变焦

石鑫华视觉

变焦概述

         变焦是镜头的一种功能，是指镜头的光学焦距可以改变的能力。民用相机中一般来说包括光学变焦(optical zoom)与数码变焦(digital zoom)两种。两者虽然都有有助于望远拍摄时放大远方物体，但是只有光学变焦可以支持图像主体成像后，增加更多的像素，让主体不但变大，同时也相对更清晰。通常变焦倍数大者越适合用于望远拍摄。光学变焦同传统相机设计一样，取决于镜头的焦距，所以分辨率及画质不会改变。数码变焦只能将原先的图像尺寸裁小，让图像在屏幕上变得比较大，但并不会有助于使细节更清晰。数码变焦本质上是图像处理设备给人眼造成的一种幻觉，并不是镜头本身的功能。在民用相机中的，通过数码变焦，可以只截取图像传感器中的一部分用于最终的成像，从而感觉有放大原效果，但是图像的清晰度不会有质的提高的。在工业相机中，也可以通过工具栏扣ZOOM IN、ZOOM OUT放大缩小工具进行缩放，以达到数码变焦的功能。

光学变焦

        光学变焦英文名称为Optical Zoom，依靠光学镜头结构来实现变焦。

                               
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光学变焦原理

        从上图的原理图中可以看到，通过改变浮云镜片的位置，从而改变整个镜头中镜片组的相对位置，这样就会使得镜头有效焦距发生改变，以达到变焦的功能。镜片组的改变，可以改变其中的某一个镜片，也可以改变其中的若干镜片组，但是不能在所有镜片级位置不变的情况下改变所有镜片组在镜头中的位置，那样就不是变焦了，而是对焦，或调焦、聚集。变焦与调焦虽然只有一个字的差别，但是其作用、功能、原理上却是天差地别的。

                               
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松下数码相机变焦镜头的设计

         数码相机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多，就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远，对于变焦性能不强的相机来对比，调整焦距的远程拍摄也相对清晰一些。
　　光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候，视角和焦距就会发生变化，更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体递进的感觉。
　　显而易见，要改变视角必然有两种办法，一种是改变镜头的焦距。用摄影的话来说，这就是光学变焦。通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。另一种就是改变成像面的大小，即成像面的对角线长短。在的数码摄影中，这就叫做数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。
        如今的数码相机的光学变焦倍数大多在3倍－5倍之间，即可把10米以外的物体拉近至5-3米近；也有一些数码相机拥有10倍以上的光学变焦效果。家用摄录机的光学变焦倍数在10倍~22倍，能比较清楚的拍到70米外的东西。使用增倍镜能够增大摄录机的光学变焦倍数。如果光学变焦倍数不够，我们可以在镜头前加一增倍镜，其计算方法是这样的，一个2倍的增距镜，套在一个原来有4倍光学变焦的数码相机上，那么这台数码相机的光学变焦倍数由原来的1倍、2倍、3倍、4倍变为2倍、4倍、6倍和8倍，即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。
工业镜头在成像时，因为一般使用定焦镜头，因此其焦距是不能改变的。但是我们也可以通过以上的办法，使用增倍镜的方法，改变焦距。可以在镜头与相机之间，添加增倍镜，如2X的倍镜。另外工业镜头还可以加延长管。如果延长管和镜头、增倍镜一直使用时，需要考虑延长管与倍镜的相对位置，镜头接延长管再接增倍镜和镜头接增倍镜再接延长管这两种方式的效果是不一样的，需要使用者自己注意其中的差别。