计算镜头焦距的参考点是什么？

我了解单个透镜的焦距的概念，即从透镜到平行光线会聚的点的距离。但是，在具有多个透镜元件的摄影镜头的情况下，从何而算出整个镜头的焦距到底在哪里？

让我们从简单的情况开始，一个元素：

从顶部开始：正/凸透镜，负/凹透镜，凹面镜，凸面镜。

进入透镜的平行光线将聚焦在某个点（F），而焦距（f）由透镜中心（光学中心）与焦点之间的距离确定。

因此参考点是单个元素的光学中心。

好的，但是多镜片呢？

对于多元素镜片，没有参考点可以轻松找到。正如David所说，参考点是具有相同焦距的假设单个元素的中心。

该参考点可以在任何位置-在第一个元素前面，在镜头内部或在最后一个元素后面。

光学中心如何移到镜头外？

远距照相组：最通常使用所谓的远距照相组：

在此图中，有两个元素组。第一组（左侧）的作用类似于“正常”（凸或正）透镜，导致光线（蓝线）会聚。第二组（在右侧）是远摄组，用作散布光线的负透镜。

最终结果是，焦点将“看到”更远的单个正元素的等效物（用红色虚线表示）。假设的“等效单元素”（H'）的光学中心是测量焦距（f'）的参考点。

倒置长焦：您可以交换组以将长焦组放在前面。然后，您将获得一个（广角）镜头，其中最后一个元素与焦点之间的距离可以大于焦距。这种结构称为逆焦镜。

镜子：您也可以使用镜子。镜面镜片通过来回反射光线来“重用”其物理长度。同样，焦点将“看到”更远处的单个元素。

后视镜，在这里与远摄组组合

你为什么想这么做？

对于长焦镜头，这是因为标准设计会导致镜头太长而难以使用：

500毫米长焦，无远摄组。500毫米必须至少长50厘米（20英寸）。

对于广角镜头，要在镜头和图像传感器之间留出更多空间。例如，有10mm的数码单反相机镜头，但传感器与镜头之间的10mm镜头没有足够的空间。因此，通常将超广角镜头设计为逆焦镜头。

7.5mm鱼眼镜头，不带复古对焦。请注意，套管从镜头座伸出，以使元件足够靠近胶片。安装镜头需要锁定反光镜，并且在安装镜头时无法使用取景器或内置测光功能。（图片来自B＆H）

那如何检查镜头的焦距呢？

请参阅测量焦距。

简而言之：

• 拍摄两个遥远的点
• 测量点之间的角度
• 测量图像传感器上两点之间的距离（计算照片中两点之间的像素，并从分辨率和传感器尺寸中得出传感器距离）
• 焦距=传感器上的距离（毫米）/角度（*）（180 / pi）

资料来源：

• http://en.wikipedia.org/wiki/Telephoto_lens
• http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_centre
• http://en.wikipedia.org/wiki/Focal_length
• http://en.wikipedia.org/wiki/Ang%C3%A9nieux_retrofocus
• http://www.bobatkins.com/photography/technical/measuring_focal_length.html

图片：B＆H的鱼眼镜头，其他图片由Wikipedia提供。

维基百科给出了答案 ...

“当摄影镜头设置为“无限远”时，其后节点在焦平面上与传感器或胶卷分开，其焦距为镜头。”

这就引出了一个问题……节点是什么？维基百科还回答为：

“前后节点的特性是，瞄准其中一个的光线将被透镜折射，使其看起来好像是来自另一个光线，并且相对于光轴的角度相同。”

对于现代相机镜头而言，由于结构复杂，后节点不一定总是位于同一位置，因此精确性问题将取决于镜头。

要扩展节点：

定义简单：它位于等效单片弯月形透镜的中心，其焦距和光圈与被测复合透镜相同。

镜头的节点最实用的方面是它可以绕镜头摆动而不会在图像中产生任何运动的点。对于简单的单元素透镜，节点位于透镜的中心；对于诸如Schmidt-Cassegrain望远镜之类的折叠光学系统，该节点位于镜头前方。

进行物理测试以找到镜片的结点有点棘手。我将尝试在没有视觉辅助的情况下进行解释：

考虑一个三脚架。三脚架头部的垂直旋转轴将成为我们放置镜头节点的位置。为此，必须将镜头安装在允许其与三脚架轴的距离变化的板上。此外，图像必须投影到未安装在镜头上的屏幕上（因此无法使用相机机身！）。我们寻找屏幕位置和滑块设置的组合，在这种组合中，可以旋转三脚架头，并且当镜头的光轴移入/移出与屏幕成一直线时，对图像的唯一影响是渐晕。

拍摄全景照片时，会产生真正的实际意义。为了使图像之间的失真最小（从而更好地进行拼接或跟踪），必须将摄像机绕其节点旋转。因此，利用其机身的安装点，将您的袖珍相机-甚至您喜欢的pro DSLR-直接放在三脚架上，就意味着您要在节点和像面之间的某个地方旋转，除非可能装有一些广角镜。

一般而言，对于明显的1：1 fov镜头（在全尺寸成像仪上为50mm或在35mm的胶片机身上），节点将位于镜头中间附近。对于全变焦的变焦镜头，它可能在前面，而在广角时，它将在镜头中心后面。无论使用哪种方式，该节点都将位于相机成像器前面指定的焦距处。

（这是我今天更密集的物理实验室之一的主题，因此即使我获得了A认证，有时也会有45年的记忆缺口，但是我想我现在仍然有一般的细节） 。