你是我的眼——镜头篇

　　人类用眼睛来感知色彩缤纷的世界，而照相机则是用镜头来摄取美丽的景物。人眼中客观存在的场景实际上是一种光学信息的表达，景物反射出不同亮度和光谱的光线 以显示出不同的色彩。照相机就是要把某一瞬间的光线永久保存下来，传统照相机是把这些光线转化对应为胶片上化学药剂的变化，而这些胶片也只是半成品，还需 进一步的化学反应才能显影，可见传统胶片照相机的拍摄过程完全是光信号与化学信号的转换过程。而数码相机不管其最终的存储介质是什么，其本质是把一组一定 亮度和光谱的光线转化为一堆二进制数，然后保存在某种记录介质上，属于光信号与电信号的转换。然而不论是数码相机还是传统照相机，首先接收的都是景物的光 学信息，所以，光学镜头是必不可少的第一组件，被摄景物必须经过光学镜头才能成像到达成像器件。因此，人们常说镜头是相机的眼睛。

　　镜头的作用是将光线聚集到感光元件上来。相比传统胶片相机来说，大部分数码相机的感光元件尺寸较小，而且外部的光线有时无法产生足够的强度来使感光器件获得 足够的光源信息。镜头就将外部的目标物体反射回来的光线通过其特定的形状，汇聚折射到感光器件上。类似的工作状态有点像我们小时候在自然课上学过的用一片 凸透镜聚光来产生更多的光亮。

　　在通过镜头确认要拍摄的对象以后，我们把相机的镜头对准目标物体。这时，物镜或物镜组就会根据自动对焦系统的控制信号来调节它和感光器件的距离，使物体的像刚好落到感光元件上，这样才可以形成清晰的图像。而镜头的自动对焦系统的工作原理，就是我们要讨论的重点之一。

　　现今的数码相机自动对焦镜头从工作原理上说大多都采用了间接实测物距方式进行对焦。它是利用一些可以被利用的间接距离测量方式来获取物距，通过运算，伺服电 路驱动调节焦距的微型马达，带动调焦镜片组进行轴向移动，来达到自动调节焦距的目的。经常被利用来进行间接距离测量的方式有：无源光学基线测距、有源超声 波测距、有源主动红外测距以及现代的激光技术在测量领域的应用等。

　　无源光学基线测距：熟悉摄影的朋友都知道，这是一种在取景器里使用光学基线原理得到磨砂、裂像、菱锥等手段的焦距调节方式。磨砂颗粒最细腻时、景物目标在两 半圆裂像环中完全吻合上、菱锥的晶体不再明显时就是被摄目标的物距调节到清晰了……这些应用技术都是可以通过光路传递给光电电路捕获到阴影面积发生的变 化，经过一系列的函数分析计算后，进行调焦驱动。  

　　有源超声波测距：通过发射具有特征频率的超声波对被摄目标的探测，使用发射出特征频率的超声波和反射回接受到特征频率的超声波所用的时间，换算出距离，也就是物距，利用伺服电路驱动调节焦距的微型马达，达到自动调焦的目的。

　　有源主动红外测距以及现代激光技术测距：二者在原理上基本相似。这类方式在应用上目标精度极高，由此而来的高成本也是可想而知的。且体积一般都比较大，维护也相当困难，不过在高档摄影器材中已经有了一些使用这类技术简化版的产品出现。  

　　对焦过程结束后，各位摄影师就该准备按下快门永久保存下令人感动的瞬间了。那么具体的物象是如何变成一系列的光电信号的呢？让我们接着说说感光元件那些事。

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