与固定焦距 (FFL) 镜头相反,变焦镜头的焦距可以在保持焦点时变化。改变镜头之间的空隙,镜头焦距就会改变;如CCTV镜头、IR监控镜头、摄影镜头。
在变焦镜头设计中,具有可变光学特性的光学系统——变焦镜头系统——可分为两组。一组称为转焦器,另一组称为可变物镜。转焦器是一种具有可变放大倍率的望远镜光学系统,它通常放置在物镜的前面。可变物镜是一种光学系统,它在物体或图像处于有限距离或图像与物体之间的距离有限的条件下成像。变焦镜头的主要功能是在要求的整个焦距范围内或放大。这种光学特性的改变是通过改变光学系统的一些元件的位置(位移)来实现的。如果选择偏移以便在整个焦距或放大倍率范围内不改变像平面的位置,我们称其为像平面位置的机械补偿。在这样的光学系统中,至少一个系统构件需要非线性移动。
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变焦镜头可以在一定范围内变换焦距,从而获得不同宽度的视场角、不同大小的图像和不同范围景物的镜头。变焦镜头可以在不改变拍摄距离的情况下改变拍摄范围,因此非常适合构图。
因为一个变焦镜头可以兼作多个定焦镜头,减少了摄影器材的数量和旅行时更换镜头的时间。
通过移动镜头内部的玻璃来改变焦点的位置,改变镜头焦距的长度,改变镜头的角度,从而放大和缩小图像。
在变焦镜头上对焦时,首先将图像调到最大进行对焦。然后焦距减小到所需的焦距。在此过程中,图像保持清晰。
变焦镜头最大的特点,或者说它的最大价值,就是它实现了镜头焦距可以随拍摄者的意愿进行变换的功能。与固定焦距的镜头不同,变焦镜头不是依靠快速更换镜头来实现镜头焦距的移动,而是通过推拉变焦或旋转镜头部分来改变镜头焦距,在变焦范围内可以改变焦距,即变焦范围内的任意焦距都可以用于摄影,这为构图的多样化创造了条件。