怎样挑选适合自己的长焦镜头（自己动手打造500mm长焦镜头）

长焦镜头的基本属性里一定有这个字——贵！现代的长焦镜头因为大光圈和特殊玻璃、复杂结构设计和装配精度的关系，成本居高不下，再加上出货量低，就更是一发不可收拾了。但如果放下一些要求，比如不需要大光圈，佳能400mm F5.6的价格就只要不到8000，只有F2.8的那颗“巨无霸”的1/8，一些副厂镜头甚至仅仅几十分之一。回顾长焦镜头的历史，采用望远结构的型号是在二战后的1960年代才出现，1970年代开始使用特殊玻璃，期间还有很多主打低价的长焦距镜头采用折返设计。而在二战前，没有望远结构，没有特殊镜片，没有折返设计，长焦镜头是非常简单粗暴的2片1组的望远镜结构，你没听错，整个镜头就2片镜片而已，但却能组成400mm F5.6、500mm F5、500mm F8等镜头，不过它的特点也很明显，就是体型非常长，比如下图这个蔡司Jena Fernobjektiv 500mm F8：

1凹1凸的2片1组实际上就是望远镜物镜的经典设计，事实上，1839年达盖尔发明的第一台相机上使用镜头就是2片1组的结构。所以，不论从望远镜还是从相机镜头来看，2片1组的长焦镜头结构都是成熟到可以追溯至相机历史之初的设计。

所以，想要自己打造一颗长焦镜头，最基本的需求就是先找到一个2片1组的凸透镜组合，如果你对镜头附件非常熟悉的话应该第一时间就能反应过来：这不就是近摄镜的结构么？但是那啥？近摄镜单独还能成像？要知道近摄镜本质上就是个凸透镜组合，当然可以在CMOS上聚焦成像，而且原厂副厂比比皆是。从原理上讲似乎单片设计也能搞定，那为什么一定要2片1组？这是因为1片玻璃不但会有严重的球面像差使画面朦胧，玻璃折射造成的色散现象也会使画面颜色混浊并且产生紫边。2片1组的透镜通常用一凸一凹的型式，利用第二片透镜校正第一片透镜的像差，效果会有明显改善，除此之外像徕卡也生产3片1组的近摄镜，目的也就是为了校正像差。

解决了结构上的问题，接下来就来解决这颗自制长焦镜头的细节设计，要造出一个能用的镜头有几个要素：用什么光学透镜、怎样实现完整的对焦范围、怎么装配，小胖就以这三个关键点来进行说明。

近摄镜的能力以屈光度表示，如果一个近摄镜的屈光度和焦距分别是d和f，它们的关系就是：d = 1000/f。所以，一个屈光度为2的近摄镜焦距就是500mm，用作2片1组的长焦镜头时，建议使用屈光度2~4（也就是焦距在250mm和500mm）之间的近摄镜，事实上古典2片1组的长焦镜头也基本都是这个焦段。这是因为屈光度太高（相当于焦距太短）不好装配，而且比250mm（屈光度 2）短的焦距玩起来没什么意思，可替代的成熟镜头太多。而屈光度太低（相当于焦距太长）则会使整个系统的长度太长，因为没有采用望远式的复杂镜头设计，所以2片1组的镜头长度往往跟焦距接近，也就是500mm镜头长度也会在500mm左右，因此低屈光度的镜头会变得太长而无法使用（其实500mm，半米长也不短了）。

具体的近摄镜方面，大家可以随意选择，原厂品质有保证一些，比如佳能500D 77mm版，它的屈光度就是 2，焦距500mm，可以组出一支超望远镜头。之所以选择77mm是为了避免边缘失光太严重甚至出现暗角，另外，副厂也无所谓，只要注意到屈光度和口径就行了。

因为是自制，无法让镜片在镜头内部移动来实现对焦，所以只能通过皮腔来改变镜头长度来实现对焦，电商上有不少这一类便宜而且重量比较轻的产品，只要保证15厘米左右的延伸程度就可以使用，而皮腔的伸长能力决定这个组合的最短对焦距离，延伸越长，对焦距离越近，下面是计算公式解读，理科苦手可略过过。

在对焦到无限远时，透镜光心到CMOS的距离等于焦距（此时像距=焦距），对佳能500D近摄镜而言这段距离就是500mm，4个近摄接环使得从近摄镜到接环底部的最短长度大约是390mm，小胖的案例用的是古董相机NEX6，法兰距18mm，所以从近摄镜到CMOS的总距离是408mm，不足500mm，剩下的92mm得要靠皮腔来补足。而小胖的皮腔拉到最长时，整个距离大约543mm，此时像距（从透镜光心到感光芯片的距离）v=543，而且焦距是f=500，代入公式1/u 1/v = 1/f，得到物距u=6313.95mm，也就是说，这个自制镜头的最短对焦距离为6.3米。

不过要注意皮腔有否漏光的问题，不然会明显影响成像。具体品牌不重要，但要注意到两点：第一，相机能否装得上去，如果不可以，能否找到接环。第二，能否找得到从该皮腔的镜头母口到安装近摄镜螺纹的转接环。近摄接环买那些超便宜的就行，反正什么功能都不需要。如果是转接索尼APS-C无反系统，4组近摄接环外加一个20厘米皮腔就基本够用了。

装配：准备多种直径转换接环很重要

2屈光度的近摄镜平时是通过镜头前端螺纹进行安装，但皮腔和近摄接环上不一定有螺纹，所以刚开始小胖就说要有一个从镜头母口转到螺纹的转接环，而且考虑到转接环的口径也可能和近拍镜的螺纹口径不同，因此也得准备一些口径上升或下降的接环，至多时甚至要准备52-58、58-62、62-72以及72-77这样复杂的系统，之所以在最极限的情况下不用单个的52-77接环的原因在光圈值上，前者光圈更大，详细计算如下（数学苦手可忽略）

设焦距为f，光圈开孔到透镜光心距离为d，光圈入瞳经为e，光圈F值=f-d/e。使用多个近摄接环可有效放大d，在2片1组的镜头结构里，e其实就是从近摄接环或皮腔，转接近摄镜安装螺纹的转接环直径，小胖的方案实测e=41mm，52-58、58-62、62-72以及72-77的多接环结构d值为30mm，而单一的52-77仅8.5mm，分别代入光圈F值=f-d/e，前者可得F11.4，而后者为F11.9，所以我们制作的是一颗500mm F11.4镜头。

但理论上这套系统的最大光圈并不只F11.4，因为入瞳径是从镜头前方看到的光圈开孔，所以如果从镜头（77mm）前方看入刚好就只看到完整的转接环内圈（41mm），我们就有最大的入瞳孔，实测佳能500D近摄镜内径为75mm，所以这套系统理论最大光圈=500mm焦距/75mm入瞳经=F6.67，而有公式：转接环内圈半径s/近摄镜半径R=f-d/f，代入数值解d值为226mm，换句话说本次自制500mm镜头里，佳能500D滤镜跟其螺纹转接环得有226mm长的锥形圆筒，才能保证到F6.67光圈，考虑到本身长度就已经可超过500mm，这样玩下去可真是提着快1米的镜头到处跑的节奏了，想想还是很有趣。

具体转接的机型小胖建议选择索尼或者其他有峰值对焦提示的无反，相对比较方便一点，500mm这个长度用皮腔的脚架环基本还能站稳，最终成型的就是这个样子：

实拍效果如下，2张1组，上为原始缩略图，下为100%放大细节，均转接索尼NEX6，ISO 200。

如何，画质是不是比想象中要好很多？100%放大时当然是无法跟正儿八经的长焦镜头相比，成像还是会略显不实，也会很比较明显的色散紫边，但也一定是足够惊艳了吧，从实用性来说……一个松松垮垮半米多长还要带脚架的500mm F11.4镜头说啥实用性，最重要的是要让大家看个热闹看个开心，近摄镜变长焦使用时效果其实相当好，相信使用他厂类似的2片1组近摄镜时的效果应该类似。小胖在此地再强调一次，最好使用2片1组结构的近拍镜才会有好效果，那些便宜的单片玻璃近拍镜的成像质量是不行的。

这个组合有什么缺点呢？首先，它很难对焦，在操作时一只手操控相机，另一只手拧皮腔上的旋钮对焦，所以必须上脚架，即便如此还是很麻烦。如果使用轻型皮腔组合，左手可以转旋钮对焦同时托住皮腔上的脚架座，但整套系统太长重心不好掌握。其次，峰值对焦和放大功能是必备，即便如此也失败率挺高。再次，这个组合没有光圈机制、永远只有一个光圈。最后，各种配件买起来费劲，很容易买到错的。

整套下来的成本在2000以内（佳能500D 77mm近摄镜就要1500……），有兴趣的话可以自己玩玩，便宜的耐司之类近摄镜也可以试试，理论上效果也不会差太多，搞成功了的一定要告诉我哦，哈哈哈。

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