【经典镜头】法兰距和微距摄影
NONS即影
2021年05月21日 16:06
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相机法兰距

(Flange focal distance/ FFD/ Flange distance/ 法兰距)

 

对于可更换镜头的相机而言,法兰距是指相机卡口外侧平面到胶卷或者图像传感器焦平面的距离。

 

法兰距示意图,上图为单反相机,下图为无反相机

不同的相机系统拥有不同的法兰距。设计镜头时必须考虑法兰距以使卡口布置在正确的位置,使所有焦段的镜头使用该卡口时都能合焦。法兰距的精度通常为0.01mm。

 

镜头可以通过转接环安装在不同的卡口上,法兰距则决定了其在使用纯机械转接环时能否在无限远处合焦。使用光学转接环修正法兰距往往代价很高,花了更多的钱的同时也会降低成像质素,所以往往更推荐纯机械/非光学的转接方式。

 

通常在使用较长法兰距的镜头时加装非光学的转接环,使其安装在法兰距较短的卡口上。 此时转接环仅仅起到增加法兰距的作用。

 

如果相机机身的卡口法兰距较短,则可以通过使用转接环兼容更多法兰距较长的镜头。

 

如果镜头的法兰距较长,则可以被用于更多类型的法兰距较短卡口的机身上。如果法兰距较短,则其他机械限制会影响其是否可以转接,例如卡口的直径或者内部结构干涉。例如中画幅镜头,他们通常都有较长的法兰距用于避开较大的反射结构。

 

SL42使用的是法兰距为44mm的EF卡口,该卡口可能是全画幅单反中法兰距最短的卡口之一。

 

维基百科上的法兰距数据表格,供参考:

理论上SL42在使用非光学转接环的情况下可以兼容法兰距比EF卡口长的镜头。但是在使用转接环时也有一些其他的限制。

 

例如EF-S镜头在镜头最后一片透镜的底部有凸出的机械结构,用于限制把APS-C镜头使用在全画幅的机身上。但是EF镜头可以反过来用在EF-S卡口的机身上。

 

卡口直径也可能会限制到法兰距比较接近的镜头与卡口的转接。有的转接环也会对较大画幅镜头的成像区域进行裁切,例如在全画幅的机身上转接中画幅镜头。

 

对于这些旧的经典镜头而言,它们的尾部可能会有突出的光圈联动结构,这些也有可能会与机身内部的结构发生干涉。

 


反向远摄镜 

(Retrofocus lens)

 

当透镜数量小于8片时,镜头的光学结构往往具备对称性的特点,视场角度和后焦距(成像视场角度)是比较对称的。这就意味着镜头焦距往往也是正比于后焦距的,一般而言后焦距也是正比于法兰距的。

 

尤其是早些年生产的经典镜头没有多层镀膜的加持,透镜数量越多则镜内反射越严重,而且累计失光也会多。单反相机的反光镜结构决定了其后焦距的下限是大于传统广角镜头的,因此当时是很难设计法兰距/后焦距较长的单反相机用的广角镜头的(往往后焦距很短)。

 

用于静态相机的安琴反向远摄镜头(Angénieux retrofocus, reversed telephoto, 反向远摄,安琴式)是由法国的Pierre Angénieux于1950年设计制造的。引领了该类型广角镜头的潮流。

 

总的来说,我们也可以把单反相机用的广角镜头叫做安琴式或者反向远摄式镜头。

 

第一款安琴镜头的光学设计

结构:5组6片

最大光圈:f/2.5

 

Pierre Angénieux于1950年申请了专利。在原始的专利中,他申请了两款全视场角为65°的镜头,换算为全画幅等效焦距约为35mm。其中一款的最大光圈为f/2.5,另一款为f/2.2。

 

差不多在同一时期,Harry Zöllner和Rudolf Solisch为卡尔蔡司耶拿(Carl Zeiss Jena)申请了相似的反向远摄镜头设计的专利,命名为Flektogon。卡尔蔡司上科亨(Carl Zeiss Oberkochen)也于1952年为Hasselblad 1000F设计了反向远摄结构的60/5.6镜头,并命名为Distagon。

NONS SL42 + Flektogon 40/4 (photo by: utut_photo)

 

安琴镜头作为长后焦距广角镜头的始祖,启发了后续全画幅单反相机广角镜头的设计。当代24mm, 28mm和35mm焦距的广角镜头几乎都使用的是安琴镜头的光学构型及其衍生。 

 

对于后焦距很短的无反系统,设计广角镜头反而会变得从容很多。

 


微距摄影

 

微距摄影是近距离特写的一种摄影方式,通常拍摄对象的体积较小,拍摄出来的照片会有一定的放大倍率。

 

按照原始定义,微距照片是指底片或图像传感器上被摄对象的尺寸等于或大于实物尺寸的照片。但是,从某种意义上讲,它指的是冲洗出来的照片上的被摄对象尺寸比实际尺寸大。

玩微距摄影的方法有很多,例如使用专门的微距镜头(例如佳能百微),附加的近摄滤镜,反接镜头(包括单独反接和反接+长焦/远摄镜头,例如尼康EL系列),近摄套筒和近摄皮腔等。

使用近摄套筒进行微距摄影的光学原理图

记住镜头光学系统的对称性,它不仅和后焦距以及等效焦距有关,而且也和入瞳出瞳的位置有关。微距摄影也会利用改变入瞳和出瞳位置的方法来获得放大效果。

近摄皮腔的工作原理和近摄套筒类似,但是相比于串联套筒,会更加方便调节延伸的长度/放大倍率。

 

优点:

  • 便宜

  • 不需要额外的镜头改装

  • 简单易用

 

缺点:

  • 伸展长度有限

  • 对焦距离会变的非常近 

 

当使用SL42和近摄皮腔进行微距摄影时,请注意自带测光表的数值会变得不准,不具备参考价值。并且在近距离拍摄时一般需要额外补光。

 

样张:

 

 

参考文献:

https://en.wikipedia.org/wiki/Flange_focal_distance

https://en.wikipedia.org/wiki/Ang%C3%A9nieux_retrofocus

https://en.wikipedia.org/wiki/Macro_photography

http://www.coinimaging.com/symmetric.html

http://coinimaging.com/pupillary_magnification.html

http://coinimaging.com/extension.html

 

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