2023年12月18日发(作者：布气)

各种单反数码照相机镜头详析

随着数码单反相机价格的平民化，越来越多的数码单反相机进入了普通老百姓的手中，但有了相机仅仅是个开始，紧接着面临的问题就是如何来配置镜头，对于没有经历过胶片单反时代或者是跟本没有镜头基础知识的朋友来说无疑是个难题。近日以来，笔者也经常被问到相关的问题，于是便萌发了撰写此文的念头。希望通过对镜头的分类、结构以及成像特点等方面的分析和阐述，能够对大家日后的选购有一些帮助。如果文章中有什么讹误，还望读者不吝指出。

上篇：镜头的分类

1、 定焦镜头：焦距固定不变的镜头则称为“定焦镜头”。

1） 标准镜头（简称标头）：指焦距长度接近或等于底片/传感器对角线长度的镜头。以全幅135单反相机来说，它的底片幅面为24*36mm，对角线的长度为50mm，所以，这类相机的“标头”焦距就是50mm。当然，画幅的不同的相机，标头的焦距也有所不同，一般来说，120相机的“标头”焦距为75mm，4*5英寸座机为150mm。

数码单反相机的传感器幅面因厂商的不同而有所不同，但只要计算出传感器的对角线长度，就可以得出标准镜头的焦距了。尽管不同画幅的“标头”焦距不同，但他们的视角却是基本相同的，都接近人眼的正常视角。因此，在诸如取景范围、透视关系等方面，“标头”都与人眼观看的效果类同，显得特别亲切、自然。此外，“标头”的技术已经基本趋于完善，显著的特点是孔径大、成像质量出众、价格低廉等，是每个单反用户的必备镜头之一。

尼康 AF 50mm/f1.8D

2） 广角镜头：指焦距短于、视角大于“标头”的镜头。以全幅135单反相机来说，焦距在30mm左右、视角在70度左右的镜头称为“广角镜头”，焦距小于22 mm，视角大于90度的镜头称为“超广角镜头”。

广角镜头的特点：

a. 景深大，有利于获得被摄画面全部清晰的效果。广泛地用于风光片的拍摄。

b. 视角大，在有限的范围内可以获得较大的取景范围，在室内建筑的拍摄中尤为见长，广泛地用于房地产行业的拍摄。

c. 透视感强烈，可以营造具有强烈视觉冲击感的画面。

d. 畸变较大，尤其是在画面的边缘部分。

尼康 AF20mm/f2.8D 超广角镜头

3） 远摄镜头：指焦距长于、视角小于“标头”的镜头。以全幅135单反相机来说，焦距在200mm，视角在12度左右的镜头称为“远摄镜头”，焦距在300mm以上，视角在8度左右的镜头称为“超远摄镜头”。

远摄镜头的特点：a. 景深小，容易获得主体清晰，背景虚化的画面效果。b. 视角小，能够获得远处主体较大的画面且不干扰被摄对象。广泛地用于户外野生动物的拍摄。 c.

压缩了画面透视的纵身感，拉近了前后景的距离。 d. 影像畸变较小，广泛地用于人像摄影。

尼康AF-S 300mm/f2.8D超远摄镜头

4） 鱼眼镜头：一种极端的超广角镜头，以全幅135单反相机来说，焦距在16mm以下，视角在180度左右的镜头就可称为“鱼眼镜头”。

鱼眼镜头的特点：a. 视角大，被摄范围极广。 b. 透视感获得极大的夸张。 c. 鱼眼镜头存在严重的畸变，但可以获得戏剧性的效果。d. 价格昂贵，原来为天文摄影而设计。

e. 第一片镜片向外凸出，不能使用通常的滤镜，取而代之的是“内置式滤镜”。

尼康AF 10.5mm/f2.8G 鱼眼镜头

5） 折反镜头（反射式镜头）：是一种超远摄镜头，看起来短而胖，重量也要轻很多，比较适合手持拍摄。镜头结构简单，画质优良。缺点是只有一档光圈，对景深控制不便，相机取景的时候取景屏发暗，对聚焦不便。目前市面上流行的折反镜头大多是俄罗斯制造，价格低廉，常见的焦距为500mm和1000mm，是囊中羞涩又爱好远摄的用户不错的选择之一。

俄罗斯生产500mm折反镜头

2、变焦镜头：指焦距在一定范围可内自由调节的镜头。

1）变焦镜头的种类：

a. 手动对焦和自动对焦。根据对焦方式的不同，可以把变焦镜头分为手动变焦镜头和自动变焦镜头。

b. 变焦范围。一般来说，20-40mm的称为广角变焦镜头，35-70mm的称为标准变焦镜头，70-200mm的称为中远变焦镜头，200-500的称为远摄变焦镜头。当然，也有不少镜头囊括了广角至中焦、甚至远摄的范围，如28-200mm，28-300mm等。

尼康35-70mm 标准变焦镜头

c. 变焦倍率。从变焦倍率来看，有2倍（例如35-70mm），3倍（如70-210mm），5倍（28-135mm），7倍（28-200mm），10倍（50-500mm）等。总体来说，变焦范围越大，体积相应较大，画质相对较低，光圈相对稍小。

适马 APO 50-500mm 10倍变焦镜头

d. 变焦方式。根据操作的不同，分为推拉式变焦和旋转式变焦两种。推拉式变焦的优点在于使用方便，可以快速从最远端变焦到最近端。缺点在于俯仰拍摄的时候镜头容易滑动。旋转式变焦的优点在于对焦环和变焦环各自独立，转动操作互不干涉。但操作不如推拉简便，尤其是采用“变焦拍摄爆炸效果”时，不如推拉变焦容易实现。

尼康 AF35-70/f2.8D采用推拉式变焦

3、数码镜头：指针对数码单反相机的特点而设计或改进的镜头。

1）数码专用镜头：指根据数码单反相机APS尺寸的数字传感器而设计的镜头，这类镜头通常只可以使用在相应型号的数码单反相机之上，使用在全幅135相机之上不能正常成像。

a. 常见的几种数码专用镜头：

佳能 EF-S 镜头，只可使用在佳能EOS 300D，350D，20D数码单反相机之上； 尼康DX镜头，可使用在所有尼康数码单反相机之上； 奥林巴斯DIGITAL镜头，可使用在奥林巴斯4/3系统的数码单反相机之上； 腾龙DI II 镜头，可使用在相应卡口的数码单反相机之上； 图丽DX镜头，可使用在相应卡口的数码单反相机之上； 适马DC镜头，可使用在相应卡口的数码单反相机之上； 美能达 DT 镜头，仅可使用在美能达 a-7D数码单反相机之上；

宾德DA镜头：可使用在宾德数码单反相机之上。

佳能EFS 17-85 IS 数码专用镜头

b. 数码专用镜头的特点：

由于是针对APS尺寸设计，所以数码专用镜头的体积、重量和价格都比135全幅镜头有大幅下降，以D50的套头来说，在拥有AF-S超声波马达，ED镜片和非球面镜片等前提下，镜头的重量仅仅为210克，这对于135全幅镜头来说，基本是个不可能完成的任务。

尼康 AF-S 18-55mm/f3.5-5.6 G ED DX数码专用镜头

针对数码传感器的改进设计：对于胶片，即使光线斜着入射，胶片仍然可以充分感光；但是数码相机中使用的感光元件是一个像素以规定间隔排列在栅格上的芯片，光电二级管在像素内部的凹陷中。因此，光线只能在直线进入镜头的情况下，才能有效的到达光电二级管。这意味着如果数码单反配置一个35mm相机镜头，容易发生彩色还原不准确，以及在

光线斜角入射的感光元件边缘发生亮度不足，对于广角镜头，这种情况一般会更加恶化。数码专用镜头根据以上的特点做了相应的改进，以奥林巴斯DIGITAL镜头来说，它采用全新设计，根据数码相机中所用感光元件的特点，专门优化了镜头。4/3系统标准以及Zuiko Digital镜头独有的技术，保证光线以近乎垂直的角度到达感光元件来解决这个问题。这样，即使是在图像边缘或者使用广角镜头时，仍能获得稳定的高品质影像。（见下图）

原理图 1

原理图 2

2）数码优化镜头：指根据数码传感器的特点，在原有135全幅镜头的基础上进行了数码优化改进设计的镜头，通常这类镜头即可使用在数码单反相机之上，也可以使用在传统135全幅相机之上。目前的数码优化镜头主要来自日本的适马和腾龙，即适马的 DG镜头和腾龙的DI 镜头。

适马 APO 70-200/f2.8 DG EX 数码优化镜头

腾龙 SP 28-75/f2.8 DI XR 数码优化镜头

4、特殊镜头：为特殊用途而设计的镜头，通常用于专业领域。

1） 微距镜头：是一种可以非常接近被摄物体进行聚焦的镜头，微距镜头在胶片或传感器上所形成的影像大小与被摄物体自身的大小差不多相等。1：1标记的微距镜头表示胶片上影像与被摄物体尺寸一样，1：2的标记表示胶片上影像是被摄物体的一半，2：1表示是被摄物体的2倍。

微距镜头的通常都是中等焦距的镜头，但它实际上可以是任何焦距的镜头。例如既有50mm的微距镜头，也有180mm微距镜头或者70-180mm的微距变焦镜头。微距镜头的价格通常比较昂贵，画质优秀，特别适合于拍摄昆虫、花卉、邮票、手表零件等题材。

尼康AF 60mm/f2.8D Macro 1：1

2） 透视调整镜头：具有校正透视变形功能的镜头。这种镜头的光学系统的主光轴可进行横向或纵向移动调节，调节的时机身与胶片或传感器平面的位置不发生移动。透视调整镜头主要用于建筑摄影。

佳能 TS-E 90mm f/2.8 透视调整镜头

3） 柔焦镜头：又称“软焦点镜头”、“柔光镜头”，是一种能使影像产生轻度虚化的镜头，主要用于人像与风景摄影。

佳能 EF135mm f/2.8 柔焦镜头

4） 附加镜头：

a. 增距镜：最常用的一种附加镜头，使用时把它装在相机与镜头之间，能使主镜头的焦距增加一定的倍率。常见的有2X 和1.4X两种，分别可以增加2倍和1.4倍的焦距。使用增距镜的主要缺点是减小主镜头的有效光圈。一般来说，2X增距镜减少2挡光圈，如果正常是使用F16光圈来拍摄，使用增距镜时就应该调节在F8上。此外，增距镜带来的后果还有自动对焦速度减慢，画质下降等。

适马2X EX 增距镜

b. 广角附加镜：广角附加镜是安装在主镜头前面使用的，购买的时候要注意主镜头的螺纹孔径，它的主要作用是减小主镜头的焦距。使用广角附加镜头后，不必进行暴光补偿，光圈值不变，但建议使用小光圈拍摄，以便尽可能提高画质。

镜头的构成——透镜

透镜的种类

1） 凸透镜：

又称“正透镜”、“会聚透镜”，按形状的不同，分“双凸透镜”、“平凸透镜”和“凹凸透镜”。相信大家都对此非常了解，就不赘述了。

2） 凹透镜：

又称“负透镜”、“发散透镜”，按形状的不同，分“双凹透镜”、“平凹透镜”和“凸凹透镜”。

3） 非球面透镜：

光学透镜通常是制成球面状的，从透镜中心到周边有一定的曲率，这种透镜称为球面透镜。而非球面透镜的镜面则是从透镜中心到周边曲率作连续变化的，非球面透镜又有单面和双面两种。当镜头使用了非球面镜片之后，可以有效地克服“球差”（当使用球面镜片的时候，会不同程度的存在一定像差，这个像差称为“球差”）。其主要优点有以下几个方面；a. 由于可以克服“球差”，可制成大孔径的高像质镜头，目前一般高档的镜头里都含有1片或1片以上的非球面镜片，这也是判断镜头品级的因素之一。b. 全面提高成像质量。c. 减少镜头的重量和长度，有利于镜头的小型化。

非球面透镜原理

非球面透镜原理：一般相机镜头若是采用球面镜片(Spherical lens)时，所形成像差是因为当不同波长的光线以平行光轴入射后镜片上不同的位置时，在底片或数字传感器上不能聚焦成一点，因而影响影像的品质。使用球面镜的投影是开放分散的圆。非球面镜片改变了镜片呈现非球面的弧度，从镜片边缘看，你发现坡度不是完美的弧形。要选用哪种弧度，二次、三次曲线、甚至更高阶层的计算公式，各家制造商都有其专利的计算方式。总之这些

设计与计算就是方便光线入射到非球面镜面时，光线能够聚焦于一点，消除各种像差和畸变(枕状或桶状)。这点特别适用于广角变焦镜头，能有效消除因广角造成的畸变。

非球面透镜原理图

4） 低色散透镜：

a. 佳能的萤石镜片和超低色散镜片（UD）：萤石镜片是用人工方法将氟化钙经过结晶而得到一种光学材料来制成的，是首先由日本佳能公司开发设计的。但是由于萤石镜片的成本太高，稍后佳能公司又开发出另一种由光学玻璃混合专利氧化物的替代品，取名为超低色散镜片（UD - Ultra Dispersion）以及更进步的（Super UD）镜片，通常来说，两片超低色散透镜相当于一片萤石镜片，而一片Super UD透镜可提供相当于一片萤石镜片的效能。采用这两种透镜制成的镜头具有很强的抗色散能力，色差非常小，能显着地提高影像清晰度，特别是使用在长焦镜头的时候更为明显。

佳能第一支采用萤石镜片的镜头 FL-F300 F5.6

b. 尼康的超低色散镜片（ED）：是由尼康公司在1972 年研制成功的，命名为（ED - Extra-low Dispersion），不仅拥有极佳的锐利度表现，而且抗色差的性能不逊于

Canon 的 UD 系列镜片。

尼康 AF300mm/f2.8 远摄镜头（蓝色标示的镜片为ED镜片）

c.腾龙的低色散镜片（LD）：是由日本腾龙公司开发的新一代抗色散镜片技术（LD --

Low Dispersion）。此外，腾龙公司还研究出一种特别处理的树脂非球面表层，通过粘贴的方式附在 LD玻璃镜片上，形成LD-非球面混合镜片，一举解决掉抗色散与变焦变形两大困扰。

腾龙AF 70-300/4-5.6 LD

d. 其它公司的低色散镜片：主要的还有日本适马公司开发的SLD超低色散镜片、美能达公司开发的AD超低色散镜片、图丽公司开发的SD镜片和马米亚公司开发的ULD镜片。

透镜片组

每个镜头的说明书上都为用户标明了镜头透镜的“片组”情况，比如8组10片、4组6片等，这就是镜头的光学结构。“片”是指透镜片的总数，“组”是指透镜的组合情况，单独的一片可称为一组，2片或2片以上粘合在一起的也为一组。参见下图：

此镜头结构为8组9片

现代相机的镜头结构

镜头的“片组”不仅影响着成像质量，也与成像性能有关系。对同样性能的镜头来说，一般认为“片组”数多一些的消除像差情况就好些，成像质量也高一些。但对性能不同的镜头来说却不然，例如变焦镜头和定焦镜头，变焦镜头的片组数都要多于定焦镜头，但成像质量却不如定焦镜头。

镜头的镀膜

“镀膜”又称“加膜”，是现代镜头必不可少的一道工序，我们经常看到镜头的表面呈现不同的颜色，例如蓝紫色、暗绿色和淡红色等，都是镀膜后的结果。镜头镀膜的主要作用是提高通光能力，从而提高影像质量。

佳能镜头反射的红紫光

1） 镜头为什么要镀膜？

这是因为任何物体对光线都有反射作用，连无色透明的玻璃也不例外，差别在于光线的角度是否会形成反射效果。对于理想状态下的镜片而言，光线能够完全透过镜头，并正确的在底片或数字传感器上完全聚焦。然而，事实上却是每一种镜片都受到自身物理因素的限制，导致像差的产生，所以，由众多有“问题”的镜片所结合而成的镜头是不可能让理论上所有各种角度的光线完全穿过。为了弥补这项缺失，镜片研究者开发了在透镜表面镀上一层膜来增加透光效果。

2） 单层镀膜和多层镀膜

镜头的镀膜有单层和多层两种，以多层为佳。单层镀膜只能对某一种波长的色光起作用，而多层镀膜则能对多种色光起作用。所以，多层镀膜提高透光能力的作用就要大的多。举例来说，一支7片6组的标准镜头，不加镀膜的透光率也就是59%，单层镀膜为81%，而

多层镀膜就高达97%，所以多层镀膜对于镜头的通光量来说无疑是至关重要的。一般镀膜的标识是“MC”，在某些镜头的镜头圈上有标示。

采用超级多层镀膜技术（SMC）的尼康 AF 35-70/2.8D镜头

3）镀膜的保养

一般来说，镜头最外层所镀的通常是硬膜，用以保护一般的手摸或清洁镜头时不会对其 造成危害。尽管这层膜具有保护作用，但实际上其厚度可能仅有 0.1 mm，太过强力的擦拭很可能会破坏这层膜的平整性，进而影响拍摄效果。所以，对于多层膜镜头的清洁要特别注意以下几个方面（同样适用于外置滤镜片的清洁）：

a. 清洁液的选择：一般用无水酒精或乙醚（或两者的混合液）。如果必须用水清理，则需要寻找离子水或纯水，不然会留下水斑。

b. 清洁布的选择： 可以用脱脂棉。如果有脱落的纤维留下，用气球吹掉即可。皮革或布类产品，尽量少用。因为，这些可重复使用的东西，当空气中有极细小的砂粒或硬物沉积在上面时，再次使用时很可能会把膜刮伤。

c. 如果镜头沾上了指纹，油脂或是保存不当引起发霉，无法利用上述的方法清洁。最好拿到相机店中，利用超音波清洗法清洁。

d. 千万不要使用强力的酸碱清洁液，最外层的镀膜虽可耐酸碱，但因厚度薄，承受能力有限。

e. 一旦镀膜被破坏，在光线下可以看到一些不规则的、彩虹般的反射。这一点可以用作购买二手镜头时的参考。

2023年12月18日发(作者：布气)

各种单反数码照相机镜头详析

随着数码单反相机价格的平民化，越来越多的数码单反相机进入了普通老百姓的手中，但有了相机仅仅是个开始，紧接着面临的问题就是如何来配置镜头，对于没有经历过胶片单反时代或者是跟本没有镜头基础知识的朋友来说无疑是个难题。近日以来，笔者也经常被问到相关的问题，于是便萌发了撰写此文的念头。希望通过对镜头的分类、结构以及成像特点等方面的分析和阐述，能够对大家日后的选购有一些帮助。如果文章中有什么讹误，还望读者不吝指出。

上篇：镜头的分类

1、 定焦镜头：焦距固定不变的镜头则称为“定焦镜头”。

1） 标准镜头（简称标头）：指焦距长度接近或等于底片/传感器对角线长度的镜头。以全幅135单反相机来说，它的底片幅面为24*36mm，对角线的长度为50mm，所以，这类相机的“标头”焦距就是50mm。当然，画幅的不同的相机，标头的焦距也有所不同，一般来说，120相机的“标头”焦距为75mm，4*5英寸座机为150mm。

数码单反相机的传感器幅面因厂商的不同而有所不同，但只要计算出传感器的对角线长度，就可以得出标准镜头的焦距了。尽管不同画幅的“标头”焦距不同，但他们的视角却是基本相同的，都接近人眼的正常视角。因此，在诸如取景范围、透视关系等方面，“标头”都与人眼观看的效果类同，显得特别亲切、自然。此外，“标头”的技术已经基本趋于完善，显著的特点是孔径大、成像质量出众、价格低廉等，是每个单反用户的必备镜头之一。

尼康 AF 50mm/f1.8D

2） 广角镜头：指焦距短于、视角大于“标头”的镜头。以全幅135单反相机来说，焦距在30mm左右、视角在70度左右的镜头称为“广角镜头”，焦距小于22 mm，视角大于90度的镜头称为“超广角镜头”。

广角镜头的特点：

a. 景深大，有利于获得被摄画面全部清晰的效果。广泛地用于风光片的拍摄。

b. 视角大，在有限的范围内可以获得较大的取景范围，在室内建筑的拍摄中尤为见长，广泛地用于房地产行业的拍摄。

c. 透视感强烈，可以营造具有强烈视觉冲击感的画面。

d. 畸变较大，尤其是在画面的边缘部分。

尼康 AF20mm/f2.8D 超广角镜头

3） 远摄镜头：指焦距长于、视角小于“标头”的镜头。以全幅135单反相机来说，焦距在200mm，视角在12度左右的镜头称为“远摄镜头”，焦距在300mm以上，视角在8度左右的镜头称为“超远摄镜头”。

远摄镜头的特点：a. 景深小，容易获得主体清晰，背景虚化的画面效果。b. 视角小，能够获得远处主体较大的画面且不干扰被摄对象。广泛地用于户外野生动物的拍摄。 c.

压缩了画面透视的纵身感，拉近了前后景的距离。 d. 影像畸变较小，广泛地用于人像摄影。

尼康AF-S 300mm/f2.8D超远摄镜头

4） 鱼眼镜头：一种极端的超广角镜头，以全幅135单反相机来说，焦距在16mm以下，视角在180度左右的镜头就可称为“鱼眼镜头”。

鱼眼镜头的特点：a. 视角大，被摄范围极广。 b. 透视感获得极大的夸张。 c. 鱼眼镜头存在严重的畸变，但可以获得戏剧性的效果。d. 价格昂贵，原来为天文摄影而设计。

e. 第一片镜片向外凸出，不能使用通常的滤镜，取而代之的是“内置式滤镜”。

尼康AF 10.5mm/f2.8G 鱼眼镜头

5） 折反镜头（反射式镜头）：是一种超远摄镜头，看起来短而胖，重量也要轻很多，比较适合手持拍摄。镜头结构简单，画质优良。缺点是只有一档光圈，对景深控制不便，相机取景的时候取景屏发暗，对聚焦不便。目前市面上流行的折反镜头大多是俄罗斯制造，价格低廉，常见的焦距为500mm和1000mm，是囊中羞涩又爱好远摄的用户不错的选择之一。

俄罗斯生产500mm折反镜头

2、变焦镜头：指焦距在一定范围可内自由调节的镜头。

1）变焦镜头的种类：

a. 手动对焦和自动对焦。根据对焦方式的不同，可以把变焦镜头分为手动变焦镜头和自动变焦镜头。

b. 变焦范围。一般来说，20-40mm的称为广角变焦镜头，35-70mm的称为标准变焦镜头，70-200mm的称为中远变焦镜头，200-500的称为远摄变焦镜头。当然，也有不少镜头囊括了广角至中焦、甚至远摄的范围，如28-200mm，28-300mm等。

尼康35-70mm 标准变焦镜头

c. 变焦倍率。从变焦倍率来看，有2倍（例如35-70mm），3倍（如70-210mm），5倍（28-135mm），7倍（28-200mm），10倍（50-500mm）等。总体来说，变焦范围越大，体积相应较大，画质相对较低，光圈相对稍小。

适马 APO 50-500mm 10倍变焦镜头

d. 变焦方式。根据操作的不同，分为推拉式变焦和旋转式变焦两种。推拉式变焦的优点在于使用方便，可以快速从最远端变焦到最近端。缺点在于俯仰拍摄的时候镜头容易滑动。旋转式变焦的优点在于对焦环和变焦环各自独立，转动操作互不干涉。但操作不如推拉简便，尤其是采用“变焦拍摄爆炸效果”时，不如推拉变焦容易实现。

尼康 AF35-70/f2.8D采用推拉式变焦

3、数码镜头：指针对数码单反相机的特点而设计或改进的镜头。

1）数码专用镜头：指根据数码单反相机APS尺寸的数字传感器而设计的镜头，这类镜头通常只可以使用在相应型号的数码单反相机之上，使用在全幅135相机之上不能正常成像。

a. 常见的几种数码专用镜头：

佳能 EF-S 镜头，只可使用在佳能EOS 300D，350D，20D数码单反相机之上； 尼康DX镜头，可使用在所有尼康数码单反相机之上； 奥林巴斯DIGITAL镜头，可使用在奥林巴斯4/3系统的数码单反相机之上； 腾龙DI II 镜头，可使用在相应卡口的数码单反相机之上； 图丽DX镜头，可使用在相应卡口的数码单反相机之上； 适马DC镜头，可使用在相应卡口的数码单反相机之上； 美能达 DT 镜头，仅可使用在美能达 a-7D数码单反相机之上；

宾德DA镜头：可使用在宾德数码单反相机之上。

佳能EFS 17-85 IS 数码专用镜头

b. 数码专用镜头的特点：

由于是针对APS尺寸设计，所以数码专用镜头的体积、重量和价格都比135全幅镜头有大幅下降，以D50的套头来说，在拥有AF-S超声波马达，ED镜片和非球面镜片等前提下，镜头的重量仅仅为210克，这对于135全幅镜头来说，基本是个不可能完成的任务。

尼康 AF-S 18-55mm/f3.5-5.6 G ED DX数码专用镜头

针对数码传感器的改进设计：对于胶片，即使光线斜着入射，胶片仍然可以充分感光；但是数码相机中使用的感光元件是一个像素以规定间隔排列在栅格上的芯片，光电二级管在像素内部的凹陷中。因此，光线只能在直线进入镜头的情况下，才能有效的到达光电二级管。这意味着如果数码单反配置一个35mm相机镜头，容易发生彩色还原不准确，以及在

光线斜角入射的感光元件边缘发生亮度不足，对于广角镜头，这种情况一般会更加恶化。数码专用镜头根据以上的特点做了相应的改进，以奥林巴斯DIGITAL镜头来说，它采用全新设计，根据数码相机中所用感光元件的特点，专门优化了镜头。4/3系统标准以及Zuiko Digital镜头独有的技术，保证光线以近乎垂直的角度到达感光元件来解决这个问题。这样，即使是在图像边缘或者使用广角镜头时，仍能获得稳定的高品质影像。（见下图）

原理图 1

原理图 2

2）数码优化镜头：指根据数码传感器的特点，在原有135全幅镜头的基础上进行了数码优化改进设计的镜头，通常这类镜头即可使用在数码单反相机之上，也可以使用在传统135全幅相机之上。目前的数码优化镜头主要来自日本的适马和腾龙，即适马的 DG镜头和腾龙的DI 镜头。

适马 APO 70-200/f2.8 DG EX 数码优化镜头

腾龙 SP 28-75/f2.8 DI XR 数码优化镜头

4、特殊镜头：为特殊用途而设计的镜头，通常用于专业领域。

1） 微距镜头：是一种可以非常接近被摄物体进行聚焦的镜头，微距镜头在胶片或传感器上所形成的影像大小与被摄物体自身的大小差不多相等。1：1标记的微距镜头表示胶片上影像与被摄物体尺寸一样，1：2的标记表示胶片上影像是被摄物体的一半，2：1表示是被摄物体的2倍。

微距镜头的通常都是中等焦距的镜头，但它实际上可以是任何焦距的镜头。例如既有50mm的微距镜头，也有180mm微距镜头或者70-180mm的微距变焦镜头。微距镜头的价格通常比较昂贵，画质优秀，特别适合于拍摄昆虫、花卉、邮票、手表零件等题材。

尼康AF 60mm/f2.8D Macro 1：1

2） 透视调整镜头：具有校正透视变形功能的镜头。这种镜头的光学系统的主光轴可进行横向或纵向移动调节，调节的时机身与胶片或传感器平面的位置不发生移动。透视调整镜头主要用于建筑摄影。

佳能 TS-E 90mm f/2.8 透视调整镜头

3） 柔焦镜头：又称“软焦点镜头”、“柔光镜头”，是一种能使影像产生轻度虚化的镜头，主要用于人像与风景摄影。

佳能 EF135mm f/2.8 柔焦镜头

4） 附加镜头：

a. 增距镜：最常用的一种附加镜头，使用时把它装在相机与镜头之间，能使主镜头的焦距增加一定的倍率。常见的有2X 和1.4X两种，分别可以增加2倍和1.4倍的焦距。使用增距镜的主要缺点是减小主镜头的有效光圈。一般来说，2X增距镜减少2挡光圈，如果正常是使用F16光圈来拍摄，使用增距镜时就应该调节在F8上。此外，增距镜带来的后果还有自动对焦速度减慢，画质下降等。

适马2X EX 增距镜

b. 广角附加镜：广角附加镜是安装在主镜头前面使用的，购买的时候要注意主镜头的螺纹孔径，它的主要作用是减小主镜头的焦距。使用广角附加镜头后，不必进行暴光补偿，光圈值不变，但建议使用小光圈拍摄，以便尽可能提高画质。

镜头的构成——透镜

透镜的种类

1） 凸透镜：

又称“正透镜”、“会聚透镜”，按形状的不同，分“双凸透镜”、“平凸透镜”和“凹凸透镜”。相信大家都对此非常了解，就不赘述了。

2） 凹透镜：

又称“负透镜”、“发散透镜”，按形状的不同，分“双凹透镜”、“平凹透镜”和“凸凹透镜”。

3） 非球面透镜：

光学透镜通常是制成球面状的，从透镜中心到周边有一定的曲率，这种透镜称为球面透镜。而非球面透镜的镜面则是从透镜中心到周边曲率作连续变化的，非球面透镜又有单面和双面两种。当镜头使用了非球面镜片之后，可以有效地克服“球差”（当使用球面镜片的时候，会不同程度的存在一定像差，这个像差称为“球差”）。其主要优点有以下几个方面；a. 由于可以克服“球差”，可制成大孔径的高像质镜头，目前一般高档的镜头里都含有1片或1片以上的非球面镜片，这也是判断镜头品级的因素之一。b. 全面提高成像质量。c. 减少镜头的重量和长度，有利于镜头的小型化。

非球面透镜原理

非球面透镜原理：一般相机镜头若是采用球面镜片(Spherical lens)时，所形成像差是因为当不同波长的光线以平行光轴入射后镜片上不同的位置时，在底片或数字传感器上不能聚焦成一点，因而影响影像的品质。使用球面镜的投影是开放分散的圆。非球面镜片改变了镜片呈现非球面的弧度，从镜片边缘看，你发现坡度不是完美的弧形。要选用哪种弧度，二次、三次曲线、甚至更高阶层的计算公式，各家制造商都有其专利的计算方式。总之这些

设计与计算就是方便光线入射到非球面镜面时，光线能够聚焦于一点，消除各种像差和畸变(枕状或桶状)。这点特别适用于广角变焦镜头，能有效消除因广角造成的畸变。

非球面透镜原理图

4） 低色散透镜：

a. 佳能的萤石镜片和超低色散镜片（UD）：萤石镜片是用人工方法将氟化钙经过结晶而得到一种光学材料来制成的，是首先由日本佳能公司开发设计的。但是由于萤石镜片的成本太高，稍后佳能公司又开发出另一种由光学玻璃混合专利氧化物的替代品，取名为超低色散镜片（UD - Ultra Dispersion）以及更进步的（Super UD）镜片，通常来说，两片超低色散透镜相当于一片萤石镜片，而一片Super UD透镜可提供相当于一片萤石镜片的效能。采用这两种透镜制成的镜头具有很强的抗色散能力，色差非常小，能显着地提高影像清晰度，特别是使用在长焦镜头的时候更为明显。

佳能第一支采用萤石镜片的镜头 FL-F300 F5.6

b. 尼康的超低色散镜片（ED）：是由尼康公司在1972 年研制成功的，命名为（ED - Extra-low Dispersion），不仅拥有极佳的锐利度表现，而且抗色差的性能不逊于

Canon 的 UD 系列镜片。

尼康 AF300mm/f2.8 远摄镜头（蓝色标示的镜片为ED镜片）

c.腾龙的低色散镜片（LD）：是由日本腾龙公司开发的新一代抗色散镜片技术（LD --

Low Dispersion）。此外，腾龙公司还研究出一种特别处理的树脂非球面表层，通过粘贴的方式附在 LD玻璃镜片上，形成LD-非球面混合镜片，一举解决掉抗色散与变焦变形两大困扰。

腾龙AF 70-300/4-5.6 LD

d. 其它公司的低色散镜片：主要的还有日本适马公司开发的SLD超低色散镜片、美能达公司开发的AD超低色散镜片、图丽公司开发的SD镜片和马米亚公司开发的ULD镜片。

透镜片组

每个镜头的说明书上都为用户标明了镜头透镜的“片组”情况，比如8组10片、4组6片等，这就是镜头的光学结构。“片”是指透镜片的总数，“组”是指透镜的组合情况，单独的一片可称为一组，2片或2片以上粘合在一起的也为一组。参见下图：

此镜头结构为8组9片

现代相机的镜头结构

镜头的“片组”不仅影响着成像质量，也与成像性能有关系。对同样性能的镜头来说，一般认为“片组”数多一些的消除像差情况就好些，成像质量也高一些。但对性能不同的镜头来说却不然，例如变焦镜头和定焦镜头，变焦镜头的片组数都要多于定焦镜头，但成像质量却不如定焦镜头。

镜头的镀膜

“镀膜”又称“加膜”，是现代镜头必不可少的一道工序，我们经常看到镜头的表面呈现不同的颜色，例如蓝紫色、暗绿色和淡红色等，都是镀膜后的结果。镜头镀膜的主要作用是提高通光能力，从而提高影像质量。

佳能镜头反射的红紫光

1） 镜头为什么要镀膜？

这是因为任何物体对光线都有反射作用，连无色透明的玻璃也不例外，差别在于光线的角度是否会形成反射效果。对于理想状态下的镜片而言，光线能够完全透过镜头，并正确的在底片或数字传感器上完全聚焦。然而，事实上却是每一种镜片都受到自身物理因素的限制，导致像差的产生，所以，由众多有“问题”的镜片所结合而成的镜头是不可能让理论上所有各种角度的光线完全穿过。为了弥补这项缺失，镜片研究者开发了在透镜表面镀上一层膜来增加透光效果。

2） 单层镀膜和多层镀膜

镜头的镀膜有单层和多层两种，以多层为佳。单层镀膜只能对某一种波长的色光起作用，而多层镀膜则能对多种色光起作用。所以，多层镀膜提高透光能力的作用就要大的多。举例来说，一支7片6组的标准镜头，不加镀膜的透光率也就是59%，单层镀膜为81%，而

多层镀膜就高达97%，所以多层镀膜对于镜头的通光量来说无疑是至关重要的。一般镀膜的标识是“MC”，在某些镜头的镜头圈上有标示。

采用超级多层镀膜技术（SMC）的尼康 AF 35-70/2.8D镜头

3）镀膜的保养

一般来说，镜头最外层所镀的通常是硬膜，用以保护一般的手摸或清洁镜头时不会对其 造成危害。尽管这层膜具有保护作用，但实际上其厚度可能仅有 0.1 mm，太过强力的擦拭很可能会破坏这层膜的平整性，进而影响拍摄效果。所以，对于多层膜镜头的清洁要特别注意以下几个方面（同样适用于外置滤镜片的清洁）：

a. 清洁液的选择：一般用无水酒精或乙醚（或两者的混合液）。如果必须用水清理，则需要寻找离子水或纯水，不然会留下水斑。

b. 清洁布的选择： 可以用脱脂棉。如果有脱落的纤维留下，用气球吹掉即可。皮革或布类产品，尽量少用。因为，这些可重复使用的东西，当空气中有极细小的砂粒或硬物沉积在上面时，再次使用时很可能会把膜刮伤。

c. 如果镜头沾上了指纹，油脂或是保存不当引起发霉，无法利用上述的方法清洁。最好拿到相机店中，利用超音波清洗法清洁。

d. 千万不要使用强力的酸碱清洁液，最外层的镀膜虽可耐酸碱，但因厚度薄，承受能力有限。

e. 一旦镀膜被破坏，在光线下可以看到一些不规则的、彩虹般的反射。这一点可以用作购买二手镜头时的参考。