尼克尔镜头——“一千零一夜”故事

第三夜

No.3

对称型大口径广角镜头

W-尼克尔 3.5cm f/1.8

第三夜讲述用于S/L(M39)卡口的可更换镜头――“W-尼克尔 3.5cm f/1.8”。

该镜头于1956年9月发售。

佐藤治夫

按时代来说,与其配合的照相机机身应是“尼康S2”,但基于在推出该镜头的第2年(1957年)和第3年(1958年)相继发售了“SP”和“S3”这一事实,我推想这款镜头是配合“SP”和“S3”的规格与概念而开发的。

负责光学设计的是当时的设计部副部长工程师东秀夫(Azuma Hideo)先生。镜头的最终设计完成于1955年冬。

东先生是第一夜中提到的脇本善司先生的导师,也是一位开发过多款用于S/L(M39)卡口镜头的设计师。他为镜头设计作出了杰出的贡献,在我看来,说东先生“奠定了尼克尔镜头像差平衡的基础”也毫不夸张。

东先生活跃的时代也是德国贝尔特勒博士(Dr. Ludwig BERTELE)驰名天下的时代。不爱引人注目的日本著名设计师在行业外鲜为人知,但其足迹和伟大成就可以通过众多的专利和报告来追溯。东先生于1956年为这款大口径广角镜头的发明申请了专利,并于1959年获得了美国专利权。该大口径广角镜头作为一项新镜头类型的发明得到了承认。当时的3.5cm镜头以f/3.5~f/2.5为主流,比f/2更亮的镜头在当时是令人震撼的。莱茨等其他厂家花费了较之长1至5年的开发期才发售出同等产品。

当时,设计师的工具只是算盘和对数表,设计工作需要花费令人震惊的庞大计算量与时间。在那个时代,支撑着设计师们的是坚韧不拔的精神力量和对设计出更优秀镜头的满腔热情。

W-尼克尔 3.5cm f/1.8 的镜头结构与特征

<图1>W-尼克尔 3.5cm f/1.8 镜头截面图

以下的内容较难,希望大家能谅解。

请参照“W-尼克尔 3.5cm f/1.8”的截面图(<图1>)。可以看出这款镜头基本上采用了与仙农塔型、高斯型等相同的对称型镜头结构。

由左向右,镜头结构为凸透镜、凸凹接合透镜、光圈、凹透镜、凸透镜和凸凹接合透镜。最后的凸凹接合透镜之前即为仙农塔型镜头结构。虽然镜头外观类似于以往的仙农塔型,但在设计方面在所有凸透镜中都使用了当时新开发出的镧(La)系玻璃材料,不仅改善了球面色差和场曲还大幅度提高了锐利度和像场平坦性。

该镜头类型的突出特征在于放置在最后端的接合透镜。正是该双合透镜(由凹、凸2片透镜组成的接合透镜)的存在,使得亮镜头难以避免的球面色差和彗形像差得以改善。不但如此,对于横向色差(边缘部分的色泽不准、色溢现象)的校正也得到了显著的改进。此外,靠近胶卷平面的最后那片凹透镜还起到了视场致平器(使像场更平坦的透镜)的作用。

凭借单纯的高斯型等镜头类型要设计出视角超过62度的高性能镜头本已相当困难,东先生却早在那个时代就已构思出这款在当时来说是前所未有的大口径广角镜头并将其实现了产品化,这真是让人惊叹。观察后起厂商的镜头也能认识到东先生构思的优越性,因为那些镜头从基本上说仍未脱离高斯型。他们采用的设计方法不过是通过接合2片、3片透镜试图消除各透镜面产生的像差,而东先生的发明在易于生产和小型化方面也更出类拔萃。

由东先生发明的这种镜头类型曾成为多款后继镜头的典范,但在此后单反相机盛行的时代被人们逐渐忘却。博学多识的读者也许已经注意到,最近,继承了该镜头类型的镜头在市场上出现了。

W-尼克尔 3.5cm f/1.8的描写特性

来看看“W-尼克尔 3.5cm f/1.8”的描写性能。以前已经说明过,评价出于个人主观且是相对的,所以请仅作为参考。

如上文所述,这款镜头具有对称性的特征,因此畸变少是众所周知的事实。此外,横向色差少(获取高分辨率的必需条件)也值得一提。再有就是像场直到边缘部分都比较平坦,且像散也少。

在全开光圈附近,存在若干由彗形像差造成的对比度下降现象。尽管如此,分辨率仍相对较高,即通常所说的拥有细微线条的描写性能。

这款镜头具有所谓的早期的像差平衡倾向,且边缘部分的光量也有所下降。这是对称型广角镜头的宿命,在使用正片时可能会形成问题。

我认为,点光源不会产生不自然的畸变是该镜头最显著的特征。在我的记忆中,拍摄霓虹灯等的夜景时没有出现过不自然的描写效果。可以说,在全开光圈附近,散焦效果既良好又柔和。

接下去根据范例照片谈谈该镜头在各光圈值时的描写特性。

范例1
范例2

f/1.8~f/2时呈现较高的分辨率。对比度稍低,呈现薄面纱笼罩般的柔和描写效果。除最边缘部分以外,有均匀的杂光产生,适度压缩了对比度并形成丰富的色调。像散少,因此边缘部分的图像也没有扩散。虽然边缘部分的光量略显不足,但使用黑白照片时不太明显。

<范例1>是光圈为f/2~f/2.8时拍摄的照片。

f/2.8~f/4时,分辨率和对比度都进一步得到提高。尤其是画面中央部分的锐利度颇高却不因此而缺少柔和感。边缘部分的光量也得到了改进,达到令人满意的水平。<范例1>的照片对焦于身穿浴衣男子的脚下、地面和瓷砖(快门速度较低,导致拍摄对象的某些部分因移动而显得模糊,请予以谅解)。背景散焦效果良好,点光源没有显著变形。在室内、夜晚拍摄快照或进行人像拍摄时,采用f/2.8~f/4左右的光圈应较合适。

f/5.6~f/8时,锐利度更加增高,整体画面都能获取均匀、良好的描写效果。丰富的色调与高分辨率相融合,对比度绝不算太强,图像也不刺眼。将光圈设为f/5.6~f/8应能获得适合户外快照和风景照的描写效果。

f/11~f/22也具有同样的倾向。将光圈缩小到该范围往往会造成照片对比度较高,但即使用3号黑白照相纸直接冲印,天空色调也不曾出现过泛白现象。

<范例2>是用f/11拍摄的照片。尽管是直接冲印的照片,波纹墙的色调仍得到了良好地重现,鬼影也未造成干扰。与同一级别的其他大口径广角镜头相比,透镜数量少,又没有曲率半径小的曲面,因此对鬼影也能获得良好的效果。

第一夜关于“尼克尔-O 2.1cm f/4”镜头的文章受到了旧镜头迷的好评,这次的内容涉及的也是一款较旧的镜头,不知大家觉得怎样?下一次我准备谈谈一款稍新的镜头,敬请期待。