% B X6 H! q( }( P) {/ A # h" ^$ l% D% `% a& W ! X8 f3 L' B3 G g! `Canon、Nikon这样的镜头家族是传奇式的+ s+ k B% D z6 ?8 d2 d) S
4 ]: W; m4 @4 c8 V / c" V$ L( O3 r. a, c. I# x 2 k2 \( u2 X( K6 E" f0 w7 p: USony、Pentax的镜头也很成气候 9 F" y4 ]( i. z) J' ?/ a4 h! R+ S2 o) p8 |3 s; N: _5 R1 N3 G9 A 7 p& N8 U7 V& w1 k9 D+ i就连不大看好的Olympus 4/3这样的后起之秀也不可小视了7 _8 P4 f5 g. w q5 |
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定焦镜头依然是光学质量的极致，但从实用来说，变焦镜头已经成为绝对主流，部分专业级变焦镜头已经在光学质量上不输定焦镜头了。但没有例外地，所有现在市场上的变焦镜头统统是机械变焦的。也就是说，通过沿光学轴线改变镜片组支间的距离，来改变焦距或者放大倍数。典型变焦方式有旋转式和推拉式。旋转式通过转动变焦环驱动螺杆机构，实现镜片组的前后移动。推拉式则直接推拉，驱动镜片组的前后移动。! T& d4 y/ K9 B0 }6 B
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Canon 28-300L是典型的旋转式变焦，图中手指位置正是变焦环。这是“内变焦”，最前端的镜片是固定的，移动的镜片组在镜筒内部前后移动，这样没有暴露于空气的缝隙，不易进水进灰，但结构复杂，重量和成本都高: f5 L* K8 v. g
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Canon 24-70L镜头也是旋转式变焦，但最前端随变焦伸缩，内外镜筒之间的间隙暴露于空气中，容易进水进灰 A6 t! Z m$ L6 r4 |
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第一代Canon 100-400L就是推拉式，这个位置已经推到最远，暴露出内镜筒。推拉式必定有暴露于空气的缝隙，推拉动作像打气筒一样，容易进水进灰，而且镜筒指向天空或者地面的时候，重力作用会使得外套筒自然滑动，这种zoom creep很恼人，尤其是用于三脚架拍摄的时候' [& F5 u: X0 K2 R2 G, H p6 Z
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旋转式变焦不是简单的螺杆，而是非常复杂的不规则导轨" T! `6 e' z. _' J/ B
3 N7 `1 R9 \$ L. L! h8 F+ H' g但机械变焦不仅结构复杂，而且重量较大。更重要的是，变焦直接导致镜片组数量的增加，必须用不同的镜片组矫正在远端、中段和近端的各种变形、色差和其他光学畸变，而镜片书增加本身又带来新的光学畸变。镜片与其他介质（包括空气和其他镜片）之间的界面越多，折射、散射等光学畸变问题就越大，眩光、色散什么的都来了。所以从纯光学角度来说，镜片书越少越好。有名的Zeiss Tessar镜头就是异常简单的四片组，原始设计是1902年完成的，到现在依然是中焦距（35毫米成像时40-50毫米焦距样子）定焦镜头的完美典范。100年来，镜片、光学理论大大发展了，但完美就是完美，不可能比完美更完美。相比之下，Canon的70-200/2.8L IS2具有19组23片镜片。 1 R: n5 ^ E3 M; X& Y' _ % o+ I2 G* X9 e多少年来，镜片数增加被看成天经地义的，这是necessary evil。但是美国桑迪亚国家实验室最新的专利可能改变未来变焦镜头的设计。桑迪亚是洛斯·阿拉莫斯、劳伦斯·利弗莫尔等齐名的国家实验室。洛斯·阿拉莫斯和劳伦斯·利弗莫尔以核武器研究为主，桑迪亚则是非核研究，内容非常广泛，从计算生物学到新能源，从心理学到感知科学，无奇不有。显然，他们的研究还包括光学，其中一项最新专利就是用液晶来改变焦距。1 ^9 Z: A4 w* g. F5 @9 G
+ u9 d; e$ t9 l) H3 H& X 6 u$ ~; D. Z( o+ i$ _) `人眼也变焦，但不是通过镜片组的前后移动，而是通过镜片曲率改变，来移动焦点7 S9 V/ J0 W& W+ [& g* c+ Z# M
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人眼也变焦，所以我们可以从天际线一直看到鼻子底下。队列操的时候可以用“眼角余光”看到旁边的人的位置，但眯缝起眼睛、盯着远方看的时候，实际上视角很小。这就是变焦一样的道理。不过人眼变焦没有机械变焦这样的镜片组前后移动，而是通过眼肌改变角膜形状，移动聚焦点。桑迪亚的新专利也是一样，用电控液晶改变“镜片”形状，达到变焦的目的。具体来说，镜头前后依然采用传统光学镜片，但贴敷着两片直径0.75英寸（约20毫米）的液体聚合物镜片。液体聚合物镜片用特制薄膜密封，在超声波作用下，铅制螺丝前后移动，改变薄膜形状，控制液体聚合物镜片的弯度，达到变焦作用。桑迪亚已经用这个原理制成狙击步枪的变焦瞄准镜，变焦可在250毫秒内完成，精度达到100纳米。作为变焦瞄准镜来说，狙击手可以迅速从宽视场搜索状态转入窄视场精确瞄准，最关键的是整个过程不需要手离开扳机，不影响连续跟踪和瞄准。桑迪亚的设计还考虑了电池断电的情况，这是镜片不至于“垮下来”，而是固定在一个形状，相当于定焦瞄准镜。 " q: X" M) F$ }( E7 Q, q" ?; l - b: h$ ~ Z2 _+ x9 e3 e( o3 O" i6 L " u# x+ _- N! i5 V采用液体聚合物变焦镜片的狙击步枪瞄准镜在测试中3 i4 S5 q" s8 q- w
雷达卡
发表于 2014-12-13 13:18:06
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