尼克尔镜头——“一千零一夜”故事

第五十夜

No.50

在东京奥运会出场的镜头

调焦单元和NIKKOR-Q Auto 400mm F4.5

1964年的东京奥运会是单反相机跃居为新闻相机主角的契机,是值得纪念的大会。这回就介绍一下发挥核心作用的远摄镜头吧。

大下孝一

奥运会和报道照相机

一直到1950年前后,说起新闻相机,一直是新闻用大画幅相机 (Speed Graphic)为代表的大画幅胶片照相机。现在连照相馆都在使用数码相机,能看到大画幅胶片照相机的机会少了,但只要是稍微了解大画幅胶片照相机的人,我想都会有这样的疑问:“盖着遮光布进行对焦的大画幅胶片照相机在报道现场是怎样使用的呢?”。但是,新闻用大画幅相机(Speed Graphic)和在照相馆使用的大画幅胶片照相机在设计上有很大的不同,它采用了单触式控制,可以折叠还可以装进皮包里,内置的测距仪和取景器也很完善,是一款不用盖着遮光布就能够快速进行构图和对焦,还可以手持拍摄的照相机。对于报纸上使用的照片来说,一个事件配上一张好的照片就已经足够了。作为大画幅胶片照相机的新闻用大画幅相机(Speed Graphic)具有每一个镜头都能够显影的即时性,底片的处理很简单不需要扩大,利用了大画面的修剪也很容易,因此对于争分夺秒的报纸来说是很好用的一款相机。

到了20世纪50年代的后半,以尼康S和莱卡为首的旁轴相机开始在新闻领域兴起。这是因为胶片的高性能化和胶片显影的自动化等35mm格式照相机的周边环境已经齐备,以及由于画报出版的增加导致对照片的需求大幅增加,在报纸上一个报道不是只配一张照片,而是让读者看到多张照片。在这样的用途中,使用交换镜头和闪光灯之类周边配件丰富的胶卷相机比较合适。但是单反照相机仍然还满足于辅助摄影机的地位。

在这种情况下迎来了转机,这就是奥林匹克运动会。奥林匹克运动会是体育盛典的同时,也是比试摄影记者技术和照相机镜头性能的盛典。但是,在奥林匹克运动会上摄影有很严格的限制,摄影记者能够自由移动和拍摄的区域是有限制的。因此交换镜头,与其是对可以从远处进行特写拍摄的远摄镜头的需求不断增加。然后终于在1964年的东京奥运会上,除了各国的代表摄影记者以外,都不能在看台的指定区域以外处进行摄影。如此一来,就成了单反相机和远摄镜头的天地了。

调焦单元

在单反相机中,为什么在报道现场尼康F占据了很大的份额呢?这其中有其具有很高的可靠度和支援摄影记者的服务体制,以及不会错失决定性瞬间的电机驱动等,但起决定性作用的是丰富的交换镜头,尤其是远摄镜头组十分充足。而对充实这些远摄镜头起到重要作用的就是这个调焦单元。在1964年,日本光学工业株式会社(现在的尼康株式会社)面向东京奥运会发售了300mm F4.5、400mm F4.5、600mm F5.6、800mm F8、1200mm F11这5款远摄和远摄镜头,除了焦点距离短的300mm以外,都共通使用了这个调焦单元。

在这个调焦单元中,有3个相互关联的目的。第一个是远摄镜头的自动式光圈(注1)。为了实现自动化光圈,机体一侧的光圈连动手柄的动作必须传递至镜头一侧的光圈处,但是焦距越长光圈位置就离相机机体越远,因此结构设计变得非常困难。如果这个结构能够在各镜头上共通使用的话,在设计上就会有利。

第二个是设计的共通化和效率化。使用调焦单元的超远摄镜头都是没有可移动部位的固定镜筒(注1),焦点和光圈等可移动结构都是由调焦单元承担。因此镜头单元处确保和调焦单元的接合处的规格,就能够进行高效的设计。不仅如此在制造层面上,对镜头单元可以倾力于光学性能方面的调整、对调焦单元可以倾力于动作方面的调整,因此很有利。

然后第三点是和勃朗尼卡镜头的共通化。这些远摄镜头组通过将调焦单元更换成勃朗尼卡用调焦单元,就能够共通使用镜头部分。而且只需更换镜头单元就可改变焦距,通过更换调焦单元就可以对应中画幅相机等特征对于用户来说也是大的优点吧。

(注1:遗憾的是只有在1200mm镜头调焦单元光圈上的四角处会产生遮光,因此在镜头一侧设置了光圈。因此并非自动化光圈。)

新、旧调焦单元

新、旧调焦单元

调焦单元有新旧两种类型。旧型没有特别的名称,而1975年发售的新调焦单元被赋予了AU-1的名称。

这是为了和在日本被称为“新尼克尔镜头组”(镜头的设计为黑色镜筒,光圈环和聚焦环之间装饰了银环)采用同样的设计风格而改变了外观后的产物。

在功能方面也很充实,在旧调焦单元上必须由用户更换距离指标,而在AU-1上标记了400mm/800mm、600mm/1200mm的距离指标,可以通过旋转环来进行切换,光圈环也离机体更近了,能使其和其他镜头具有共通的操作感。而且在AU-1的后部还设置了插入式的滤光器盒,可以安装52mm的滤光器。遗憾的是因为对功能做了升级,重量也增大了。

此外,新旧调焦单元都没有光圈的联动爪,因此不与曝光表联动。同时包含数码单反相机在内的近期的单反相机,也因为结构上的问题而无法使用。

NIKKOR-Q Auto 400mm F4.5

图 1

对于镜筒的机械设计来说是很高效的调焦单元方式,对光学设计却存在很大的限制。图1中从左开始第4个透镜的右侧的就是光圈。

像这样将光圈设置在镜头图像一侧的结构被称为后光圈,而为了保证周边的光量,必须尽可能地缩小从前透镜到光圈的距离。而且调焦单元是400mm到1200mm镜头共通的,因此光圈的位置不能随着镜头发生改变。在设计上是很大的限制。

400mm、600mm、800mm、1200mm这4个镜头的光学设计全都是由清水义之先生担任的。这是因为要将各镜头的光圈位置统一到较适合的位置,由一个人同时进行设计比较高效吧,但想必也是一份忙得人头昏眼花的工作。看看设计报告书便可一窥当时的艰辛。这个400mm镜头光圈位置的统一肯定很难吧。仅记载于报告书上进行过比较论证的就有5种类型的镜头结构,结果选择了图1的结构类型。

如图1所示的凸凸凹凸的4片透镜构成的镜头被称为埃尔诺斯塔(Ernostar)型结构,特征是对球面像差、彗形像差的校正尤其优秀。这个系列的镜头,由于设计时必须将800mm和1200mm镜头的全长尽可能缩短,而400mm镜头在设计时要相对将镜头全长加长,因此与三合镜头和远摄镜头相比,在镜头全长和后焦点的控制上较为容易的埃尔诺斯塔(Ernostar)型结构比较有优势。从镜头数据再现的镜头性能来看,球面像差、彗形像差都得到了很好的校正,一直6×6尺寸胶片的画面对角为止都具有良好的性能。只是,场曲率有残留,在6×6尺寸胶片的周边处焦点位置有很大不同,但如果使用35mm尺寸胶片的情况下,除了画面四角以外都很不显眼,能够得到均匀的表现效果。

这个镜头的缺点还是在于轴上色差吧。所谓轴上色差,指的是光的波长(=颜色)造成的焦点位置不同的现象,即使某种颜色能够对焦,其它颜色也会散焦,因此清晰度变得很差,被摄体的轮廓处产生染色的现象。在这个镜头上,对焦处能够看出红紫色的渗色现象,但在顺光时对比度低的被摄体上几乎看不出来。但是在逆光和如光源这样的对比度高的被摄体上应该很显眼。轴上色差是一种随镜头焦距变长而出现的像差,而且越长表现得越明显,要在远摄镜头上减色差,只能寄希望于低色散镜片(ED)镜头的开发。

镜头的表现性能

范例 1
镜头:NIKKOR-Q Auto 400mm F4.5
光圈全开 使用L1Bc滤光器
机体:D700
A-auto(1/400s)
ISO200 AWB
范例 2
镜头:NIKKOR-Q Auto 400mm F4.5
光圈全开 使用L1Bc滤光器
机体:D700 A-auto(1/400s)
ISO200 AWB
范例 3
镜头:NIKKOR-Q Auto 400mm F4.5 光圈全开 使用LPS-P2滤光器
机体:D700 ISO1600
WB:晴天背阴处
用赤道仪引导拍摄
曝光30s 合成4片 强调对比度

和以往一样,让我们以范例为基础来看看这个镜头的表现性能吧。

范例1拍摄的是一种名为黑翅长脚鹬的,特征为粉红色长脚的小巧玲珑的野鸟。400mm的焦距被称为远摄镜头的标准,是拍摄鸟类和动物照片、育类照片时比较称手的焦距。

这个镜头在球面像差的校正上很好,看范例的话,整体上呈现一种柔和的表现效果。鹬鸻科鸟类在寻找食物时会迈着小步来回走动,可能会有稍许被摄体的晃动(实际上头部处发生了被摄体晃动),也受到了一些轴上色差的影响吧。

范例2是鸭子(葡萄胸鸭)的照片。通过草坪来观察前后散焦状态的话,应该能看出前景处稍微有些生硬,背景处柔和的产生了散焦。这是因为随着距离短,球面像差稍微有些偏向了负面效果。还有各位能看出前景处散焦的边缘处有些微红,背景处有些微绿的染色吗?这也是因为轴上色差的原因,这个范例由于是在薄云的顺光条件下拍摄的所以并不是很显眼,但在逆光和光源在画面中时常常会产长让人介意的效果。为了减轻影响需要将光圈缩小到F8到F11的范围。

范例3是星星的照片。将猎户星座的下方使用400mm镜头扩大后拍摄的照片,中央是有名的猎户星座大星云(M42、43)。因为是在市内拍摄的所效果差了一点,但凭借着防止光污染的滤光器,大星云被勉强拍摄了下来。不愧是覆盖了6×6尺寸胶片,在光圈全开时画面整体都是均匀的表现效果。但是,由于轴上色差的影响,明亮星星的周围有红紫色的染色,星星的图像也有些膨胀。此外在范例3中周边消光之所以显眼,是为了使星星和星云更加的突出,对比度提高了2-3倍的原因。和其它的范例一样,周边光量很丰富,可以说是具有均匀表现性能的镜头。

东京奥运会那年发售的远摄镜头系列在好评中登场了,不仅在拍摄体育类照片中被广泛使用,还对野生动物和野鸟的自然类照片的普及和发展做出了贡献。在1975年,600mm到1200mm的远摄镜头系列在之后调焦单元发售的同时进行了低色散化,但这款400mm镜头没有改变设计被继续生产。

它就是在1976年为了蒙特利尔奥林匹克运动会而限定生产,在1977年开始正常销售的Ai NIKKOR 400mm F3.5 ED IF镜头。个镜头搭载了能够降低色差的低色散镜片透镜和大幅改善聚焦操作性的IF(内聚焦)机构,是一个将镜头全长缩短了10cm以上的镜头。以这个400mm和600mm为开端,远摄镜头组逐渐脱胎换骨为使用方便的IF镜头。远摄镜头的时代拉开了帷幕。