尼克尔镜头——“一千零一夜”故事

第十八夜

No.18

AF变焦微距镜头

AF Zoom-Micro NIKKOR ED 70-180mm F4.5-5.6D

今夜我们来说说实现微距镜头变焦化的镜头AF Zoom-Micro NIKKOR ED 70-180mm F4.5-5.6D的故事吧。

大下孝一

微距镜头的变焦化

大概是从约10年前开始的吧?花朵摄影的风潮悄然兴起。可能是因为这个缘故,当时微距镜头的销售行情也一路走俏。在赏花的名胜地等地方也经常能看到沉醉于拍摄花朵的人们。我是从约30年前开始摄影的,那时候还是“微距镜头被认为是少部分人士使用的镜头”的时代,想想彼时光景有种恍如隔世的感觉。AE和AF的高性能化使微距摄影与我们更加贴近。

话是如此,但微距摄影还是比较困难的。我想有过花朵摄影经验的人应该清楚,微距摄影中为防止抖动及进行严格的取景构图,将照相机安置在三脚架上进行拍摄是基本的。但是如果使用三脚架的话,想对构图做些改变、或者想调整被摄体的大小时,三脚架连带着照相机都必须前后左右的移动,这样就麻烦。而在微距摄影中只要稍微改变一点角度,构图就会发生很大的变化。即使适应了左右方向的移动后可以在某种程度上正确的对准,但是被摄体图像的大小会随着相机前后位置的微小变化而发生很大的变化,所以即使是用惯了的镜头,也是一项很困难和麻烦的工作。

此外,在现场进行拍摄时,并不一定就有合适的位置来设置照相机。经常会遇到想与被摄体拉开距离却无法后退,想靠近被摄体却因为有栅栏而无法靠近的情况。万般无奈的时候,要么对抖动听天由命,含着泪探着身子进行手持拍摄,要么干脆放弃拍摄,这样的经验大家应该都有吧?喜欢摄影的镜头设计者们深刻的感受到了这一点。“在微距拍摄时要实现变焦!”成为了使命。

虽然这样开启了变焦微距镜头的设计,但是该设计所需跨越的门槛却是高的。

能称得上微距镜头,至少需要1/2倍的拍摄倍率。这意味着该镜头须在广度5倍于一般镜头的拍摄距离变化范围中维持镜头的性能。而且由于是变焦镜头,必须要在所有的焦距上都提高性能。只是针对焦距的变化或拍摄距离的变化中的一项对像差进行校正都困难,更何况这个镜头必须对两个方面同时进行控制。另一方面,镜头的大小和使用时的操作舒适度也很重要,所以即使性能再好,如果太重或太大不便于携带的话就失去意义了。此外如果在微距区域存在因变焦引起的焦点变化也称不上是变焦微距吧。

这时开发者们从“什么样的技术规格下能够实现镜头的小型化呢?”、“使用时是否称手?”等基础性的研究着手,设计了若干款镜头,籍此探讨了镜头的大小、镜筒的结构等,确定了70-180/4.5-5.6这一技术规格。在确定了技术规格后还要在透镜的片数、镜头的轻量化和性能的平衡性、低色散ED透镜的采用等多个方面进行改良来提高设计的完成度。从着手设计开始2年多,经过2种试制镜头,终于完成了。

镜头的结构

图 1. AF Zoom-Micro NIKKOR ED 70-180mm F4.5-5.6D 镜头截面图

变焦微距镜头如图1所示,是凹、凸、凹、凸4个镜组构成的变焦镜头。通过将3组和4组向彼此接近的方向移动从广角向远摄一侧进行变焦,通过向前移动第一镜组来进行对焦。

在近来的小型远摄变焦镜头中,向远摄端变焦时全长会发生变化的镜头是主流,但是1组的位置随着变焦而变化的话,工作距离和焦点位置会在微距区域发生变化,使用起来并不称手。于是这个镜头的构造设计为变焦时1组、2组的位置不发生变化,从而使工作距离保持为恒定值。

此外,将5片结构的凹透镜组设置在前方是这个变焦微距镜头特征之一,从无限远到微距区域的锐利表现性能就可以凭籍这个结构复杂的聚焦透镜得到保证。简单地说1组和2组是微距镜头部分,3组和4组是变焦镜头部分,通过将这两部分进行组合来使变焦和微距这两个要素共存。此外,像这样将对焦部分和变焦部分分别独立,可以使镜筒的结构变得单纯、实现了镜头的轻巧便利。

通过采用低色散ED透镜,可以对色差进行校正,除了在对焦和变焦全区域中都能获得锐利的表现,还对变焦镜头的失真像差进行了校正。

镜头的表现性能

范例 1
范例 2

那么我们以范例为基础来看看这款镜头的表现性能吧。

这款镜头的成像美丽。颜色漂亮,成像精细、工整。虽然是个拥有很多片透镜的镜头,但是由于使用了尼康综合镀膜,即使是逆光状态下,颜色能够很好地再现。范例1是在远摄微距区域,光圈开放的状态下拍摄的三色堇,尽管是逆光的状态,也没有发生感光过度,很好地再现了颜色。而且在微距拍摄中比起一般的摄影要对散景部分的表现更加的敏感,但是各位应该能够感到它的散焦效果。

要说在照相机位置受到限制的现场的操作性,还是拥有长焦距的远摄镜头更容易使用。可以在70mm到180mm的全焦距范围内进行微距特写拍摄的该镜头,可以说是适合拍摄花朵的镜头吧。

当然这个镜头在身为微距镜头的同时,作为远摄变焦镜头同样具有较高的性能。范例2是采用广角端,光圈全开进行拍摄的,像这样的快照拍摄,变焦的广角端使用70mm比较方便。虽然由于不是明亮的镜头像这样全开使用的频率较高,但是该镜头具有在全开时也能安心使用的性能。而且其表现性能不会因光圈值、变焦、距离而发生明显变化,所以易于操作。实际上把这个镜头装在F5上拍摄快照的话,从远处的风景到小物品的特写,都可以拍摄出很好的感觉如果在这个镜头上增加一个广角镜头的话,可以应对更多的拍摄对象。

笔者周围也有很多人喜欢使用,一边通过变焦决定微妙的取景构图,同时一次完成到微距区域的对焦,这样的易用性设计在这款镜头中可以感受到。我觉得这是带到郊外进行花朵拍摄的设备中一定要尝试的一款镜头。

变焦微距镜头的高明亮度

一听到F值是4.5-5.6,给人的印象是这款镜头很暗啊,但实际上采用变焦微距镜头进行花朵的拍摄时,却不会产生“要是能够再亮一点......”的遗憾。这里面有在微距区域中为了景深,大多限定为F5.6左右的原因,还有在近距离的曝光倍数中藏有秘密。

在AE盛行的现在会被遗忘的是,进行近距离拍摄时,镜头具有随着近距对焦的进行逐渐变暗的性质。表示该变暗方式的就是曝光倍数。

变焦微距镜头和其他的AF微距镜头的有效F值比较表如下所示。确实在无限远的状态下亮度差大于1档,但是在1/3倍的微距常用区域中亮度差缩小为约2/3档。变焦微距镜头在微距区域中是一个比想象中要明亮的镜头。

表 1. 微距镜头的有效F值

AF Micro
60mm
F2.8D
AF Micro
105mm
F2.8D
AF Micro
ED 200mm
F4D
AF Zoom-Micro ED 70-180mm F4.5-5.6D
70mm 85mm 105mm 135mm 180mm
无限远 2.8 2.8 4.0 4.5 4.5 5.0 5.3 5.6
1/4x 3.2 3.3 4.2 4.5 4.5 5.0 5.3 5.6
1/3.2x 3.5 3.5 4.5 4.5 4.5 5.0 5.3 5.6
1/2x 4.0 3.8 4.8 - - - 5.3 5.6
1/1.32x 4.5 4.2 5.0 - - - - 5.6
1x 5.0 5.0 5.3 - - - - -