三、镜头的分类
现代相机的镜头种类很多,除了按上述各种焦距段的分类外,还有其他的各种结构和用途的分类。
1.定焦和变焦
最早的镜头焦距都是固定不变的,如标准镜头。现代相机拥有各个焦距段的定焦镜头。定焦镜头的优点是成像质量高,一般最大光圈都做得比较大,取景时很亮,但其缺点是需配备多支镜头才能满足不同的拍摄需要。
可以自由连续改变焦距的镜头,称为变焦距镜头。一支变焦镜头可以代替多支固定焦距的镜头,获得多种视角效果,携带、拍摄都很方便。在按下快门的同时改变焦距,还可以获得爆炸效果的画面。现代变焦镜头有大跨度和向两端发展的趋势,如广角变焦镜头出现了17~40mm,标准变焦镜头出现了18~135mm(APS-C),高倍变焦镜头出现了18~270mm(APS-C,相当于全画幅28~432mm)等。
135相机常见的变焦距镜头见下表。
变焦镜头的调焦结构有双环和单环之分,双环即变焦环和对焦环,单环则将两者功能合一。广角与标准变焦以双环为多见,长焦与高倍变焦以单环为多见。单环的操作比较便捷,双环的机械性能较优于单环镜头。
2-13 微距镜头的画面效果
2-14 移轴镜头图
2.手动和自动对焦镜头
现存使用的镜头,按性能可分成三类:
手动式:MF
自动程序式:AP
自动调焦式:AF
分别冠以MF、AP和AF镜头之名。
MF:“Manual Focus Lens”的缩写,即手动调节镜头。
这类镜头有光圈调节环、调焦环,需手动调节对焦,通常用于传统胶片相机。现个别发烧友还在延续使用,除不能自动对焦外,在现代数码相机上也无法实行程序自动曝光,只能在全开光圈状态下进行测光和手动曝光调节。
有的镜头光圈刻度盘上有A挡(或AE挡),表明镜头设定为该挡使用时,可与速度优先相机机身匹配,进行速度优先曝光。
AP:“Automatic Program Lens”的缩写,即自动程序式镜头。
这类镜头只有手动调焦环,无光圈环,光圈大小由照相机自动调节,只能配用于传统的程序式AE照相机。
AF:“Automatic Focus Lens” 的缩写,即自动调焦式镜头。
这类镜头适用于自动调焦相机,有的发烧友留存的传统相机AF镜头,还可以延用到现代数码相机上。数码相机很多镜头外观上与AP镜头相似,如佳能EF镜头和尼康的AF G系列镜头,也没有光圈调节环,调节光圈时,转动机身主控盘设定,镜头光圈始终处于最大孔径状态,只有当按下快门按钮的瞬间,光圈才自动收缩到调定的f系数,曝光完毕又恢复到最大孔径。
自动调焦镜头的对焦,有的通过机身马达带动传动杆驱动,有的用镜头马达驱动。新型镜头大多采用超声马达,静音、强劲,对焦速度快,佳能EF镜头中,超声马达称为“U”形马达,镜头型号名称中,带有“USM”字样;尼康新型镜头中,超声马达镜头称为“S”形镜头,镜头的型号名称中,带有“S”字母标记。
3.内置对焦和后置对焦
较低档次的镜头对焦时,转动对焦环,镜头的前镜片旋转,并作前后伸缩,用改变筒身的长度来使聚焦屏上的结像清晰。较高档次的镜头,对焦时转动对焦环,镜头的前镜片不动,筒身也不作伸缩,而通过对内置镜片或后置镜片组的移动来调节聚焦,因此称为内置对焦或后置对焦镜头。其优点是调焦时镜身长度不变,前镜片也不会转动,因此持机相对稳定,同时镜头上装置了偏振镜后也不必随时转动,提高了拍摄效率,具有更大的方便性。
4.特殊效果镜头
这是一些为了满足特殊的拍摄需求而研制的具有特殊功能的镜头。如:
微距镜头,也称 “Macro”镜头,有变焦距的也有定焦距的,变焦微距镜头转动焦距环至微距段、定焦微距镜头拨下微距控制钮,就可以靠近物体进行微距拍摄了。有各种放大比的微距头,如1∶4,1∶2等,放大比越大,成像越大,最大比例可达到1∶1的成像。微距镜头十分适用于细小物体与昆虫、花卉的近摄,它的焦距越长,离被摄物的距离可相对稍远些,以方便布光。
移轴镜头,也叫PC镜头,佳能称为TS镜头。前镜片组的轴可作上下左右的移动,筒身可作360°转动,适用于拍摄建筑或带有直线条的物体,在用俯、仰角度拍摄时亦可消除线条汇聚的变形,而保持原景物的平行效果。常有24mm、28mm、45mm、90mm等规格的定焦距镜头。
5.数码镜头
数码相机图像感应器的表面反射率比胶片高,容易产生眩光和鬼影,又由于作为感光元件的光电二极管处在像素内部的凹陷位置,斜角射入的光线会使感光元件边缘亮度不足,容易出现色彩还原不准确的情况,这需要对镜头采用全新设计进行优化,包括有效减轻色散、鬼影的特殊涂层和保证光线以近乎垂直的角度到达感光元件的独特设计,确保获得高质量的图像。许多厂家在推出数码单反相机的同时,也在不断地研制和推出高质量的数码镜头。
我们知道,APS图像传感器尺寸小于全画幅,所以当用于全画幅相机的镜头用于APS幅面相机时,镜头视场的覆盖面大大超出了APS传感器的幅面,APS幅面所需视场角与镜头实际视场角直径之间产生了一定的倍率。也就是说,相同的镜头焦距,由于成像幅面变小,镜头的实际焦距延长、镜头视角变小、成像比例变大了。这个变大的比例,相当于将镜头焦距延长相同倍数后在全画幅上的成像大小。不同厂家出产的APS-C画幅相机,配用镜头倍率也有差异,其中佳能为1.6,尼康为1.5,而APS-H的镜头倍率是1.3。数码APS相机配用镜头的实际焦距,应根据相机图像感应器的幅面,将镜头原焦距乘以相应的镜头倍率即可。原18~85 mm乘以1.6后相当于28.8~136 mm。
APS图像感应器幅面小,全画幅相机镜头的涵盖率比较高,从镜头制作和利用率角度看显得有些浪费。为了降低成本,各厂家纷纷研制推出专用于APS幅面尺寸的数码镜头,镜头涵盖率降低,体积缩小,相同视角下的镜头焦距也缩短了,它们的视觉效果,与乘以镜头倍率系数后焦距值相同的35mm全画幅镜头相同。这种镜头由于涵盖率低,若用全画幅相机将无法覆盖整个图像感应器的面积,图像四角会变得模糊,而且由于镜头的法兰焦距变短,镜头后镜片向机身内伸,拍摄时反光镜升起,会打到镜头后端,损坏镜头和反光镜片,因此这种专用于APS数码单反相机的镜头,不能用于全画幅相机。为了区别和标明它们的特殊身份,也称为D(DX、Di或DG、DA、DC)镜头,各厂都有不同的标识,如佳能为EF-S,尼康、图丽为DX,宾得为DA,适马为DC,腾龙为Di,索尼为DT。
APS专用镜头中,焦距更短、视角更广的超广角镜头,可扩充因图像传感器幅面变小而焦距延长的不足。主要有APS相机的4.5mm、10mm 鱼眼镜头,12~24mm、10~20mm广角变焦镜头(须乘以1.3~1.6的镜头倍率)和4/3系统的7~14mm(2倍率)变焦镜头,10.5mm(180鱼眼)和15mm(24mm)定焦镜头。所有这些长短不一的焦距段,用在不同尺寸的图像感应器上,若想相互之间有一个造型效果上的可比性,那就需要乘以各自的镜头倍率系数,以标准的35mm等值焦长来统一衡量。譬如10mm的鱼眼镜头,用于佳能相机上,就相当于35mm相机的16mm矩形鱼眼镜头,用于尼康相机上,即相当于35mm相机的15mm矩形鱼眼镜头。
标准焦距和中长焦距段有18~55mm、17~85mm、18~105mm、18~125 mm、70~300mm镜头;超望远变焦镜头有200~500mm镜头等;还有大跨度的18~200mm、18~300mm。有佳能、尼康、宾得等原厂推出的镜头,也有适马、图丽、腾龙等副厂镜头,它们的镜头效果,均需以标准的35mm等值焦长来统一衡量。
后起的微单相机均单独设计了专用的镜头,如佳能微单镜头称为STM,索尼微单镜头称为E(卡口)。