尼克尔镜头——“一千零一夜”故事

第五十四夜

No.54

尼康的一款“玩具”镜头?

“尼康乐趣多多镜头工作室” 第2部分(Gyogyotto20和Dodotto400)

连接上次第52夜,这次我们来谈谈“尼康乐趣多多镜头工作室”中提到的剩余的两款镜头。因为当时是仅日本国内的限定销售,所以估计大家不太熟悉。这是由佐藤和大下参与设计的两款记忆深刻的镜头。

大下孝一

Gyogyotto20

上次曾提起过,作为“乐趣多多镜头”项目计划设计的是以下4款镜头:

  1. 柔焦镜头
  2. 鱼眼镜头
  3. 微距镜头
  4. 远摄镜头

其中让我伤脑筋的是鱼眼镜头。虽然塚本先生说过,这不是一款正式的鱼眼镜头,不需要有180度的视角,只要能充分实现歪曲,视角够宽广,能拍出富有趣味的画面就可以,但光是使宽视角的光线成像这一事就已经够难处理了。既然是称作鱼眼镜头,那么就至少需要大约150度的视角。可以考虑类似门镜般的强凹透镜前组和强凸透镜后组的结构,但这样就无法校正前组凹透镜产生横向色差。这可该如何是好?

正当我在踌躇不决时,佐藤先生等出席了年底座谈会的同事们为我出了私下里设计的点子。

“总之,前组、后组都接合起并单独进行消色差就行。”
“但这种结构曲率太大,视角会太窄。”
“要不,将前组的凹、凸透镜分离开?”
“采用3组4片结构的话,性能也许会不错。”
“但是采用3组结构可能就需要进行光学调整。”

我们对各样的结构进行了随机的探讨。

图1 Gyogyotto20镜头:截面图

正当我们这么讨论着的时候,有了另一种方法——将凸面面向前组的厚凹弯月透镜夹在强凹前组和强凸后组之间,镜头结构为3组3片。虽然对球面色差和纵向色差的校正还不够充分,但已彻底校正了横向色差和像散。对啊!还有这种办法呀!只要能将这一

凹弯月透镜和后组凸透镜接合起来,不就能实现2组2片的结构吗?于是,我集中精力对这种类型进行改良,开始了我的设计。由此得出的是图1的镜头结构。

这种镜头的特征在于很厚的凹弯月第二透镜。其基本结构为,将从强平凹的第1透镜形成的宽视野歪曲虚像透过凸的第3透镜来成像。这样就能实现鱼眼镜头特有的歪曲和宽视角,但却无法校正横向色差、纵向色差和球面色差。此时就需要第2透镜。第2透镜的物体侧面为凸面,通过该凸面的效果校正第1透镜产生的横向色差。与此同时,和第3透镜接合的第2透镜的像侧面为强凹面,通过该强凹面的效果来校正第3透镜产生的球面色差和纵向色差。将第2透镜设计成较厚的结构,并使物体侧面和像侧面分别具有不同的功能便能通过2组3片的简单结构来良好地校正多种色差。

试制

鱼眼镜头的设计有了头绪后,公司就下达了4款镜头的试制指令。但由于开始着手设计的时间还很短,所以这款鱼眼镜头总是处于一种临阵磨枪的状态。随着设计的进展,其性能得以日趋改善。起初的设计目标是用L尺寸打印时能获得令人满意的欣赏效果,但这一目标在我心中逐渐发生了变化――“不如就设计成摄影记者、高级业余爱好者们在紧急情况下也能使用的镜头!”

第52夜时介绍过的Gugutto镜头应该能作为尼康一款柔焦镜头使用。对于远摄镜头,用户们可以利用其小型、轻量的特点常备在包中;而对于鱼眼镜头,我希望用户们可将其作为一款广角镜头,即便是在水花飞溅的复杂环境中也能使用。设计形象就这样在我心中定形了――一款在喷洒香槟、啤酒进行庆祝时能一口气拉近镜头的广角镜头。

匆匆忙忙地发布设计图后,试制品终于完成了。一般情况下,在完成试制品后,需要经过投影检查,然后是品质保证/评估部门执行MTF测定和实拍等一系列评估,但这次却由我和塚本先生进行了试拍。不论设计了多少款镜头,用试制品试拍的那一刻,每次都让人心情激动。只使用2、3片透镜的简单结构能拍出什么样的结果呢?我们花了两天时间在工作之余进行了实拍并委托了显影和冲印。

冲印的结果远远地超出了我俩的期待。尤其是这款鱼眼镜头清晰的拍摄效果。说实话,在看到这个结果之前我对这款镜头的商品化没有什么把握。毕竟,这是我和塚本先生两人私下里探讨的镜头,也不是相机产品计划中的商品,要通过从上级领导到总经理的审批实现商品化,不知需要花费多少的劳力和时间。但看了冲印的结果后,“我一定要让大家都能用到这款别致的镜头”、“我要和大家共享拍摄效果的惊喜”,这些愿望不断地涌上我的心头。

敞开的大门

这些愿望轻而易举地就实现了。我们两人的试拍结果在此后实施的正式评估中也得到了证实。我们将实拍结果提交给塚本先生的上级领导并申请对这些镜头进行商品化。大约2星期后,从塚本先生那里传来了消息,“那个‘乐趣多多’镜头已经决定批量生产了!拜托你加油啊!”。

听了条件,我又大吃一惊:仅日本国内发售;柔焦镜头以外的3款镜头成套销售;限量5000套;今年12月初发售。我们匆忙地召集了大约10名有关人员组成了小团队。离发售已为时不多,但尚待解决的问题还是堆积如山。

先是商品名称。

大家相继提出了许多点子。在预算不多的情况下,团队成员们团结一致,为了实现计划想方设法不断地进行了探讨。将自己的点子通过自己的双手来实现商品化,这样的机会可是很难得的。那真可谓是一段令人兴奋的时间。

在探讨商品化的同时,塚本先生和我又针对商品化进行了进一步降低成本的设计。

Dodotto400

图2 Dodotto400镜头:截面图

除了规格没有发生变化,可以说,很少有一款像这款般与计划阶段面目全非的镜头了。既然设计目标是小型的远摄镜头,那么很自然地规格就决定为400mm F8。300mm是可由远摄变焦涵盖的范围;而若是500mm,则镜头体积会太大。如果是400mm远摄镜头的话就可以优先重点性能,设计成与天文望远镜相同的1组2片结构。光学设计马上就完成了,而机械方面则须将这款镜头设计成便于携带的小型结构。因为镜头是1组2片结构,所以总长度大约是40cm。塚本先生一定是在结构的设计上费了不少心血。完成的试制品是2段型可伸缩结构。虽然实拍结果不错,但是太重,并且团队成员对操作性能也不太满意。原因是从缩回状态到拍摄状态的装配程序过于繁杂。

大家商谈后决定改变设计——即便是增加透镜片数也要缩短镜头的总长度。将镜筒结构从2段伸缩改成1段伸缩就能减少一个金属镜筒,既可减轻重量又可减少成本。就这样,如图2所示的镜头完成了。

前组为凸接合透镜,后组为凹接合透镜的典型远摄型镜头。至此为止,我们始终拘泥于3片以内的结构。这个改变是为了缩短总长度迫不得已作出的选择。远摄型结构虽然会产生若干畸变失真,但却提高了边缘性能。因为对35mm格式的视角在性能方面尚有余地,所以在设计上我们注重了边缘的光量以便覆盖到中幅(645)格式的视角。

同样,我们在机械结构上也进行了设计变更,由当初的伸缩结构改变成更为精简,且又能获取较大伸缩幅度的拆解/组装式,并以此降低了成本。

镜头的描写能力――Gyogyotto20

照片1 安装在D700上的Gyogyotto20

让我们根据实拍结果来看看Gyogyotto20的描写能力。

这款镜头如照片2所示,为精简的圆筒形设计,即便是和现在的全幅数码单反相机组合使用也很合适。以使用ISO 400的彩色底片作为前提,该镜头的光圈为F8,较暗,因此在使用低感光度胶卷时受到的限制较多。但是,数码照相机能自由地更改感光度,所以大大提高了其易用性。

范例1
镜头:Gyogyotto20 20mm F8
照相机机身:D700;
光圈优先自动曝光;
ISO:自动;自动
白平衡
范例2
镜头:Gyogyotto20 20mm F8
照相机机身:F301;
光圈优先自动曝光;
扫描HG400
底片
范例3
镜头:Gyogyotto20 20mm F8
照相机机身:D700;
光圈优先自动曝光
ISO:自动;
自动白平衡

这款镜头的特征在于2组3片的精简结构形成的清晰图像。范例1是半逆光的风景。对于广角镜头,光源照射到镜头是难免的。而这款镜头即使是当光源位于画面之中时,鬼影和杂光也不太明显。并且,除了画面四角以外图像都很鲜明。虽然在画面四角处图像突然失真,但因为这可通过在冲印底片的过程中进行少量裁切来补救,所以才优先画面中央部分的鲜明效果而放弃画面四角。

范例2是用彩色底片拍摄的明亮风景。可以看出,彗形像差和色差小。

范例3是距离较近的拍摄对象。由于是定焦镜头,所以太接近拍摄对象会造成失焦。拍摄时注意与拍摄对象的距离不要小于1米。

镜头的描写能力――Dodotto400

照片2 安装在D700上的Dodotto400

接下来看看Dodotto400的描写能力。

范例4是针尾鸭。常说400mm是拍摄野鸟的标准镜头。当时是已黄昏,光线较暗,所以提高了感光度成功地拍下了这张照片。画面边缘光量下降的情况不太显眼。

范例5是日落后富士山的轮廓。如照片3所示,该镜头为拆解/组装式结构,镜头镜筒前部较细。因此逆光和半逆光时由漫射光造成的杂光容易使画面显得平坦。建议通过安装镜头遮光罩等方法,尽量不让漫射光进入镜头。

范例4
Dodotto400 400mm F8
照相机机身:D700;
光圈优先自动曝光;
ISO:自动;
自动白平衡
范例5
Dodotto400 400mm F8
照相机机身:D700;
光圈优先自动曝光;
ISO:自动;
自动白平衡
范例6
Dodotto400 400mm F8
(望远倍率镜配用D4滤镜
照相机机身:F2;
1/1000秒;
扫描G400
底片

范例6是1997年3月日偏食的照片。月亮和太阳以焦距的大约1/100的大小拍摄在胶卷上。由于使用400mm时太阳的图像太小,所以用望远倍率镜进行了放大。望远倍率镜虽能简便地扩大镜头焦距,但同时也会放大镜头色差,因此可以观察到太阳的边缘出现若干着色现象。因为Dodotto400由于成本上的原因无法使用低色散镜片等来降低色差,所以对比度较高的拍摄对象边缘会发生红紫色的着色现象。

照片的内在力

就这样,“尼康乐趣多多镜头工作室”在1995年12月发售了。回想一下,从发掘点子的座谈会至此,真可谓是在转眼之间渡过了紧张的一年。

让我来透露一点内部消息吧。当时是因为塚本先生的上级领导对实拍的结果相当满意,他直接向业务部长和总经理申请了要发售这套镜头,所以这才如此顺利地得到了许可。可以说,是这套“乐趣多多”镜头系列凭借自身创造出的照片之内在力,开辟了通往商品化的道路。回想起来,在开发这套镜头的过程中,我们谈论的不是分辨率怎样,MTF性能怎样,谈论的都是团队成员们对于拍摄照片的乐趣。这是一套让我们再次认识到照片的快乐和可换镜头的趣味的镜头。