用普通照相机拍照,当物距发生变化时,像距也需要相应地调整(即调焦,调整暗箱的长度),但在用“傻瓜”相机照相时,却不需要“调焦”,即不论物距如何变化,只要镜头对准要拍的人或景物,就可拍得清晰的照片。这是什么原理呢?
根据透镜成像公式:1/u+1/v=1/f可得,v=uf/(u-f),令u/f=n,即u=nf,则v=nf/(n-1),当u>>f (n很大)时,v≈f。
“傻瓜”相机焦距都很小(一般f=35mm),同时要求所摄景物在3m以外(满足u>>f)。用透镜成像公式计算,当物距u=3.5m(n=100)时,则像距v≈35.35mm,成像离焦点很近;当物距为7m时(n=200),像距v’ ≈35.18mm,即物距从3.5m增大到7m时(n从100增至200),两次成像仅相差0.17mm。可见,当所摄景物较远时,由于物距变化而引起的像距变化是很小的,且物距越远引起的像距变化越小,同时离焦点极近,所以可以认为像的位置几乎是不变的。
通常看来,物距变化,像距当然要变,不然就不符合成像公式了,对“傻瓜”相机不需“调焦”感到不可理解,甚至认为它一定很复杂、很高级(这里只讨论焦距的调整,不考虑光圈和快门的问题)。注意“傻瓜”相机的光学原理是在物距远大于焦距时,近似认为像距不变的。另外据成像公式求出的像距是成像最清楚的距离,但这个位置附近并不是不能成像,实际上仍然呈现比较清楚的像,对一般生活摄影是可以满足的。