尼克尔镜头——“一千零一夜”故事

第二十八夜

No.28

继承暗夜之眼理念的镜头

Ai AF NIKKOR 28mm F1.4D

让我们接着说说16夜中提起的弱光拍摄用尼克尔的故事吧。要说的是具有和上回的Ai 35mm F1.4相近的焦点距离但表现特性却不同的广角镜头,Ai AF NIKKOR 28mm F1.4D。

大下孝一

35mm F1.4的广角化

28mm F1.4的开发并非在前夜说起的35mm F1.4的开发结束后立刻开始的。这是因为从35mm F1.4和28mm F2的开发经验中,预想到比起这些,广角的F1.4大口径镜头的开发是困难的。这是因为会遇到很难解决的像差问题,还因为校正名为弧矢彗形眩光的像差更加困难。16夜中的弱光拍摄用尼克尔也有提到过,这种弧矢彗形眩光是指使用大口径和广角镜头光圈全开拍摄夜景和星星时,画面周边的点光源的周围像鸟展翅一样扩散的眩光,越是大口径的镜头,越是广角的镜头产生的越明显的性质。

虽然知道要有效的校正这个弧矢彗形眩光必须使用非球面透镜,但大规模生产高精度非球面透镜的技术还尚未成熟。虽然通过1968年发售的OP鱼眼镜头成功的实现了非球面透镜的量产化,但为了应用在大口径镜头上还需要提高非球面的精度。

这种状况的转折点是1977年发售的弱光拍摄用尼克尔。通过打磨来进行非球面透镜的制作在现在看来绝不是一个适合大量生产的非球面透镜制作方法。就这样28mm F1.4的开发开始了。

被继承的设计

在这个镜头的开发中,是采取光学设计和非球面透镜制造方法同时研究的方法进行的。一边探索适合光学设计的镜头种类和非球面透镜的形状,一边同时在非球面透镜的制造部门,研究加工这种非球面透镜合适的非球面透镜的加工方法。然后,再根据非球面透镜的加工部门反应的信息,推进镜头的设计。

就这样完成了28mm F1.4的镜头设计,还开发了出相比加工相同非球面透镜,精度和生产效率都得到提升的“精细研磨非球面透镜加工法”。这种精细研磨非球面透镜加工法除了这个镜头,还被用在了AF20-35/2.8上。

镜头的特征

Ai AF NIKKOR28mm F1.4D镜头结构图

上图是28mm F1.4镜头的结构图。这个镜头的特征是,设置在光圈正前面的曲率很强的两个凸透镜和一看就知道“非球面程度”很强的非球面透镜。此外下面关于像差的话题比较复杂,请各位见谅。起初说明的弧矢彗形眩光,常发生在曲率很强的凹面中,因此前组中大量设置凹透镜的广角镜头对于弧矢彗形眩光的校正很困难。然而在这个镜头中,在尽可能的削弱各凹透镜曲率的同时,还设置了曲率很强的凸透镜和非球面透镜,巧妙地矫正了弧矢彗形眩光。

而且这个镜头的另一个特征是复杂的聚焦方式。是在24mm F2.8中采用的近距离校正方式上发展出来的,通过这个复杂的聚焦,不只是近距离的非点像差,球面像差和彗形像差也被良好的校正了。在光学设计上有“自由度”的说法。指的是一个间距和曲率上的变化,可以校正一个像差。为了聚焦就必须更改一个间距,校正其他的球面像差、彗形像差、非点像差就需要改变4个间距。

镜头的表现特性

范例 1
范例 2

介绍一下这个镜头拍摄的范例。

范例1是在报纸和电视上成为热议话题的2001年的狮子座流星雨的照片。拍摄普通星星的情况下,会安装一种名为赤道仪的追踪星星昼夜运动的装置,通过长时间的曝光来积蓄星星的光芒,甚至可以拍摄出肉眼几乎无法看见的昏暗的星星,但由于流星发光的时间短,必须要使用高感光度的底片和大口径镜头。而且流星在何时何地划过天空是无法预测的,而且为了将流星收入到构图中越是广阔视角的镜头越是有利。兼备28mm广阔视角和F1.4的明亮度的这个镜头就像是为了拍摄流星而生的镜头。范例1是光圈全开的状态下拍摄的。虽然在周边明亮的星星处因为弧矢彗形眩光可以看到稍许苍白色光芒,但各位应该能够看出这并不显眼。但是,使用光圈全开来拍摄星星的照片的话周边的消光有时候会很显眼。在这个范例中用扫描器收入底片,提高了对比度,校正了周边光量。

范例2是夜景的照片。在点光源的星星的照片中看出的弧矢彗形眩光,在这个范例中更加的不明显。这个镜头是一个光圈全开还是缩小,使用便利可以得到清晰描写的镜头。

我认为这个镜头,不正是作为广角版的弱光拍摄用尼克尔而被制作出来的吗。可能也有将光圈值设置为明亮一档的F1.4光圈开放的情况下,和享有好评的28mm F2具有相同程度性能的话就可以的想法吧。但是,当时参与这个镜头开发的技术人员们肯定是觉得只是这样是无法认同的。煞费苦心的使用高精度的非球面透镜,自然是要像弱光拍摄用尼克尔一样,追求至今为止还没有的性能。28mm的焦点距离,是广角镜头的标准,此外安装在D70S和D2X数码照相机上使用时相当于42mm的视角,即使作为数字单反照相机的大口径标准镜头来使用也很方便。