定焦镜头的对焦原理涉及到光学和摄影的基本概念。首先,定焦镜头的焦距是固定不变的。这意味着,无论镜头对准多远的物体,其成像的特性是基于该固定焦距来决定的。因此,不同物体的成像位置(即像点)会因物距不同而变化。
例如,若镜头设置在某个特定焦距时,远山的像点位于镜头像方主点后50mm处。而若将镜头转向更近的花朵,像点的位置可能会移动至80mm。这是由于不同距离的物体在镜头中成像时,其像点位置会随之变化。这解释了定焦镜头对焦的基本原理:通过调整物距,像点位置也随之变化,从而使物体清晰地成像在底片上。
焦距的定义在于平行光线(假设为真无穷远)入射至镜头时,光线汇聚形成像点。此时,像点到像方主点的距离即为焦距。然而,在实际摄影中,不存在无穷远的物体,因此成像时像点总是位于焦距之后。比如,一支100mm定焦镜头在成像时,其像点位置会随着拍摄距离的不同而有所不同,从而影响成像清晰度。
调焦过程实际上是在底片前后位置上进行的调整,而不是像距的直接改变。在给定物距与镜头焦距的条件下,像距是固定的。为了获得清晰的成像,需要调整底片的位置,使得底片准确对准像点。在相机设计中,通常采用底片位置变化而非镜头位置变化来实现调焦,但两者本质上是等效的。
对于内对焦镜头和一些早期Tessar镜头,存在调整镜头焦距以实现调焦的情况,而非单纯移动底片。通过调整镜头内部镜片的离合,可以改变镜头的焦距,从而调整像点位置,实现清晰成像。这种情况下,镜头焦距的微小变化实现了局部的对焦调整。
总之,定焦镜头的对焦原理基于固定焦距与物距的相互作用,通过调整底片位置或镜头内部结构来实现清晰成像。在某些特殊情况下,如内对焦镜头,通过改变焦距来达到调焦目的。了解这些原理有助于深入理解摄影中的光学基础和镜头设计。
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