倒置远摄(retrofocus)镜头
显而易见的,倒置远摄镜头的设计,正是将远摄设计颠倒过来:前镜组采用负镜组,后镜组为正镜组。
优点:允许焦距比后焦点距离更短。换句话说,后焦点距离大于20mm的镜头也可以做到20mm焦距(单反相机必备,无反光镜相机的后焦点可以小于20mm)。这种设计还提供了相对的大光圈和广视角,拥有最小的暗角,且很少有球面像差。
缺点:像场弯曲非常常见。焦点的远近会导致像差的变化,所以通常一支在无限远成像不错的镜头在近距离拍摄的质量就会变差,反之亦然。广角镜头有多种像差,而且非常严重(彗差和横向色差,还有畸变),需要大量镜片进行校正。畸变通常很难校正(有人认为鱼眼镜头就是不校正畸变的大视角倒置远摄镜头)。
倒置远摄结构通常也会导致镜头体积增加。你是否注意到50mm镜头通常都是最小的,而长焦和广角镜头体积都很大?如果你见过旁轴镜头,通常就没有这个现象,因为没有那么大的后焦点距离。
历史:倒置远摄镜头最早出现在上世纪20年代,用于电影行业:彩色摄影机需要后焦点距离很长的镜头,因为镜头后方的棱镜占用了大量空间。Angenieux将“retrofocus”注册为商标,所以当时的其他制造商只能使用“倒置远摄”(reverse telephoto)一词来描述这种镜头。今天“Retrofocus”和“倒置远摄”可以互换使用。

早期Angenieux镜头设计
当单反相机在上世纪30年代首次登场亮相时,并没有广角镜头可用。因为由于反光镜的存在,镜头后焦点距离必须非常长。Exacta(第一台单反相机)和其他早期单反只能使用40mm以上镜头,直到摄影行业引入了倒置远摄镜头设计。

Exacta单反相机
今天任何焦距在40mm以下的单反镜头都一定是倒置远摄设计。负向前镜组的镜片几乎总是做成新月形状,而且通常不止一片(新月形有助于校正像场弯曲和中心像差)。类似的,后镜组通常也使用多枚正向镜片,中间则是其他镜片和镜组。几乎所有现代高质量倒置远摄镜头至少有一枚非球面镜片,广角和大光圈镜头通常拥有多枚。
你可以从下面3个镜头的结构图中看到,焦距越短,倒置远摄的结构就越复杂:

从左到右分别是35mm f/1.4,24mm f/1.4和14mm f/2.8镜头
复杂镜片和镜组不仅是成像的需要,更是校正这种结构天生光学缺陷的需要。例如,一支倒置远摄镜头在对近距离物体对焦时,可能会出现很严重的散光,但在对远处对焦时慧差又取而代之等等。
复杂的设计和镜片数量解释了为何一支24mm f/1.4镜头通常都很贵,而且体积比50mm f/1.4更大。看下面蔡司21mm f/2.8镜头的剖面图。注意镜头内部不仅有复杂的镜片,还有大量复杂的金属结构用来固定镜片。你还可以看到这种结构中镜片有多么容易偏离光轴或倾斜。这就是为什么超广角镜头的分辨率有时会有从一边到另一边的微妙变化的原因。

一个有趣的事实是,为了提高分辨率,广角镜头通常需要在畸变上做出让步。因此,高锐度广角镜头(例如蔡司21mm和尼康24mm)上出现的畸变可能是设计师有意为之,而不是设计缺陷。
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