尼克尔镜头——“一千零一夜”故事

第二十三夜

No.23

时代到来,单反系统发生改变的日子

Ai AF NIKKOR 80mm F2.8S

今夜我们来说说在自动聚焦系统的创始期开发的尼克尔镜头的故事。自动聚焦在如今,已经是很常见的技术了。但在20年前,却是各公司的开发者都在研究开发的技术。是不是有人还不知道居然有过曝光时间和焦距需要自己调节的时代呢。如今是由银盐胶片相机向数码照相机转型的时代。但是,不管是哪个时代,哪种产品,都要经历各自的创始期,在那个时代中有着技术人员独智慧与努力、欢乐与艰辛。

今夜就让我对参与了拉开时代序幕的人和他们努力的结晶AI AF 尼克尔 80mm F2.8S进行介绍吧。

佐藤治夫

F3AF和AF尼克尔

作为F3 AF登场是在1983年4月的事。这时,在镜头内部装入了马达和电装零件的AI AF 尼克尔 80mm F2.8S和AI AF 尼克尔 ED 200mm F3.5S同时发售。至今为止的交换镜头的主角是光学系统(玻璃),但时至今日,电路及马达、光学系统、镜筒零件这三样就和“三支箭”一样,成为交换镜头不可或缺的主要配件。镜筒的设计者、电路的设计者一方面要接受光学设计者对画质毫不妥协的要求,同时还要绞尽脑汁对马达和电路进行设置以达到和其他镜头同样的大小和称手程度。我们的前辈们都有着不妥协的设计者精神,坚持“镜头必须是圆筒形的!不能有突出、怎样都要收入到镜筒内部”。正是将三根箭集结在一起,绞尽一切脑汁,才诞生了这个AF镜头。这两个镜头成为了现在的AF尼克尔的基石。

开发经历

那么就让我们来解读下AI AF尼克尔80mm F2.8S的开发履历吧。光学设计是在昭和56年(1981年)的夏天完成的,由此我们可以得知AF系统的设想和开发在很久以前就开始了。担任光学设计的是当时在光学部第一光学科任职的藤江大二郎先生。平常的藤江先生开朗随和,兴趣是摄影。但他对摄影的爱好不止于拍照,从大学时代就开始自己冲洗、打印,甚至每年都制作自制的黑白日历,在摄影上倾注了大量的热情。他在毕业后还和大学时代的伙伴一起创立了摄影研究社团,至今为止还在不断地推出作品。此外,藤江先生不仅负责照相机镜头的设计,还承担着大号尼克尔、工业用镜头、取景器的光学系统及在装置内嵌入的光学系统的设计等。尤其是在装置内嵌入的订制镜头的设计技术上令人钦佩。

表现特性和镜头的性能

AF NIKKOR 80mm F2.8截面图

请看截面图。各位能看出这正是典型的高斯型的镜头吧,但这并不是普通的高斯型,这个镜头的特征在于它的调焦结构。

一般的高斯型,相对光圈来说由于镜头的折射能力的对称性好,所以具有随着摄影距离发生改变而带来的像差的变动较小的特征。因此,在十多年前只要说起微(或者是宏观)透镜,大多数是基于高斯型设计的。但是,近距离摄影时的彗形像差的劣化、球面像差的劣化是这个镜头类型特有的性质。想要实现更高性能和大口径的镜头,设计者还需要绞尽脑汁寻找更好的办法。此外,在使用马达来驱动镜头的AF系统中,还要使在聚焦中移动的镜头尽可能的轻量化。滕江先生给出的答案是一边进行近距离校正,一边只在后组处进行对焦的不同的后焦距方式。这个发明是划时代的。主要承担对焦任务的是最后的凸透镜。但是,只移动这一片凸透镜是无法很好地抑制场曲率和非点像差的变化的。于是藤江先生想出通过将各个透镜的折射能力调节到合适的状态、依靠光圈使后方的接合凹透镜独立移动,对近距离像差变化进行校正的方法。

那么,AI AF 尼克尔 80mm F2.8S具有什么样的成像效果呢?让我们一起来了解一下下光学设计吧。镜头的像差校正优秀。球面像差很小而且无需校正。此外,场曲率虽然稍微有些负面影响,但具有非点像差少的特征。彗形像差也良好,色差也控制在小的范围内。此外,藤江先生想出来的近距离校正方法的效果较大。在近距离范围里周边的场曲率只发生微小变化时,非点像差的变化较少。这对拍摄人物或者物体时表现出令人满意的表现特性和良好的平衡再现具有很好的效果。此外,这也是让背景的散焦效果表现良好的条件之一。那么,让我们从远景的实际拍摄效果和设计值这两个方面来研究一下吧。从光圈全开到光圈最小为止的远景实际拍摄中,由于深度的不同而造成的除了散焦以外甚至无法特定F值范围的,在光圈全开时清晰的高精细的成像。也没有很明显的反射光斑,而且由于其高对比度使人乍一看会误以为是微尼克尔的表现。随着光圈的缩小,我觉得有些反差略微变强的倾向。因此,在拍摄人物照时,将光圈放大、在拍摄风景时将光圈缩小来进行拍摄的话也许能够得到更好的结果。在F16-32的范围里,即使是这个镜头在清晰度上也会因为衍射的影响而逐渐降低。

范例 1
范例 2

下面让我们通过范例照片来确认表现特性吧。范例1、2是在光圈全开(F2.8)、摄影距离为1-2m处拍摄的范例。范例1是在顺光状态下拍摄的。从映射在眼睛中的风景和眉毛的描写中很明显的可以知道其具有高的分辨力和丰富的灰度。从头发的发丝像溶化进去一样的散焦中,可以窥见其良好的散焦效果。下面我们来观察一下范例2吧。范例2是为了评价在逆光时的表现特性而拍摄的范例。强烈的西照的阳光透过花边窗帘照射在被拍摄物体上。请仔细地注视皮肤的绒毛和肩部衣服处的纤维。可以看出通过高的分辨度忠实地再现了这些。而且,即使是在强烈的半逆光状态下,散焦也较好、基本没有产生反射光斑和重影现象。