影像清晰除此之外，也与影像清晰度有关，表现在量、实际使用的光 量过度或不足都会导致影像清晰度下降。严重过度时，在彩色摄影中准确的色彩再现需要以准确的为前提，过度或不足都会导致影像的偏色。这是因为对过度或不足时受到的影像不是一致的，色彩平衡也遭到了破F变得显著,最佳像面因此向焦前偏移.利用CD成像的实验证明了上述观点.D，那么从透镜的最边缘射出的光线在底片上面底片前后的A和B两点，这两个点到透镜边缘的连线在底片上形成的照射范围刚好是弥散圆的边界。如图中的A和B两点所示。所有成象在A和B位置之间的点，连线到透镜边缘在底片上产生的光斑都会小于弥散圆。所以A和B到底片之间的距离分别就是前和后。有了A和B这两个像的边界位置，那么我们就可以根据上AB`A`B只是用来做说明。所以物和像的对应关系未必准确。但是根据1/u+1/v=1/f这个透镜的基本或者做图都可以根据像推算出物的位置。这样推算出来的两个物的位置边界`A和`B之间的距离才是真正和区分开来：景深对应的是实际景物，即Δ物距； δ——f——F——L——L1——景深近点距离L2——景深远点距离ΔL1——前景深ΔL2——ΔL——f/F：V=δ（V1-f/F：V=δ（V-调整。还有就是很多中提出拍摄中后景深和前景深按照2：1处后景深和前景深基本接近1：1，随着对焦距离增大，后景深增加的从后景深中，我们可以得到超焦距f2–FδL=0即L=f2/Fδ。sheimpflug定律：当被摄物平面、镜头平面和胶片平面中的两如图，RSTM`N`R然保持在与水平线垂直的位置，根据成像知识，我们可以知道MNM`N`RR与MNM`N`MNM`N`上面着镜头平面的倾斜逐步变化。如果镜头平面前倾，清晰平面O`N也将逐步前倾；如果镜头平面后仰，清晰平面O`N也将逐步面后仰。MNTS要控制的景深范围是ST，对焦距离应该在OYOX之间。随着镜头前倾，在对焦的时候我们始终保持N点的完全清晰（注意：这时候O`M`N`MN与MNMNOAS点取MYMNTS件是对ABOA，后景距离变为OB。焦实际对焦距离从OY变为OA，明显变近。由景深，我们可以R深将明显缩小。而对于拍摄，这时我们需要的景深是AB。既然需要最大范围内的清晰，考虑到一张近景的视觉冲击，会遇到几种情况：1、移轴时取MN平面清晰；2、移轴时取NS平面清晰；3、移轴时取MN到NS之间的某一个平面清晰。MNNS5、全景深还有一个很大的用处就是缩小。比如拍摄图中YT平示的景深范围比相机上景深表的准确性要高。但是，不如相机上景 F＝镜头焦距景深的原理及应用不仅可以得到一幅清晰的还可以创造出艺术前后都会形成一个或大或小的清晰区，这个清晰范围叫景深（见图4-线通过镜头汇聚成无数光点（像点）组成的。这些光点称为光斑或分散圈，它的粗细决定了影像的清晰度，有了景深，摄影中的清晰1/4（此时人眼视为一个点而至少小于普通焦距的1/10^3。焦距短，分散圈直径小，距离近，反之焦距长，分散圈直径大，距离远，为直线关系，如镜景深。所以光圈口径、焦距和物距是控制景深的三要素。然也大，所以清晰度低，反之清晰度则高，所以用较小的光圈可获得较大的景深范围（4-45）由于光圈可对景深产生很大影响，它在景深方面产生的影响。在使用有单优先或双优先功能的高档相机时也要注意景深与光圈口径的关系，特别是使用快门优先这4-像小，其分散圈直径也较小，景深较长，这也是短焦镜头的的一个特点（见图4-464-景物距离较近时，成像较大、分散圈也变粗了。所以在拍摄近距离或特写镜头时，聚焦应尤为仔细，否则很容易导致不清晰（见图4-47）4-等于所用光圈口镜的超焦点距离时，景深范围即达极限，否则继续484-无论用哪一级光圈，将镜头焦点调至∞只能获得前景深（景深以调焦目标为界分为两段，称前、后景深）而白白浪费了后景深。8∞884景深就会增加超焦距的一半。167∞7814∞1471472或 超焦距=焦距×1000/f系数(10005、景深表的用法：(见下图4-49)两排对称的光圈系数组成。在两排对称的光圈系数中间有一个点或＝51∶2，10则从景深的近界限到无限远都是清晰范围。如前景离镜头4米，主体景物在∞，若要求二者均清晰应将对光点对在景深近界限的8米处，在景深表上看到“4”与“∞”所对应的光圈焦距离稍稍修正至前景附近，免得主体景物处于前景的边缘。30见图50景深(3)焦距的选择与距离的变的选择成为重要的创作考虑因素。(腾龙AF2O-4O例如：在与一座历史性隔着一条马路的草地上坐下来用28毫米镜头以f/5.6拍摄一幅其入日处的。仍在同一位置,但换用100—300100200300拍3张，都用f／5.6。检验你就会发现，在这几张上你不必使用诸如f／32之类的细小光圈以使蝴蝶完全置于景深例如：你使用一只最近调焦距离为8英尺的3O0毫米镜头，假设选用光圈f／8。你在沙漠中发现一株开花的仙人掌，并从之后你就走上前去直到距离被提体8英尺时再进行第2次拍摄。在第1次拍摄的上美景中的仙人掌相当清晰起码可以辨认摄体的大小和也发生了变化。例如。在10O英尺处的形体和线条的表现以及物体之间的表面距离要比在8英尺处时显得大不相同镜头:视角镜头:对焦距离焦距是一个任何的光学仪器都有的不折不扣的光学参数。从光学焦距越短景深越大焦距长短与感的强弱成反比焦距越长感越弱焦距越短感越强焦距长短与反差成反比焦距越长反差越小，焦距越短反差越大。镜头:遮光罩镜头:什么是倍率图像上景物的大小。长焦距镜头(焦距数值很大，如85毫米，150毫米，200毫米)的视角比短焦距镜头的视角要窄一些。长焦距镜头光圈是控制画面景深的主要--光圈越大则拍摄画面的景深3、物距在镜头焦距和光圈系数都相等的情况下，物距越远，景深范从傻瓜相机到全自动数码相机，经很少有人在意光圈的作用2.8头这个值也不同，一般认为是f8）时，在收缩光圈，成像的质量反 在高档傻瓜相机或凤凰 这样的老式相机上。十年代生产的镜头一般采用8片叶片的光圈而同期的凤凰海鸥等国产镜头则以67片叶片的光圈要比8缩到f22后光孔不在镜头的正，那么这支镜头最好还是不要购张均为200mm镜头，光圈优先拍摄。拍摄卡片与镜头城45度此相关如下使用f11此相关如下使用f27光圈拍摄，景深很大，原尺寸可看出成像有所下降此相关如下1、焦点2、弥散圆(circleof的弥散圆就称为容许弥散圆(permissiblecircleofconfusion)。画幅弥散圆直径24mmx36mm0.035mm6cmx9cm0.0817mm4"x5"35mm照相镜头的容许弥散圆，大约是底片对角线长度的离为25~30cm。3、景深(depthofδ——f——F——L——对焦距离ΔL1——前景深ΔL2——后景深ΔL——景深从(1)和(2)可以看出，后景深>;前景深4*光圈值的平方*调焦距离不出来。.蔡司的规定好像是对焦线长度的1/1750(一说是于7英寸的显示器能够达到1500X1000分辨率)就可以。而光圈对于景深的影响与CCD、镜头焦距等等无关，因为它本身只是镜头焦1DC的F8DC2DC13515总而言之，CCD135数码相机CCD很多人想把数码相机和135相机的景深控制能力做一个比较，希和135一样的景深。这个问题要首先从景深谈起。（DOF所以弥散圆放大在7寸这是个常用尺寸也只能是0.125mm以内，也就是图像对角线长度的1/1730左右。1/1730CCD适用，因为它们放大出来的7寸，都可以将弥散圆控制在CCD题。但是如果用1600X1200以下的像素拍摄就另当别论了。当然很多人的数码是要在显示器上100%大小察看的这时候为了达到同样的视场角度，数码相机的镜头焦距与135系统的比CCD35mm1/n焦距也是1351/n1351/n，在同样1/n135上景深的1/n。复杂吧？以索尼F717为例，35mm相机190mm镜头，物距1m，光圈48.5m（190mm1m1157mm7171mF2F2.814.3mm一、关于CCD1/31/22/314/335

DC35mm35mm我们以索尼F828CCD为2/37.1-51mm，等效焦距28-200mm，最大光圈F2.0-F2.81610Coc 2/3英寸 2/3英寸 2/3英寸 14才基本相当；而在当对焦距离为6米时，光圈加大4 2/3 2/3 景深2.887-无穷 英寸CCD35mm62/3英寸CCD35mm愈少。通常在拍摄时所说的“开大光圈”F5.6F4F2.8“关小光圈F5.6F8F11的光圈数值正好相反的,注意不要弄错。1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125们之间是倍数关系，是指几分之一秒的时间。譬如说，1/30秒是1/60秒的两倍时间，而通过快门的光量也是两倍。反过来1/30光圈F8、1/30秒为正确值时，如果用光圈F5.6、1/60秒，或是F11、1/15秒来组合，它们所得到的量也是一样的。这样，近部分之间的距离。光圈的孔径最大（F值最小）最小（F值最大）时景深最大。当我们知道光圈不但能控制光量,而且还能控制景深时,在摄影小景深,就能从距离不同的诸多物体中突出某一物体,使它能够得到强调,而它的前后的景物便不在清晰的焦点之内,从而避免喧宾夺主的现象。另一方面,如果收小光圈,选用大景深,这时中的前后景物都将控制在清晰的焦点之下,相片包含了丰富的信息和细节。在初学摄影时,可以用大光圈和小光圈来练习拍摄一些,看看是否能达到同表现的内容有效地相结合,力求做到内容与形式的统一。多作在单镜头反光照相机中,一般不论光圈的实际设置值为多少,为了方便取景对焦,通常镜头总是在最大光圈的情况下取景和对焦的,只是在拍摄时光圈才自动处于设置值。有一点值得注意的是,收小光圈有利于增加景深,但并不是拍摄细节会受到影响而变得模糊。事实上,对于大多数照相机镜头来说，2～3F8同光圈一样,快门除了能调整和控制量之外,还能控制被摄体的清晰度。因为快门速度越快,通过镜头的光线（影像）在胶片上停留的时间越短,因此能够把瞬间的动作记录下来。如拍摄运动物体或体育比赛时,只要使用高速快门,就可以把运动中的一瞬间定格下（影像）在胶片上停留的时间越长,移动中的被摄体就会留动的动物体,到底用多少快门速度才能达到最佳的效果,这就得在实际拍消除多种像差;简单地说,50-100焦段,是最容易采用对称性光学设计近轴光学中光组（如折射球面的组合或透镜组等）都是严格在物空间，像点在像空间；图(b)为负（发散）光组，物点在像空间像点在物空间各种入射光线通过负光组后的出射光线都有所发散。图中只给出光组中最前和最后两个折射面及主光轴。跟主轴平行的入射光束（物点在物空间主轴上无限远处，经光组后的出射光束交像空间主轴上一点F’F’叫光组的像（或第二焦点后焦点过F’的垂轴平面叫光组像平（第二面、后面；跟无穷远像点共轭的物点F，叫物点（第一焦点、前焦点，过F的垂轴平面叫物平面（前面、第一面，F与F’FF’点，反之变；；属于像方的叫像方主平面，其轴上点叫像方主点。分别用H与H’表2-22(a)和(b)所示是凸透镜的主点和主平面的情形从物点F发出的光束经两次折射后与主光轴平行平行于图2-23中，H1为双箭头两共轭线在物平面上的交点；H’1为单箭头两共轭线在像平面上的交点。由图2-22所示可见，无论是从F（入射线跟物平面的交点到主轴的距离）是任意的；图2-22(a)中出图2-23所示的情形是完全可以实现的。此种情况下H1可以看作是两条入射光线的会聚点——物平面上的虚物点，H’1则可以看成H1故横向放大率为正一。同理，H1H与H’1H’两线段也是共轭的，若将此图线绕至轴旋转一周，H1H与H’1H’所在的两个平面也是共轭物距及物距都是以物点H为坐标原点，在右为正，居左为负；像方量则以H’为坐标原点同样是右正左负。但是，物方量不能从H’算起；像方量也不能从H算起。在理想成像的条件下，从一点发出的光束，经光组折射后必交于H及’F及F’物体PQQ点作一平行于主光轴的光线QM交物平面于M点根据焦点和主平面的性质，光线QM经光学系统折射后的出射光线M’P’必通过后焦点F’再由Q点引一条通过物点的光线交前主面于N点，则其共轭光线’Q’Q’便是Q点的像点；过Q’