变焦距物镜bianjiaoju wujing

焦距可在一定范围内连续改变而像面位置保持不变的物镜。又称变焦距镜头或变焦距透镜。在电影和电视的摄像中，有时要在被摄场景和摄像机的位置都不变的条件下连续地从远景变到近景，在这种改变过程中，横向放大率逐渐由小到大。这种要求用焦距固定的物镜不能实现。为此人们在早些时候曾用更换焦距不同的物镜来进行从远景到近景的拍摄。但这种方法只有几种物镜可供更换，不能连续地变化焦距。近20几年来，已设计并制成了变焦距物镜。变焦距物镜由几个焦距固定的透镜组构成，通过调节镜头筒上的变焦环，来改变各透镜组之间的相对位置，从而改变其焦距，这样也就改变了所成像的场景范围，而像的位置却保持不变。

图 1

图中示出了一种最简单的变焦距物镜。它是在凸透镜L₁（做物镜）的后面放一个沿轴可移动的凹透镜L₂（称调焦镜）。轴上无穷远物点发出的平行光束经L₁后，本应会聚于L₁的后焦点F₁′，但由于L₂的发散作用，使会聚点延至F′(图1)。L1和L2构成的透镜组与位于H′的单一凸透镜L成像情况一样，L的等效焦距f′=H′F′大于L₁的焦距f₁′。对于近处轴上物点的成像，可使调焦镜L₂向F′靠近(图2)。由于这时入射光束是发散光束，所以经L₁后的出射光束并不会聚于F¹′，而是会聚于F₁′和F′之间的Q点。但由于L₂的发散作用，光束并不真正会聚于Q，而仍是会聚于F′，即像面位置没有改变。但这时F′并不是透镜组的后焦点，而是轴上近处物点的像点，因此等效焦距变短了。用这种变焦距物镜所制成的望远镜，可观察距离为0.5米以上任何位置的物体。目前，在电影和电视的摄影中已普遍使用变焦距物镜，并获得了良好的艺术效果；在望远摄影、显微摄影、宇宙空间探索、导弹实验、追迹观测等多种科技领域，变焦距物镜都得到了广泛的应用；近些年来，在普通照相中也开始使用变焦距物镜。

图2