尼克尔镜头——“一千零一夜”故事

第十四夜

No.14

配备了近距矫正系统的镜头

尼克尔-N自动24mm f/2.8

今晚,继第十二夜的“尼克尔-H自动2.8cm f/3.5”之后,我要给大家讲述另一款镜头――“尼克尔-N自动24mm f/2.8”。

大下孝一

克服近距离色差变动

安装在“尼康F”相机上的“尼克尔-N自动24mm f/2.8”

如第十二夜中所述,通过成功开发出“尼克尔-H自动2.8cm f/3.5”(1960年3月发售),尼康终于发现了能克服桶形失真(畸变)以及画面边缘部分光学性能下降这些反远距型缺点的镜头类型。然而,这并不意味着也能轻易地开发出24mm的广角镜头。因为比28mm更为广角的反远距型镜头还是一个完全未知的领域,对于如何配置透镜才能取得优异的光学性能尚处于摸索阶段。

反远距型镜头还存在着另一个必需克服的缺点,那就是在上次“2.8cm f/3.5”的最后部分中提到过的近距离色差变动。

反远距型镜头随着对焦距离变近更易产生像散。如<图3>所示,画面边缘部分的图像显得模糊不清。镜头越亮,视角越宽,与拍摄对象之间的距离越近,该近距离光学性能退化现象越显著,导致画面边缘部分的光学性能产生退化。

开发“尼克尔-H自动2.8cm f/3.5”时采取的应对措施是将最近对焦距离限制在性能退化不明显的60cm。相比之下,其他公司较晚发售的28mm镜头都实现了比“尼克尔-H自动2.8cm f/3.5”更短的最近对焦距离。在“想要有更能靠近拍摄对象进行拍摄的广角镜头”这一要求日渐高涨的形势下,脇本善司先生却认为单纯地缩短最近对焦距离并非上策。的确,略微增加镜头的延伸量便能缩短最近对焦距离,但倘若采用这种做法便无法达到令众多用户满意的近距离光学性能,而且在今后持续的广角镜头设计工作中终究会碰壁,所以现在就必须解决该问题。正是这样的愿望酝酿出了当今被众多广角镜头所采用的“近距矫正系统对焦”(浮动对焦系统)这一设计构思。

镜头结构

比“尼克尔-H自动2.8cm f/3.5”晚了近十年发售的“尼克尔-N自动24mm f/2.8”,如<图1>所示,为7组9片结构的反远距型镜头。

<图1>. 尼克尔-N自动24mm f/2.8(1967年)镜头截面图
<参考> 尼克尔-H自动2.8cm f/3.5(1960年)镜头截面图
以下两张照片为边缘部分(橙色框内)的放大图像
<图2>. 近距矫正系统的对焦效果;边缘部分也清晰
<图3>. 总体伸出式对焦的效果;图像越接近边缘部分越显得模糊

与上次(第十二夜)提到的“尼克尔-H自动2.8cm f/3.5”相比,各透镜靠得更近,前组和后组的分界也不明显。如果将最前端到第3片透镜作为凹的前组,将此后的透镜作为凸的后组考虑,便能觉察在“2.8cm f/3.5”的前组前方追加1片负弯月透镜,并将后组最前端的凸透镜以及倒数第2片凸透镜改为接合透镜的意图在于增加镜头亮度和实现更广角化。

这款镜头的最大特征在于近距矫正系统对焦。该对焦方式通过在第6与第7透镜之间将镜头分割为两个透镜组,并缩短这两个透镜组的间隔来进行对焦。

第6与第7透镜的间隔是如下设计的:当间隔发生变化时,球面色差几乎没有变化,而仅是像散发生较大变化。这种对焦方式就是利用由该间隔变化产生的像散消除当对焦距离变近时产生的像散来对焦的。

近距矫正系统的原理虽听似简单,但此项发明却使得反远距型镜头类型在广角镜头的开发方面取得了飞跃性的进步。

镜头的描写特性

<范例1>
<范例2>

接下来让我们通过范例照片来看看这款镜头的描写特性。

我平时爱用“AI尼克尔24mm f/2.8”(1977年发售;以下简称为“AI尼克尔”),这次用它和这款“尼克尔-N自动24mm f/2.8”(以下简称为“尼克尔-N自动”)再次作了比较。结果显示,即便是与“AI尼克尔”(和最新的“AI AF尼克尔24mm f/2.8D”具有相同的光学系统)相比,“尼克尔-N自动”也并不逊色。这让我重新认识到了“尼克尔-N自动”高度的描写性能。

虽然在全开光圈f/2.8时明亮拍摄对象的周围有微弱的杂光残存,但若收缩2档光圈,杂光便几乎不再显眼。

<范例1>是将光圈收缩到f/8拍摄的,您可以观察到整体图像均呈现出清晰的描写效果。

就像场的均匀度而言,毕竟是配备新光学系统的“AI尼克尔”更胜一筹。用f/4或f/5.6拍摄同一拍摄对象的话,必需仔细观察画面四角才能发觉两者间的差异。如果只看“尼克尔-N自动”的拍摄结果应不会感到不满。

此外,畸变得到了良好的校正。<范例1>的建筑物部分也感觉不到图像出现失真。

因为这次实拍时使用的“尼克尔-N自动”是具有多层镀膜(见下文)的型号,所以即使是在太阳进入画面等完全背光的情况下,也没有出现明显的鬼影或杂光。色彩还原方面给我的印象是和“AI尼克尔”几乎一致,但在背光等情况下,色调也许会略有不同。这是镜头的色差或杂光给色调带来的影响,并不仅限于这款镜头。背光时,建议稍微收缩光圈进行拍摄。

<范例2>是在近距离将光圈收缩到f/4拍摄的。因为是立体的拍摄对象,所以近距矫正系统对焦的效果不明显。我个人觉得边缘部分没有恼人的图像扩散现象,且散焦形状作为广角镜头来说也不算造作,不知您的感想如何?

“尼克尔-N自动24mm f/2.8”于1972年实现了多层镀膜,并配合“24mm f/2”于1975年升级为“新型尼克尔”。直到1977年尼康发售“AI尼克尔24mm f/2.8”(不仅实现了AI化,还进一步提高了性能),这款镜头持续生产了将近10年,至今仍获好评。

不仅如此,通过这款镜头开发出的广角化手法以及近距矫正系统对焦由此后的众多广角镜头所继承,至今仍被脉脉相传。

顺便提一下,现在销售的“AI尼克尔24mm f/2.8S”采用了新开发的多层镀膜(SIC;超级综合镀膜),色彩更鲜艳,色彩平衡更优异。

对焦环上刻载的“0.3 m/1 feet”(0.3米/1英尺)字样不仅代表了该镜头能拍摄更近的拍摄对象,还意味着克服长期困扰单反相机镜头设计师的近距离色差。