如何區(qū)分鏡頭的好壞

鏡頭 是被攝物體進(jìn)入照相機CCD 的必之路
照相機鏡頭 的好壞，直接影響結(jié)像的清晰度，
CCD 是經(jīng)鏡頭光線的感像元件，
CCD 的像素多少，也直接影響結(jié)像的清晰度，

照片是否清晰度主要決定四大因素：
優(yōu)質(zhì)的鏡頭 高的像素 良好的環(huán)境 拍攝的技術(shù)
應(yīng)該說缺一不可






鏡頭知識：

很多朋友在選購攝像頭時，光想著便宜或者光想著像素了，完全忽視了鏡頭的好壞。攝像頭的鏡頭一般是由玻璃鏡片或者塑料鏡片組成的。玻璃鏡片不但比塑料鏡片成本貴，在透光性以及成像質(zhì)量上也都有較大優(yōu)勢。然而，現(xiàn)在很多小廠，為了節(jié)約成本、追求高利潤，往往減少鏡片的數(shù)量，或者使用廉價的塑料鏡頭。雖然這些產(chǎn)品在價格上便宜不少，看上去很有吸引力，但實際的成像效果卻實在是令人無法恭維。 所以大家在購買攝像頭時，一定不要一味的貪圖便宜，還是盡量選擇玻璃LENS的攝像頭為好。

正確解讀CCD的像素
慧聰網(wǎng)數(shù)碼攝像機和數(shù)碼攝像機鏡頭一樣，也使用CCD作為主要的成像部件。CCD是一種稱為電荷耦合器件的集成電路芯片，其功能是將被攝景物的光信號變成圖像視頻信號，因此也叫圖像傳感器。在拍攝時，光線通過數(shù)碼攝像機鏡頭投射到CCD芯片表面上，數(shù)碼攝像機根據(jù)CCD芯片上各數(shù)碼攝像機鏡頭像素點的電荷反應(yīng)記錄下拍攝的影像。因此，理論上講，CCD的像素越高，拍攝的圖像越細(xì)膩、分辨率也越高。

CCD的像素雖然基本上決定了數(shù)碼攝像機鏡頭的檔次，不過高像素并不代表拍攝品質(zhì)肯定更出色，像素并不是越高越好。這是因為數(shù)碼攝像機鏡頭的拍攝品質(zhì)不僅僅取決于CCD，還和所用鏡頭的質(zhì)量、配備的對焦系統(tǒng)、使用的防抖動功能等因素有著緊密聯(lián)系。

CCD作為主要的成像部件，在面積不變的情況下，像素數(shù)越高，對光線的要求就越高，對數(shù)碼攝像機鏡頭的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的要求也就越高。因此，對于使用了高像素CCD的數(shù)碼攝像機來說，必須要有匹配的鏡頭等光學(xué)系統(tǒng)，否則并沒有實用價值。? 那么，多大像素合適呢？數(shù)碼攝像機鏡頭對像素的要求不同于數(shù)碼相機，一般家庭用的數(shù)碼攝像機拍攝動態(tài)影像達(dá)到其720×576的理論分辨率，只要42萬的有效像素就夠了，更高的像素只用于數(shù)碼攝像機鏡頭像和實現(xiàn)一些需要犧牲像素的功能。需要注意，這里所說的是有效像素，CCD的生產(chǎn)原理決定了CCD芯片上成像單元不可能被完全利用。其次，數(shù)碼攝像機鏡頭的一些功能也需要犧牲一些像素來實現(xiàn)，例如采用防抖動技術(shù)的數(shù)碼攝像機鏡頭就需要犧牲部分像素才能夠?qū)崿F(xiàn)防抖動功能，因此，一般CCD的實際有效像素往往比標(biāo)稱值低許多，例如標(biāo)稱值為80萬的大約只有40萬左右的有效值。


如何區(qū)分鏡頭的好壞
一般業(yè)余攝影愛好者往往無法鑒定，而只能從鏡頭的牌號業(yè)判斷。然而名牌鏡頭既貴且少，不是普通經(jīng)濟(jì)力量所能辦到的。如果應(yīng)用下述一系列檢驗方法就可以簡捷而精確地鑒定一個鏡頭的好壞，從而選得一個既適合需要又是比較低廉的鏡頭，進(jìn)行這些試驗只需要一些簡單的工具，而這些工具都是可以自己制造的。
1．觀察檢驗－－先用軟駝毛刷將鏡頭上灰塵和砂粒刷去，再用鏡頭紙及鏡頭清潔劑揩干凈（鏡頭清潔劑，有的適用于加膜鏡面，有的不適用于加膜鏡面，僅適用于不加膜鏡頭的，在瓶外都有文字注明，使用時應(yīng)加注意）。細(xì)心地將前鏡組和后鏡組旋下，把每組鏡片揩干凈（“組”系指鏡片裝于金屬框上成為一單獨的構(gòu)件）但切勿將鏡頭進(jìn)一步拆卸。在清潔后如發(fā)現(xiàn)鏡片上有云霧狀斑點即是鏡頭內(nèi)部各層透鏡間的膠合面的膠著情況不良或者是有霉點，霉點是由于熱和水汽浸入而成。不容易除去，這會阻礙光層的透過，降低鏡頭的結(jié)像能力。如果鏡頭上有小塊地方失去光澤有些紫藍(lán)顏色，那么這有時是一個老鏡頭的標(biāo)志（這很容易與前述云斑辨清）。實際上這正如同近日的鏡頭加膜，反而改善了鏡頭的曝光量。
再用放大鏡來觀察鏡片表面有無擦傷或其他碰撞的痕跡。這些痕跡也會影響到鏡頭的結(jié)影能力。鏡片中有時有小氣泡，根據(jù)理論分析它可能會擋住和分散極微少的光線，但實際上這微小的氣泡與鏡頭面積比較所占比數(shù)較小，所以對影象幾乎沒有什么妨害。然后再觀察鏡頭筒上或快門上有無凹痕或傷痕。這此傷痕可能是由于跌碰或其他的打擊而產(chǎn)生。如發(fā)現(xiàn)有此種傷痕，便是危險的標(biāo)志。因為常常有輕輕一擊而使各層透鏡位置移動、光軸發(fā)生偏斜；如螺紋中有砂粒，也可能會使前鏡組或后鏡組位置移動而使光軸不正，這是不容易修復(fù)的，在觀察檢驗中應(yīng)特別注意這些缺點。
作以下各種試驗時，最好使用有毛玻璃對光的照相機并把它裝在三腳架上來進(jìn)行。
2．鏡頭軸心檢驗－－用一厚金屬片，在其中心鉆一小孔（直徑約1－2毫米），將金屬片遮住強光燈使照相機對準(zhǔn)板上小孔處射出的光點，使光點影像落在毛玻璃中央，熄滅其他燈光使僅有片上小孔射出光點到達(dá)鏡頭，然后對清焦點，用放大鏡檢查光點的結(jié)像，并將鏡頭緩緩轉(zhuǎn)動。此像應(yīng)該是圓的，并且在鏡頭轉(zhuǎn)動時不改變其位置和清晰度，如果像的位置移動，并且清晰度改變，即是鏡頭軸心不正。
3．球面差檢驗－－在鏡頭開足光圈時，在毛玻璃中心，鏡頭的光軸部分，將一亮光點對清焦點，校核其距離刻度。將光圈縮小三擋或四擋，光點的像依然清晰，這證明無球面差。如果光圈收小后不清晰，必須將鏡頭稍向前伸長清晰，就是有球面差存在。
4、彗形差檢驗－－鏡頭的彗形差比較容易檢驗，將圓形光點結(jié)像移近毛玻璃邊緣處，如果仍是圓形，就沒有彗形差；如何像是一端尖一端擴(kuò)散，那就沒有彗形差。
5．色差檢驗－－色差的檢驗亦很容易。將鏡頭分別套上綠、紅、藍(lán)三種濾色鏡向目的物對清焦點，檢查其每一次距離刻度。如果使用每一種濾色鏡時距離刻度都不同，則表示有縱向色差存在。利用檢驗時不宜用普通燈泡，因這種燈泡偏于紅光，而應(yīng)換用攝影強光泡。將照相機向著小光點對清焦點，使結(jié)像在毛玻璃邊緣，用放大鏡觀察，如果在像的一邊有紅光環(huán)，另一邊有藍(lán)光環(huán)，則表示有橫向色差存在。
6．像場彎曲檢驗－－在所用金屬片上再占一小孔，兩孔間距離，使其一結(jié)像在毛玻璃中央，另一則在邊上，對清兩個光點的焦點時如果有像場彎曲立刻就可以發(fā)現(xiàn)。因為兩個光點的結(jié)像不是同時清晰的話，這就表示平面物在像場上不能造成平面的像，而是凹面的像。
7．象散（縱橫差）檢查－－將具有方格形線條的試驗卡為目的物，對清焦點時觀察卡上縱向線及橫向線在毛玻璃上結(jié)像的清晰度。如果看到接近毛玻璃邊緣處縱向線和橫向線是在不同平面上，對清橫向線，縱向線模糊；對清縱向線則橫向線模糊，這現(xiàn)象即表示有縱橫差存在。
8．檢驗鏡頭的有效光圈－－用一金屬片代替毛玻璃。在金屬片中央占一小孔，將鏡頭測距標(biāo)尺旋至無限遠(yuǎn)。置白色光源于金屬片處，光由金屬片上小孔通過鏡頭折射成一平行光束。這時在鏡頭筒前放一片毛玻璃，在毛玻璃上就可量光束直徑，這直徑就等于有效光圈的直徑。
9．分析力檢驗－－最好用試驗透鏡的標(biāo)準(zhǔn)圖樣（圖上畫著粗細(xì)不同的各組有規(guī)律的橫線，豎線和圓點）來檢驗鏡頭的分析力，這各圖樣可以在一些攝影手冊或攝影字典上找到（參考張印泉著“攝影原理與實用”“攝影應(yīng)用光學(xué)”），在使用圖樣時應(yīng)使圖上照明盡可能均勻，鏡頭與圖樣之間的距離應(yīng)不少于25倍鏡頭焦距的長度。試驗卡可用大張報紙或磚墻代替。惟用磚墻作為試驗時墻與鏡頭間距離應(yīng)離遠(yuǎn)，可以鏡頭焦距對無窮遠(yuǎn)時獲得最清晰的影像為準(zhǔn)。在試驗時應(yīng)采用高分析力的感光片并用微粒顯影。開足光圈“焦點要對準(zhǔn)、曝光要正確”，快門速度以能獲得中等密度的負(fù)片為準(zhǔn)，在此試驗中將能顯示出鏡頭的各種誤差對成像的影響，許多攝影家都認(rèn)為這是分析鏡頭質(zhì)量最良好的檢驗方法。
經(jīng)過上述一系列的檢驗后可以鑒定一個鏡頭的物理性能；再結(jié)合自己的需要進(jìn)行一系列的曝光試驗并仔細(xì)審查所得結(jié)果，便可以最后判定這一鏡頭的好壞了。

鏡頭的種類繁多，從焦距上分類，可分為短焦距、中焦距、和焦距和變焦距鏡頭；從視場的大小分類，可分為廣角、標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)攝鏡頭；從結(jié)構(gòu)上分類，還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭（指光圈、焦距、聚焦這三者均可變）等類型。由于鏡頭選擇得合適與否，直接關(guān)系到攝像質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，在實際應(yīng)用中必須合理選擇鏡頭。
1、 鏡頭的參數(shù)
鏡頭的光學(xué)特性包括成像尺寸、焦距、相對孔徑和視場角等幾個參數(shù)，一般在鏡頭所附的說明書中都有注明，以下分別介紹。
A、成像尺寸
鏡頭一般可分為25.4mm（lin）、16.9mm（2/3in）、12.7mm（1/2in）、8.47mm（1/3in）和6.35mm（1/4in）等幾種規(guī)格，它們分別對應(yīng)著不同的成像尺寸，選用鏡頭時，應(yīng)使鏡頭的成像尺寸與攝像機的靶面尺寸大小相吻合。

12. 7mm（1/2in）的鏡頭應(yīng)配12. 7mm（1/2in）靶面的攝像機，當(dāng)鏡頭的成像尺寸比攝像機靶面的尺寸大時，不會影響成像，但實際成像的視場角要比該鏡頭的標(biāo)稱視場角小，而當(dāng)鏡頭的成像尺寸比攝像機靶面的尺寸小時，就會影響成像，表現(xiàn)為成像的畫面四周被鏡筒遮擋，在畫面的4個角上出現(xiàn)黑角。

B、焦距
在實際應(yīng)用中，經(jīng)常會有用戶提出該攝像機能看清多么遠(yuǎn)的物體或該攝像機能看清多么寬的場景等問題，這實際上由所選用的鏡頭的焦距來決定，因為焦距決定了攝取圖像的大小，用不同焦距的鏡頭對同一位置的某物體攝像時，配長焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就大，反之，配短焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就小。當(dāng)然，被攝物體成像的清晰度還與所選用的CCD攝像機的分辨率及監(jiān)視器的分辨率有關(guān)。

理論上，任何一種鏡頭均可拍攝很遠(yuǎn)的物體，并在CCD靶面上成一很小的像，但受CCD單元（像素）物理尺寸的限制，當(dāng)成像小到小于CCD傳感器的一個像素大小時，便不再能形成被攝物體的像，即使成像有幾個像素大小，該像也難以辨識為何物。

當(dāng)已知被攝物體的大小及該物體到鏡頭距離，則可根據(jù)下兩式估算所選取配鏡頭的焦距：
f=hD/H
f=vD/V
式中，D為鏡頭中心到被攝物體的距離；H和V分別為被攝物體的水平尺寸和垂直尺寸；v為靶面成像的高度；h為靶面成像的水平寬度。

成像場景的大小與成像物體的顯示尺寸是互相矛盾的，舉個例子來說，用同一支攝像機對同一個停車場進(jìn)行監(jiān)視，選用短焦距鏡頭可以對整個停車場的全景進(jìn)行監(jiān)視并看到出入口外的車輛進(jìn)出，但卻不能看清該輛車的牌照號碼（該車在監(jiān)視器屏幕上僅占據(jù)了很小的面積）；而選用長焦距鏡頭雖可以看清該輛車的牌照號碼（該車占據(jù)了屏幕上的大部分面積），卻又不能監(jiān)視到整個停車場的全貌。因此當(dāng)需要既監(jiān)視全景以要看清局部時，一般應(yīng)考慮配用電動兩可變或電動三可變鏡頭。當(dāng)然，在選定了鏡頭的前提下，選用高分辨率的攝像機及監(jiān)視器則可以在被監(jiān)視物體成像尺寸較小時也能看清局部細(xì)節(jié)。

C、相對孔徑
為了控制通過鏡頭的光通量大小，在鏡頭的后部均設(shè)置了光闌（俗稱光圈）。假定光闌的有效孔徑為d，由于光線折射的關(guān)系，鏡頭實際的有效孔徑為D，D與焦距f之比定義為相對孔徑A，即
A=D/f
鏡頭的相對孔徑?jīng)Q定于被攝像的照度，像的照度E與鏡頭的相對孔徑平方成正比，一般習(xí)慣上用相對孔徑的倒數(shù)來表示鏡頭光闌的大小，即
F=f/D
式中，F(xiàn)一般稱為光欄F數(shù)，標(biāo)注在鏡頭光欄調(diào)整圈上，其標(biāo)值為1. 4、2、2. 8、4、5. 6、8、11、16、22等序列值，每兩個相鄰數(shù)值中，后一個數(shù)值是前一個數(shù)值的倍。由于像面照度與光欄的平方成正比，所以光欄每變化一檔，像面亮度就變化一倍。F值越小，光欄越大，到達(dá)攝像機靶面的光通量就越大。

D、視場角
鏡頭有一個確定的視野，鏡頭對這個視野的高度和寬度的張角稱為視場角。視場角與鏡頭的焦距f及攝像機靶面尺寸（水平尺寸h及垂直尺寸v）的大小有關(guān)，鏡頭的水平視場角ah及垂直視場角av可分別由下式來計算，即
ah=2arctg（h/2f）
av=2arctg（v/2f）
由以上兩式可知，鏡頭的焦距f越短，其視場角越大，或者，攝像機靶面尺寸h或v越大，其視場角也越大。如果所選擇的鏡頭的視場角太小，可能會因出現(xiàn)監(jiān)視死角而漏監(jiān)；而若所選擇的鏡頭的視場角太大，又可能造成被監(jiān)視的主體畫面尺寸太小，難以辨認(rèn)，且畫面邊緣出現(xiàn)畸變。因此，只有根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境選擇視場角合適的鏡頭，才能保證既不出現(xiàn)監(jiān)視死角，又能使被監(jiān)視的主體畫面盡可能大而清晰。



標(biāo) 題: 如何檢驗鏡頭的好壞
發(fā)信站: BBS 水木清華站 (Wed Apr 18 17:52:10 2001)

，而只能從鏡頭的牌號業(yè)判斷。然而名牌鏡頭既貴且少，不是普通經(jīng)濟(jì)力量所能辦到的
。如果應(yīng)用下述一系列檢驗方法就可以簡捷而精確地鑒定一個鏡頭的好壞，從而選得一
個既適合需要又是比較低廉的鏡頭，進(jìn)行這些試驗只需要一些簡單的工具，而這些工具
都是可以自己制造的。
1．觀察檢驗－－先用軟駝毛刷將鏡頭上灰塵和砂粒刷去，再用鏡頭紙及鏡頭清潔劑
揩干凈（鏡頭清潔劑，有的適用于加膜鏡面，有的不適用于加膜鏡面，僅適用于不加膜
鏡頭的，在瓶外都有文字注明，使用時應(yīng)加注意）。細(xì)心地將前鏡組和后鏡組旋下，把
每組鏡片揩干凈（“組”系指鏡片裝于金屬框上成為一單獨的構(gòu)件）但切勿將鏡頭進(jìn)一
步拆卸。在清潔后如發(fā)現(xiàn)鏡片上有云霧狀斑點即是鏡頭內(nèi)部各層透鏡間的膠合面的膠著
情況不良或者是有霉點，霉點是由于熱和水汽浸入而成。不容易除去，這會阻礙光層的
透過，降低鏡頭的結(jié)像能力。如果鏡頭上有小塊地方失去光澤有些紫藍(lán)顏色，那么這有
時是一個老鏡頭的標(biāo)志（這很容易與前述云斑辨清）。實際上這正如同近日的鏡頭加膜
，反而改善了鏡頭的曝光量。
再用放大鏡來觀察鏡片表面有無擦傷或其他碰撞的痕跡。這些痕跡也會影響到鏡頭
的結(jié)影能力。鏡片中有時有小氣泡，根據(jù)理論分析它可能會擋住和分散極微少的光線，
但實際上這微小的氣泡與鏡頭面積比較所占比數(shù)較小，所以對影象幾乎沒有什么妨害。
然后再觀察鏡頭筒上或快門上有無凹痕或傷痕。這此傷痕可能是由于跌碰或其他的打擊
而產(chǎn)生。如發(fā)現(xiàn)有此種傷痕，便是危險的標(biāo)志。因為常常有輕輕一擊而使各層透鏡位置
移動、光軸發(fā)生偏斜；如螺紋中有砂粒，也可能會使前鏡組或后鏡組位置移動而使光軸
不正，這是不容易修復(fù)的，在觀察檢驗中應(yīng)特別注意這些缺點。
作以下各種試驗時，最好使用有毛玻璃對光的照相機并把它裝在三腳架上來進(jìn)行。

2．鏡頭軸心檢驗－－用一厚金屬片，在其中心鉆一小孔（直徑約1－2毫米），將金
屬片遮住強光燈使照相機對準(zhǔn)板上小孔處射出的光點，使光點影像落在毛玻璃中央，熄
滅其他燈光使僅有片上小孔射出光點到達(dá)鏡頭，然后對清焦點，用放大鏡檢查光點的結(jié)
像，并將鏡頭緩緩轉(zhuǎn)動。此像應(yīng)該是圓的，并且在鏡頭轉(zhuǎn)動時不改變其位置和清晰度，
如果像的位置移動，并且清晰度改變，即是鏡頭軸心不正。
3．球面差檢驗－－在鏡頭開足光圈時，在毛玻璃中心，鏡頭的光軸部分，將一亮光
點對清焦點，校核其距離刻度。將光圈縮小三擋或四擋，光點的像依然清晰，這證明無
球面差。如果光圈收小后不清晰，必須將鏡頭稍向前伸長清晰，就是有球面差存在。
4、彗形差檢驗－－鏡頭的彗形差比較容易檢驗，將圓形光點結(jié)像移近毛玻璃邊緣處
，如果仍是圓形，就沒有彗形差；如何像是一端尖一端擴(kuò)散，那就沒有彗形差。
5．色差檢驗－－色差的檢驗亦很容易。將鏡頭分別套上綠、紅、藍(lán)三種濾色鏡向目
的物對清焦點，檢查其每一次距離刻度。如果使用每一種濾色鏡時距離刻度都不同，則
表示有縱向色差存在。利用檢驗時不宜用普通燈泡，因這種燈泡偏于紅光，而應(yīng)換用攝
影強光泡。將照相機向著小光點對清焦點，使結(jié)像在毛玻璃邊緣，用放大鏡觀察，如果
在像的一邊有紅光環(huán)，另一邊有藍(lán)光環(huán)，則表示有橫向色差存在。
6．像場彎曲檢驗－－在所用金屬片上再占一小孔，兩孔間距離，使其一結(jié)像在毛玻
璃中央，另一則在邊上，對清兩個光點的焦點時如果有像場彎曲立刻就可以發(fā)現(xiàn)。因為
兩個光點的結(jié)像不是同時清晰的話，這就表示平面物在像場上不能造成平面的像，而是
凹面的像。
7．象散（縱橫差）檢查－－將具有方格形線條的試驗卡為目的物，對清焦點時觀察
卡上縱向線及橫向線在毛玻璃上結(jié)像的清晰度。如果看到接近毛玻璃邊緣處縱向線和橫
向線是在不同平面上，對清橫向線，縱向線模糊；對清縱向線則橫向線模糊，這現(xiàn)象即
表示有縱橫差存在。
8．檢驗鏡頭的有效光圈－－用一金屬片代替毛玻璃。在金屬片中央占一小孔，將鏡
頭測距標(biāo)尺旋至無限遠(yuǎn)。置白色光源于金屬片處，光由金屬片上小孔通過鏡頭折射成一
平行光束。這時在鏡頭筒前放一片毛玻璃，在毛玻璃上就可量光束直徑，這直徑就等于
有效光圈的直徑。
9．分析力檢驗－－最好用試驗透鏡的標(biāo)準(zhǔn)圖樣（圖上畫著粗細(xì)不同的各組有規(guī)律的
橫線，豎線和圓點）來檢驗鏡頭的分析力，這各圖樣可以在一些攝影手冊或攝影字典上
找到（參考張印泉著“攝影原理與實用”“攝影應(yīng)用光學(xué)”），在使用圖樣時應(yīng)使圖上
照明盡可能均勻，鏡頭與圖樣之間的距離應(yīng)不少于25倍鏡頭焦距的長度。試驗卡可用大
張報紙或磚墻代替。惟用磚墻作為試驗時墻與鏡頭間距離應(yīng)離遠(yuǎn)，可以鏡頭焦距對無窮
遠(yuǎn)時獲得最清晰的影像為準(zhǔn)。在試驗時應(yīng)采用高分析力的感光片并用微粒顯影。開足光
圈“焦點要對準(zhǔn)、曝光要正確”，快門速度以能獲得中等密度的負(fù)片為準(zhǔn)，在此試驗中
將能顯示出鏡頭的各種誤差對成像的影響，許多攝影家都認(rèn)為這是分析鏡頭質(zhì)量最良好
的檢驗方法。
經(jīng)過上述一系列的檢驗后可以鑒定一個鏡頭的物理性能；再結(jié)合自己的需要進(jìn)行一
系列的曝光試驗并仔細(xì)審查所得結(jié)果，便可以最后判定這一鏡頭的好壞了。
摘自《大眾攝影》1959

http://product.zol.com.cn/products/param_list.php?subcatid=268