光圈的作用--光圈与快门都是用来控制通光量的,相互制约,互相配合,方能使感光片得到正确的曝光。
在摄影镜头的结构中,其中光圈是重要的装置之一。
光圈的功能就是以不同的孔径来调节镜头的光通量。早期简易的新月形单透镜照相机的光圈,是在金属薄板上钻一些规格不同的圆孔,装在镜头前或镜头后,拨动金属片,使圆孔对准镜头中心,来达到调节通光量的目的。现代复式镜头的光圈,是由许多弧形金属叶片组成可变孔径,装在镜头的透镜组之间,根据需要可以随意调节光圈的孔径。
光圈的作用是:能使镜头的通光量得到准确的调节和控制,使感光村料得到正确曝光;在收缩光圈的情况下,可减少镜头残存的某些像差;可以利用光圈的收缩或放大来控制景深,光圈小景深长,光圈大景深短。
●光圈的刻标
光圈的刻标是以√2倍级数排列的。所以选用√2作为公比,是因为√22=2,也就是光圈每差一级,光孔的面积差一倍,透光力也差一倍,这样每两个相邻的读数之间便成为倍数关系。
以√2倍级数排列,逐级数据如下:
√2………………………………1.4
√22………………………………2
√23………………………………2.8
√24………………………………4
√25………………………………5.6
√26………………………………8
√27………………………………11
√28………………………………16
√29………………………………22
√210………………………………32
镜头的刻标系数,就是把这一系列数字以几何级数排列起来的。每一级系数的通光量均以光孔面积来计算,并未把镜头的透光率考虑在内。如在标准刻度上,将光圈开大一级,镜头透光力增为2倍;将光圈缩小一级, 镜头透光力则减为1/2。光圈每差一级,其曝光量即差2倍。这在摄影实践中,易于掌握,使用方便。
光圈的各级孔径系数,都是入射光束的直径与焦距的比例数,称作焦点距离数。近代镜头的光圈系数分为英国制和大陆制两种系统:
英国制 |
2.8 |
4 |
5.6 |
8 |
11 |
16 |
22 |
32 |
大陆制 |
2.2 |
3.2 |
4.5 |
6.3 |
9 |
12.5 |
18 |
25 |
以上两种系统的各级系数,在摄影实践中,其用法是没有区别的。此外,光圈系数还有以等级系数来标度的,叫等比制。早期使用的简单快直光镜头,就是采用等级系数来确定光圈系数。现将光圈的焦点距离系数和等级系数作一比较:
焦 点 距 离 系 数 |
4 |
5.6 |
8 |
11.3 |
16 |
22.6 |
32 |
等级系数(等比制) |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
从以上比较中可以看出,等级系数光孔之大小是按等比制顺序排列的,其孔径愈大,读数愈小,所需要的曝光时间愈少。这种标度是表示相对曝光时间,而不是表示相对孔径。在使用时计算起来很方便。有些专供拍文件资料用的摄影镜头,就是采用这种等级系数来标刻光圈系数。
●光圈通光量的计算
各级光圈之间通光量的倍数,有一种最简单的计算方法,就是用f 系数自乘,再以两级f系数自乘所得的积数相比,就是光圈口径面积大小的倍数差额。例如f/8与f/16两级的倍数差额可以按此法计算如下:
8×8=64,16×16=256,64:256=1:4
由以上计算可知:f/8与f/16两级之间通光量相差4倍。
各级f系数的通光量与曝光时间的关系,可以用它们的概数对照列成下表,以供参考(见表1)。
表1 各级f系数的通光量与曝光速度对照表
f 系 数 |
f/32 |
f/22 |
f/16 |
f/11 |
f/8 |
f/5.6 |
f/4 |
f/2.8 |
f/2 |
通光量相差倍数 (1为基数) |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
128 |
256 |
曝光速度(秒) |
1/4 |
1/8 |
1/15 |
1/30 |
1/60 |
1/125 |
1/250 |
1/500 |
1/1000 |
各级光圈的通光量以及各级光圈与曝光时间的关系,还可分别从以下两表中参考对照(见表2、3):
表2 各级光圈的通光量比较
光圈 指数 |
f/1.4 |
f/2 |
f/2.8 |
f/3.5 |
f/4 |
f/4.5 |
f/5.6 |
f/8 |
f/11 |
f/16 |
f/22 |
通 光 量 相 差 倍 数 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
16 |
32 |
64 |
128 |
256 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
8 |
16 |
32 |
64 |
128 |
|
|
1 |
1.5 |
2 |
2.7 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
|
|
|
1 |
1.5 |
2 |
3 |
6 |
12 |
24 |
48 |
|
|
|
|
1 |
1.5 |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
|
|
|
|
|
1 |
1.5 |
3 |
6 |
12 |
24 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
4 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
注:f/1.4相当于f/22的通光量256倍。f/3.5相当于f/4.5的2倍,f/8的6倍。
表3 光圈大小与曝光时间的关系
光孔号码相对孔径 |
光孔 |
直径倍数以f/22的直径为1 |
面积倍数以f/22的面积为1 |
曝光量倍数以f/2时底片所受照度为100% |
曝光时间倍数以f/2曝光时间为1 |
f/2 1:2 |
|
11 (11.3) |
128 |
100% |
1 |
f/2.8 1:2/8 |
|
8 |
64 |
50% |
2 |
f/4 1:4 |
|
5.6 |
32 |
25% |
4 |
f/5.6 1:5.6 |
|
4 |
16 |
12.5% |
8 |
f/8 1:8 |
|
2.8 |
8 |
6.25% |
16 |
f/11 1:11 |
|
2 |
4 |
3.13% |
32 |
f/16 1:16 |
|
1.4 |
2 |
1.6% |
64 |
f/22 1:22 |
|
1 |
1 |
0.8% |
128 |