相機中的光圈概述

現(xiàn)代照相機都有光圈，主要用于控制成像光束的孔徑大小。 光圈一般安裝在鏡頭中成像光束直徑較小的位置，并通過其孔徑的變化決定鏡頭的通光量。光圈的孔徑越大，進(jìn)入像場(膠片平面)的光線就越多，像場的照度就越大;反之進(jìn)入像場的光線會減少，像場照度降低。所以光圈主要的作用是配合快門控制膠片的曝光量。同時，光圈的大小也決定了景深的變化，光圈越小則景深越大。光圈還對成像質(zhì)量有一定影響。適當(dāng)收小光圈可以提高影像的分辨率和邊緣像場像質(zhì)，這是由于減小了球差與彗差對成像的影響。但光圈過小時也會由于衍射而影響像質(zhì)，所以每個鏡頭一般都有成像較佳的幾擋光圈值。 在照相機發(fā)展的歷程中，出現(xiàn)過多種形式的光圈。某些簡易照相機上有一種固定大小的光圈，這種光圈不能改變，如一次性膠卷照相機。還有一種光圈是一個或數(shù)個打有不同孔徑圓孔的圓盤，通過轉(zhuǎn)動，把不同孔徑的圓孔對準(zhǔn)鏡頭光闌位置以改變光束直徑，象美能達(dá)的TC-1型袖珍相機。另外還有一種在可更換金屬板上打有不同孔徑圓孔的沃特豪斯光圈。目前使用最多的光圈，一般是由4-10片葉片組成的可改變口徑的光圈。這類光圈普遍安裝在現(xiàn)代各種照相機的鏡頭上。一些照相機的程序快門開啟時通光孔徑的大小可以設(shè)定，所以這類快門同時也具有光圈的作用。 葉片式光圈的工作方式并不完全相同。一種工作方式是在調(diào)節(jié)光圈大小時直接收至預(yù)定位置，在曝光時不再改變。這種工作方式常用于旁軸取景照相機上，如鳳凰205A/B型相機、徠卡M6型相機。因為此類相機在取景時不通過鏡頭取景，所以光圈收縮至預(yù)定位置不會影響取景器的亮度，大型機背取景相機除外。而單反相機由于通過鏡頭取景，所以需要較明亮的取景視場以便于觀察與聚焦。因此單反相機中的光圈在光圈設(shè)定以后，并非立即收縮，而是先保持光圈的全開狀態(tài)，直至按下快門鈕以后，在快門打開前的一瞬間才收縮到位。幾乎所有的單鏡頭反光相機均應(yīng)用此工作方式。
光圈大小直接影響著曝光量的大小并用一系列數(shù)值標(biāo)出。計算方式有F、T兩種。F值是照相機應(yīng)用的度量光圈大小的數(shù)值。F值的定義是鏡頭焦距與入瞳直徑之比。例如F8(即8的光圈)表示焦距為入瞳直徑的8倍。F值每增大一級(數(shù)字越大)，曝光量就減小一級，即F值越大，光圈越小。 但入瞳直徑的計算方法僅表示入瞳有效面積的變化，而沒有考慮到鏡片透光率，所以F值未反映鏡頭透光率對曝光量的影響。因鏡頭的材料、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量與鍍膜的不同，實際曝光量會有一定的差異(由于現(xiàn)代鏡頭多采用多層鍍膜，所以這一差異較小)。在要求較高的電影攝影機的鏡頭上，一般才采用T制光圈。 鏡頭通常在前部標(biāo)出最大光圈對應(yīng)的F值的倒數(shù)--最大相對孔徑。對于定焦鏡頭，這一值是唯一的，如1:1.8或1:1.4分別表示該鏡頭的最大F值為1.8或1.4。而對于變焦鏡頭，常有兩種形式:一種標(biāo)有一組變化值，如:1:3.5-4.5，另一種標(biāo)有固定值，如1:2.8。前一種鏡頭表示在選用不同焦距時，光圈發(fā)生漂移，這是因為當(dāng)焦距發(fā)生變化時，入瞳直徑?jīng)]有得到相應(yīng)的精確補償所至。焦距越長，最大光圈相應(yīng)越小(F值變大)。由于光圈值的漂移，此類鏡頭的光圈一般標(biāo)有兩條基線。一般涂成不同顏色。一條用于最短焦距光圈標(biāo)示，另一條用于長焦距一端。再一種光圈恒定的變焦距鏡頭在焦距發(fā)生變化時，由于鏡片間精確的相互移動補償了入瞳孔徑的變化，使F值保持恒定，但這增加了鏡頭的設(shè)計與制造難度，因而價格較高。
八十年代中后期，由于大量采用電子技術(shù)，光圈也產(chǎn)生了新變化。原有的機械光圈逐步被電動光圈取代。原有的機械方式調(diào)整光圈改為由電子步進(jìn)馬達(dá)調(diào)整，鏡頭控制光圈的接口也發(fā)生變化。機械接口與電子接口相比較，電子控制光圈不需要機械聯(lián)動，并實現(xiàn)了精細(xì)調(diào)節(jié)。 現(xiàn)代自動鏡頭對光圈值的標(biāo)示也發(fā)生了變化。一類鏡頭如尼康的自動鏡頭仍保留有光圈刻度，可以手動機械方式調(diào)整，以便于與手動機身相兼容。另一類自動鏡頭如佳能和美能達(dá)的自動鏡頭已不再在鏡頭上標(biāo)示光圈刻度，光圈F值只顯示在機身的液晶屏幕上，并用機身上的控制裝置調(diào)節(jié)光圈，但這類鏡頭不能與手動機身兼容?！?/div>