变焦镜头的历史

变焦镜头的历史变焦镜头的历史源远流长，比一般人所想象的深远得多、事实上，它诞生的时候，摄影术尚未进入实用阶段。早在1834年，英国数学家彼得·巴洛就已经提出在伸缩式望远镜的目镜组内加上一块负透镜（发散透镜），“使加长的透镜可以调节．从而能够以任意比例改变其放大率，甚至毋须使透镜离开眼晴或者使视线离开目标。”巴洛对可变放大率的“随意调节”式望远镜的这一构思终于在1890和1891年开花结果，分别由一位英国人、一位法国人和两位德国人发明了实质上十分相似的可变望远镜头。这些可变望远镜头受到普遍的欢迎。但也存在着若干严重的缺点。每逢改变镜头的放大率（焦距），相机都要重新对焦。而且，随着焦距的加大，镜头的有效光圈值还会逐渐变小。从而使曝光控制变得格外复杂、不过，最严重的缺点还是影象的质量会因此而显著变化，无法与普通镜头比拟。到了1902年，查尔出·C·艾伦才初步解决了上述问题。这位美国光学家因而取得了第一只真正的变焦镜头的专利权。艾伦的专利是在两块固定镜片之间加入一块活动镜片。当这块活动镜片离开前镜片时，可使焦距缩短；反之，当移向另一方向时可使焦距增长。在最短和最长的位置上，焦点可保持相同。在中间位置时，焦点虽有所偏移，但是，只要使用较小的光圈值，这点偏移还是可接受的。世界上第一只现代化的变焦镜头（25-80毫米f/2.8BuschVario-Glaukar）是1932年由德国光学家赫尔穆特·瑙曼为西门子的16毫米活动电影摄影机而设计的。这支变焦镜头的结构颇为复杂，由8块透镜分6组构成，后面有一段固定不动，由两组独立活动的镜片分别完成变焦和对焦功能。其中的一组称为“Variator”（变焦透镜），可由前到后作直线运动，以改变焦距。另一组活动镜片称为“Compensaor”（补偿透镜），位于镜头的前部。它的移动轨迹是偏心的，先向前，然后再偏移，借以保证影像在任何焦距位置时都具有正确的焦点。这种形式的焦点校正方法由于使用凸轮来维持所需的非线性移动，所以称为“机械补偿法”。从50年代起，镜头设计师开始逐流改用“光学补偿法”。这种系统主要是利用两级以上的内镜片一齐作同步移动（而不是分别移动），来改变焦距和完成焦点补偿。变焦镜头的光学结构比较复杂，因此更容易引起内部反射（重影）和雾翳。这两种弊病在40年代至50年代因防反射镜头镀膜技术的发展而有所改善。采用镀膜技术之后，设计师便可以比较放心大胆地设计含有大量空气／玻璃界面的光学系统。贝蒂奥特和祖马公司（分别开设在巴黎和纽约）在此期间曾为开始成长的电视工业研制过光学补偿式变焦镜头。1946年，祖马牌电视和电影摄影机的变焦镜头开始有3:1的变焦比了。祖马公司的弗兰克·巴克博士在1958年设计了世界上第一只照相机用变焦镜头。这只36—82毫米f/2.8的VOigtlanderZoomar是为用于35毫米单镜头反光相机上而在德国制造的。它当时是最新式的光学补偿或变变焦镜头．因此相当巨大和笨重。963年，尼康推出了机械补偿式变焦镜头ZoomNikkor43～86毫米f/2.8，这是第一只真正大众化的相机变焦镜头。当时，尼康公司解释道“这只变焦镜头的设计目的是用于体育摄影以及要求高速度和使用方便的及他方面。如果首先注重影象清晰度，则最好选用我们的定焦镜头”。机械补偿法能够收复失地，是因为它可以使变焦镜头设计得更加轻盈小巧，具有更佳的焦点补偿效果，而且便于镜头设计师进行巧妙的光学校正。所采用的有关技术，诸如防反射多层镀膜和极低色散的特种光学玻璃等，对今天的变焦镜头的优良质量和小型化亦有很大的贡献。目前，有些产品在影像质量上和定焦镜头已非常接近，有的在体形及重量上已几乎和50毫米标准镜头一样了。定义及特点在一定范围内可以变换焦距、从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影象和不同景物范围的照相机镜头称为变焦镜头。变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围，因此非常有利于画面构图。由于一个变焦镜头可以兼担当起若干个定焦镜头的作用，外出旅游时不仅减少了携带摄影器材的数量，也节省了更换镜头的时间。变焦镜头最大的特点，或者说它最大的价值，还是在于它实现了镜头焦距可按摄影者意愿变换的功能。与固定焦距镜头不同，变焦距镜头并不是依靠快速更换镜头来实现镜头焦距变换的，而是通过推拉或旋转镜头的变焦环来实现镜头焦距变换的，在镜头变焦范围内，焦距可无级变换，即变焦范围内的任何焦距都能用来摄影，这就为实现构图的多样化创造了条件。变焦距镜头自身的任何一级焦距与别的相同焦距的固定焦距镜头功能是一样的。但变焦距镜头不限制摄影者使用哪一级焦距，因而在使用操作上要便利灵活得多。它省却了外出拍摄时需携带和更换多只不同焦距镜头的麻烦。甚至在临按照相机快门前，摄影者还能通过变换镜头焦距对被摄体进行取舍，对画面进行剪裁，以期在拍摄前把画面构图安排得更为理想。变焦距镜头变换焦距的快捷程度，是固定焦距镜头通过更换镜头变换焦距无法相比的。35毫米自动袖珍照相机或部分35毫米单镜头反光照相机的变焦距镜头还采用了电动变焦模式，电动变焦不仅仅是省力和便捷，更重要的是实现了均速变焦，这为摄影者通过焦距得细微变化剪裁画面、确定构图十分有利。变焦距镜头通过在照相机快门开启的瞬间变焦，还能进行“爆炸效果”。有的照相机还依靠自动控制变焦距镜头的焦距变换实现自动构图功能。最新颖的35毫米单镜头反光照相机，还设置了自动记忆镜头焦距的功能，这一功能可允许摄影者设定照相机记忆一种或数种使用频率较高的镜头焦距，随时能在将镜头焦距变换至先前记忆的焦距上来。当然，相对固定焦距镜头而言，变焦距镜头的结构比较复杂，分量较重。非名牌的变焦距镜头，成像质量肯定逊于相应的固定焦距镜头。镜头镜头是由几片透镜组成，透镜有塑胶透镜(plastic)和玻璃透镜(glass)两种。通常摄像头用的镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等，透镜越多，成本越高，玻璃透镜比塑胶贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头的，其成像效果要比塑胶镜头好。镜头对成像质量也有极大影响，好的镜头使图像更加清晰、细腻。一般视频展示台的镜头都是变焦镜头，针对市场的不同，变焦倍数从4倍到16倍或更高。变焦与聚焦变焦有光学变焦和电子变焦（亦称数字变焦）之分。光学变焦是通过镜头光学结构（焦距）来实现变焦，加长焦距即可放大拍摄的图像，这样放大的图像是真实的，图像的像素会随着放大倍数按比例增加。电子变焦是一个崭新的概念，为数字影像设备所专有。电子变焦和扫描仪的插值分辨率道理类似，它采用电子学的方法将在原像素间用外插法输入不同数目的虚假像素，对图像进行放大，因此不会提高原画面的清晰度，就是局部图像的数码插值放大，图像放大了，似乎呈现了更多的细节，像镜头焦距变化了一样，但实际细节并没有增加，因为多出的像素并非由镜头实际摄入记录而来，而是软件插值计算而来。所以在购买时一定要注意，过高的倍数实际上以牺牲清晰度的代价来换取的，不要盲目追求太高的电子变焦倍数。聚焦(FOCUS)在展台上是用来对被摄物体进行微调，达到最佳的视觉效果，如果在菜单上设置聚焦为自动后，当按变焦或是移动被摄物体时，摄像头会自动的达到最佳的效果。