尼克尔镜头——“一千零一夜”故事

第一夜

No.1

传承至今的对称型广角镜头

NIKKOR-O 2.1cm f/4

这款广角镜头作为用于尼康S系列测距照相机的S卡口可更换镜头,发售于1959年。

此后,又作为用于同年发售的“尼康F”单镜反光照相机的可更换镜头,发售于同年12月。

佐藤治夫

NIKKOR-O 2.1cm f/4 的镜头结构与特征

“NIKKOR-O 2.1cm f/4”和专用取景器

这款镜头的明显特征如照片所示,镜头从安装面向后(后组)突出。镜头后端与胶卷平面间只有7mm之隔。因此,该镜头用于能向上弹起反光板的手动对焦单镜反光照相机,具体有“尼康F”、“F2”系列等。取景时需将专用取景器安装在“F”、“F2”的配件热靴上,而对焦则需通过目测进行。

图1. “NIKKOR-O 2.1cm f/4”的结构
图2. “比奥贡航(Biogon) 2.1cm f/4.5”的结构
图3. 用于大画幅照相机的镜头“NIKKOR-SW 65mm f/4(S)”的结构

来说些较难的内容。该镜头的光学系统(图1)为凹凸凹对称型。这与用于当代单镜反光照相机的主流――后焦距较长的反远距型广角镜头在结构上存在着很大的差异。

从基本上说,凹凸凹对称型镜头结构以闻名至今的“比奥贡航(Biogon)”型(图2)先行问世。其后,日本光学工业(现在的尼康)的著名设计师――脇本善司(Wakimoto Zenji)先生发明了具有相同凹凸凹对称型镜头结构的“NIKKOR-O 2.1cm f/4”。

脇本先生是S、F系列尼克尔镜头的开发者之一,也是微距尼克尔镜头的发明人。

说回正题,“NIKKOR-O 2.1cm”的发明要点在于:在4组8片的结构中,夹住光圈的两组透镜(第2和第3组)为3片接合透镜。

“比奥贡航”型按凹、凸、凹的顺序接合了3片透镜,而“脇本”型(恕我擅自如此命名)则以凸、凹、凸的顺序接合。

“脇本”型更利于实现大口径化。

该3片接合透镜,组合在一起起着凸透镜的作用。虽然从整体上看是凸透镜,但“比奥贡航”型为凹、凸、凹结构,凹透镜较多。因此,夹在中间的凸透镜必须持有高放大倍率,而这就会导致镜头变粗,且发生的色差增大。

然而,“脇本”型为凸、凹、凸结构,凸透镜较多,更能控制在各方面发生的色差。并且,3片接合透镜位于光圈附近,更能影响亮度。

因此,当时的“比奥贡航(Biogon) 38mm”(用于6×6格式)、“比奥贡航(Biogon) 2.1cm”(用于35mm(135)格式)全开光圈时的f値为f/4.5,而“NIKKOR-O 2.1cm”与之相比,达到了f/4。

当然,在设计技术上已取得了发展和进步,但脇本先生的构思仍被继承了下来。在现行的尼克尔镜头中,用于大画幅照相机的产品群就是出自该种构思。

请参考图3。在用于大画幅照相机的镜头中,拥有高级别亮度和综合视角的NIKKOR-SW系列“NIKKOR-SW 65mm f/4”、“NIKKOR-SW 75mm f/4.5”和“NIKKOR-SW 90mm f/4.5”镜头正是这种“脇本”型。

脇本先生的这种构思被继承了长达20多年,并得到了不断的发展和应用。

恕我的说明前后有所颠倒。对称型广角镜头的特征有:(1)失真(畸变)少;(2)边缘光量减少程度较大。

边缘光量减少的情况(2)可以通过缩小光圈或冲印时挡光来应对,而失真(1)则与像的歪曲有关,因此难以校正。

是否有失真对照片给人带来的印象会造成很大影响。比如,用失真少的镜头拍摄纵深方向景物较少(如山或地平线等)的照片时,由于镜头的描写没有虚饰,因此有时甚至难以判断使用的是多大视角的镜头。换句话说,可以用该镜头实现如此自然的描写。

而拍摄纵深方向景物较多(如建筑物内部或周围有人物)的照片时,一定程度的失真有时反能使照片显得更自然。此外,我认为失真较少的广角镜头具有透视感更强的倾向。

因为失真易于比较和评价,所以读者们可以将其作为自己镜头的一项特征来掌握,并根据拍摄对象选择镜头。这样的选择方式也是很有趣味的(请参考范例照片)。

镜头特性与性能

范例1

“NIKKOR-O 2.1cm f/4”是怎样的?

说明“图像品质”这个词需要用相当的篇幅,还需要有能理解一定程度专业术语的预备知识。我的表达会比较抽象和概括,让大家能对描写特性有个大致的了解。刚才谈到过,在“2.1cm f/4”中,前组、后组透镜分别布置在虹彩光圈的两侧,形状几乎对称。这种类型的镜头称作对称型镜头。凹凸凹(实际镜头结构为凹、凸、光圈、凸、凹)对称型镜头将有利于实现大视角的凹透镜组分别安置在前方和后方。尤其是用于单镜反光照相机以外的广角镜头,凹凸凹对称型曾经是其主流。

如上文所述,这种类型的特征为(1)畸变(失真)少;(2)边缘光量减少程度较大。

“NIKKOR-O 2.1cm f/4”也具有同样的倾向,但还具有(3)横向色差少的特征。

简单地说,横向色差是一种照片边缘部分的图像产生色溢的现象,是通过缩小光圈无法得到改善的色差之一。横向色差少是高分辨率镜头的必要条件。

在另一方面,因为这款镜头是在电脑计算能力尚存在限制的时代设计的,所以稍有彗形像差残留,且对比度稍低,边缘部分的分辨率也有所下降。

以下是各光圈值时的具体特征:

  • f/4(全开)时分辨率较高,边缘部分的对比度略低,整体描写柔和。边缘光量稍有减少,使用正片时如果光量减少程度较大则可能形成问题。然而,像场较平坦且像散少,因此没有明显的欠缺。由于对比度受到适当的压缩,所以色阶表现良好,使用黑白底片时应能轻松冲印。
  • 将光圈缩小到f/5.6~f/8时,边缘光量减少的问题得到改善。对比度增高,画面中心部分附近图像的分辨率更有提高,但对比度却没有过强,图像也不刺眼。
  • 将光圈缩小到f/11~f/22时,边缘光量减少的问题得到充分的改善。对比度和分辨率都达到了令人满意的程度。

我个人较偏好f/11、f/16的镜头描写。

即使将光圈缩小到最小(f/22)附近也不会形成高对比的图像。反之,也可以说残留色差较大。如果能正确理解这一特征,这款镜头仍能有效地发挥其作用。

虽然这款镜头是单层镀膜,但我没有遇到过严重的鬼影现象。我的镜头色调有些偏黄,但那只是我的问题。可能是因为香树脂劣化使得镜头变黄,所以我主要使用黑白底片。在使用彩色底片时,现代的镜头,如“AI AF NIKKOR 20mm f/2.8D”或“AI AF NIKKOR 18mm f/2.8D”应能拍摄出鲜明的图像。

在“脇本型”对称型广角镜头的基础上得以发展的镜头,除了NIKKOR-SW等的大画幅镜头之外,在尼康的产品中还有轻便型照相机“Nikon 35Ti QUARTZ DATE”(1993年)上安装的“NIKKOR 35mm f/2.8”以及“Nikon 28Ti QUARTZ DATE”(1994年)上安装的“NIKKOR 28mm f/2.8”。

脇本先生的发明和尼克尔镜头的设计构思至今仍被继承并不断地发展着。在用于单镜反光照相机的广角镜头方面也是如此。随着非球面技术的量产化,不仅实现了小型化和高规格化,还取得了超广角变焦这一成果。对概念和描写性能的设计构思虽然不同,但从基本上说还是继承和发展了尼克尔创始期的教育、设计和开发构思。

脇本 善司 (1924~1996年)其人其事

脇本先生曾先后担任尼康的董事和顾问,是我不胜景仰的人物。我对他虽不太熟悉,但在他健在时每次我们相遇,他都会给我“平易近人、诲人不倦”的印象。