镜头焦距变化范围十分重要。在购买相机时,对相机是否具有广角镜头,光学变焦有多少倍,一般都很关注。焦距是指焦平面(胶片或感光元件)到镜头内对焦点之间的距离。焦距短,视角就大,照片画面上能够呈现的空间也就大,能拍摄到更多景物,适合大范围的主题,例如风景照片、团体大合照等;而焦距长(例如新闻记者手中的“大炮”),照片画面上所呈现的物体也就大,就像望远镜一样,能够拍摄到较远的物体。
镜头焦距变化范围在相机镜头上有明确的标注。例如,上图是佳能伊克萨斯115的镜头照片。镜头左边英文标出这是佳能4倍变焦镜头,镜头右边有一排数字为:5.0-20.0mm,表示镜头的焦距可从5.0mm变化至20.0mm。这是镜头的实际焦距(也称物理焦距)。另一方面,相机广告(或销售说明)以及包装盒上面,可以看到这款相机的“等效35mm焦距”(或35mm等值焦距)为:28-112mm。这组参数是大家更为关心。大家都知道,广角镜头的焦距小于28mm,300 mm则是长焦的“大炮”。这里的28mm、300mm指的便是“等效35mm焦距”,不是镜头的实际焦距。这个数字不出现在相机镜头上。什么是“等效35mm焦距”呢?
相机拍摄时视角的大小不仅与焦距有关,而且还与相机感光元件(CCD或CMOS)的尺寸有关,这个道理可以通过下图说明。
图中,A和B代表两个不同尺寸的感光元件,它们具有相同的视角,但是焦距不同。假定LA和LB分别是感光元件A和B的焦距,LA和LB之间存在一定关系。感光元件几何形状通常是矩形,一般用它们的对角线长度作为特征长度,假定分别为SA和SB。从图中相似三角形比例关系,可以得到:LA=(SA/SB)LB
不同品牌、型号数码相机的感光元件尺寸往往各不相同。考虑到感光元件尺寸影响,要对相机镜头焦距有一个统一的标注,需要有一个参照标准,这样不同相机之间才有可比性。目前广泛采用35mm相机作为参照。35mm相机过去是用的最多的,它使用135胶卷,尺寸为36 x 24mm。现在小数码相机感光元件要比它小很多。
假定上图中感光元件A的尺寸为36 x 24mm(35mm相机),B是某种数码相机的感光元件, 是其实际焦距, 就是它的“等效35mm焦距”。因此,
“等效35mm焦距”=数码相机镜头的物理焦距× (SA/SB)
我们称(SA/SB) 为焦距系数或者焦距倍数。
下面简要介绍各类数码相机感光元件尺寸,以及焦距系数。
单反相机感光元件尺寸标注比较清楚,表示为长度x宽度。感光元件尺寸和35mm胶卷相同的称为全画幅,例如佳能5D Mark II,尼康D700,D800等等。它们的焦距系数是1,即物理焦距和35mm焦距相同。入门级单反感光元件一般采用APS-C画幅,它是全画幅上下左右各裁去一个块,因此比全画幅小。佳能550D、600D为22.3x14.9mm,尼康D5100、D7000为23.6x15.6mm。
单电(微单)相机感光元件的标注与单反相机一样。
小数码相机感光元件要比单反、单电相机小很多,标注也比较绕弯,表示为“1/xx”英寸。现在常用的有:1/2.3英寸,1/2.0英寸,1/1.7英寸等。显然,分母的数字越大,元件尺寸越小。这是一个名义尺寸,是“能够包容整个感光器件(包括了有效像素、无效像素、附加固定定位件边框等等)的外接圆的直径”。因为感光元件为矩形,因此就是该矩形对角线长度。从这个数字本身计算得到的数值比实际尺寸要大,因为它还包括了元件边框等,不同相机元件边框宽窄也可能不同。下表为网上查到的感光元件数据,以及由此计算得到的焦距系数供参考(不同相机数据可能有些差别)。
格式 | 长度(mm) | 宽度(mm) | 对角线 | 焦距系数 |
全画幅 | 36 | 24 | 43.27 | 1 |
佳能APS-H | 27.9 | 18.6 | 33.53 | 1.3 |
尼康APS-C | 23.6 | 15.8 | 28.40 | 1.5 |
佳能APS-C | 22.3 | 14.9 | 26.82 | 1.6 |
佳能1.5英寸*1 | 18.7 | 14 | 23.36 | 1.85 |
4/3系统*2 | 17.3 | 13.0 | 21.64 | 2.0 |
尼康 1系列*3 | 13.2 | 8.8 | 15.86 | 2.73 |
1/1.7英寸 | 7.76 | 5.82 | 9.70 | 4.46 |
1/1.8英寸 | 7.2 | 5.3 | 8.94 | 4.84 |
1/2.0英寸 | 6.4 | 4.8 | 8.0 | 5.41 |
1/2.3英寸 | 6.16 | 4.62 | 7.70 | 5.62 |
1/2.5英寸 | 5.76 | 4.29 | 7.18 | 6.02 |
1/2.7英寸 | 5.3 | 4.0 | 6.64 | 6.52 |
*1---佳能最新的G1X相机采用这种格式的CMOS
*2---奥林巴斯、松下等单电相机采用这种格式的感光元件
*3---尼康最近推出的单电J1、V1采用这种格式的感光元件
补充举例: