光圈概述

陳大威

現(xiàn)代照相機(jī)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(guò)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(chǎng)（膠片平面）的光線(xiàn)就越多，像場(chǎng)的照度就越大；反之進(jìn)入像場(chǎng)的光線(xiàn)會(huì)減少，像場(chǎng)照度降低。所以光圈主要的作用是配合快門(mén)控制膠片的曝光量。同時(shí)，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(duì)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(chǎng)像質(zhì)，這是由于減小了球差與彗差對(duì)成像的影響。但光圈過(guò)小時(shí)也會(huì)由于衍射而影響像質(zhì)，所以每個(gè)鏡頭一般都有成像較佳的幾擋光圈值。 在照相機(jī)發(fā)展的歷程中，出現(xiàn)過(guò)多種形式的光圈。某些簡(jiǎn)易照相機(jī)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(jī)。還有一種光圈是一個(gè)或數(shù)個(gè)打有不同孔徑圓孔的圓盤(pán)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)，把不同孔徑的圓孔對(duì)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(jī)。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(lèi)光圈普遍安裝在現(xiàn)代各種照相機(jī)的鏡頭上。一些照相機(jī)的程序快門(mén)開(kāi)啟時(shí)通光孔徑的大小可以設(shè)定，所以這類(lèi)快門(mén)同時(shí)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(shí)直接收至預(yù)定位置，在曝光時(shí)不再改變。這種工作方式常用于旁軸取景照相機(jī)上，如鳳凰205A/B型相機(jī)、徠卡M6型相機(jī)。因?yàn)榇祟?lèi)相機(jī)在取景時(shí)不通過(guò)鏡頭取景，所以光圈收縮至預(yù)定位置不會(huì)影響取景器的亮度，大型機(jī)背取景相機(jī)除外。而單反相機(jī)由于通過(guò)鏡頭取景，所以需要較明亮的取景視場(chǎng)以便于觀察與聚焦。因此單反相機(jī)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(kāi)狀態(tài)，直至按下快門(mén)鈕以后，在快門(mén)打開(kāi)前的一瞬間才收縮到位。幾乎所有的單鏡頭反光相機(jī)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(jì)算方式有F、T兩種。F值是照相機(jī)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(jí)（數(shù)字越大），曝光量就減小一級(jí)，即F值越大，光圈越小。 但入瞳直徑的計(jì)算方法僅表示入瞳有效面積的變化，而沒(méi)有考慮到鏡片透光率，所以F值未反映鏡頭透光率對(duì)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(shí)際曝光量會(huì)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?。?。在要求較高的電影攝影機(jī)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(duì)應(yīng)的F值的倒數(shù)——最大相對(duì)孔徑。對(duì)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(duì)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(shí)，光圈發(fā)生漂移，這是因?yàn)楫?dāng)焦距發(fā)生變化時(shí)，入瞳直徑?jīng)]有得到相應(yīng)的精確補(bǔ)償所至。焦距越長(zhǎng)，最大光圈相應(yīng)越?。‵值變大）。由于光圈值的漂移，此類(lèi)鏡頭的光圈一般標(biāo)有兩條基線(xiàn)。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(zhǎng)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(shí)，由于鏡片間精確的相互移動(dòng)補(bǔ)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(jì)與制造難度，因而價(jià)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(jī)械光圈逐步被電動(dòng)光圈取代。原有的機(jī)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(jī)械接口與電子接口相比較，電子控制光圈不需要機(jī)械聯(lián)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)了精細(xì)調(diào)節(jié)。 現(xiàn)代自動(dòng)鏡頭對(duì)光圈值的標(biāo)示也發(fā)生了變化。一類(lèi)鏡頭如尼康的自動(dòng)鏡頭仍保留有光圈刻度，可以手動(dòng)機(jī)械方式調(diào)整，以便于與手動(dòng)機(jī)身相兼容。另一類(lèi)自動(dòng)鏡頭如佳能和美能達(dá)的自動(dòng)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(jī)身的液晶屏幕上,并用機(jī)身上的控制裝置調(diào)節(jié)光圈,但這類(lèi)鏡頭不能與手動(dòng)機(jī)身兼容。◆