光圈概述

陳大威

現(xiàn)代照相機都有光圈，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，并通過其孔徑的變化決定鏡頭的通光量。光圈的孔徑越大，進入像場（膠片平面）的光線就越多，像場的照度就越大；反之進入像場的光線會減少，像場照度降低。所以光圈主要的作用是配合快門控制膠片的曝光量。同時，光圈的大小也決定了景深的變化，光圈越小則景深越大。光圈還對成像質(zhì)量有一定影響。適當收小光圈可以提高影像的分辨率和邊緣像場像質(zhì)，這是由于減小了球差與彗差對成像的影響。但光圈過小時也會由于衍射而影響像質(zhì)，所以每個鏡頭一般都有成像較佳的幾擋光圈值。 在照相機發(fā)展的歷程中，出現(xiàn)過多種形式的光圈。某些簡易照相機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。還有一種光圈是一個或數(shù)個打有不同孔徑圓孔的圓盤，通過轉(zhuǎn)動，把不同孔徑的圓孔對準鏡頭光闌位置以改變光束直徑，象美能達的TC-1型袖珍相機。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。這類光圈普遍安裝在現(xiàn)代各種照相機的鏡頭上。一些照相機的程序快門開啟時通光孔徑的大小可以設(shè)定，所以這類快門同時也具有光圈的作用。 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)光圈大小時直接收至預(yù)定位置，在曝光時不再改變。這種工作方式常用于旁軸取景照相機上，如鳳凰205A/B型相機、徠卡M6型相機。因為此類相機在取景時不通過鏡頭取景，所以光圈收縮至預(yù)定位置不會影響取景器的亮度，大型機背取景相機除外。而單反相機由于通過鏡頭取景，所以需要較明亮的取景視場以便于觀察與聚焦。因此單反相機中的光圈在光圈設(shè)定以后，并非立即收縮，而是先保持光圈的全開狀態(tài)，直至按下快門鈕以后，在快門打開前的一瞬間才收縮到位。幾乎所有的單鏡頭反光相機均應(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)值標出。計算方式有F、T兩種。F值是照相機應(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（數(shù)字越大），曝光量就減小一級，即F值越大，光圈越小。 但入瞳直徑的計算方法僅表示入瞳有效面積的變化，而沒有考慮到鏡片透光率，所以F值未反映鏡頭透光率對曝光量的影響。因鏡頭的材料、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量與鍍膜的不同，實際曝光量會有一定的差異（由于現(xiàn)代鏡頭多采用多層鍍膜，所以這一差異較?。Ｔ谝筝^高的電影攝影機的鏡頭上，一般才采用T制光圈。 鏡頭通常在前部標出最大光圈對應(yīng)的F值的倒數(shù)——最大相對孔徑。對于定焦鏡頭，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。而對于變焦鏡頭，常有兩種形式：一種標有一組變化值，如：1：3.5-4.5，另一種標有固定值，如1：2.8。前一種鏡頭表示在選用不同焦距時，光圈發(fā)生漂移，這是因為當焦距發(fā)生變化時，入瞳直徑?jīng)]有得到相應(yīng)的精確補償所至。焦距越長，最大光圈相應(yīng)越小（F值變大）。由于光圈值的漂移，此類鏡頭的光圈一般標有兩條基線。一般涂成不同顏色。一條用于最短焦距光圈標示，另一條用于長焦距一端。再一種光圈恒定的變焦距鏡頭在焦距發(fā)生變化時，由于鏡片間精確的相互移動補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)計與制造難度，因而價格較高。

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。原有的機械光圈逐步被電動光圈取代。原有的機械方式調(diào)整光圈改為由電子步進馬達調(diào)整，鏡頭控制光圈的接口也發(fā)生變化。機械接口與電子接口相比較，電子控制光圈不需要機械聯(lián)動，并實現(xiàn)了精細調(diào)節(jié)。 現(xiàn)代自動鏡頭對光圈值的標示也發(fā)生了變化。一類鏡頭如尼康的自動鏡頭仍保留有光圈刻度，可以手動機械方式調(diào)整，以便于與手動機身相兼容。另一類自動鏡頭如佳能和美能達的自動鏡頭已不再在鏡頭上標示光圈刻度，光圈F值只顯示在機身的液晶屏幕上,并用機身上的控制裝置調(diào)節(jié)光圈,但這類鏡頭不能與手動機身兼容?！?/p>