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8月6日 深水一潭 CLAVIN--镜头结构--CLAVIN
望斧正
对于镜头来说，光学设计的威力才是决定性的
Hologon , Biogon , Distagon ,Cooke , Tessar , Planar , Sonnar
单片(双胶合)镜头
这种简易型镜头由于只采用单片或双胶合透镜构成
因此其象差不可能完善校正，孔径也很小，只能在强光下使用
但由于此类镜头价格特别低廉，特别是近年来已普遍使用光学塑料（PMMA）替代光学玻璃，使其制造成本更为降低
目前市场上的玩具相机、一次性相机大多使用这种简易镜头
Cooke
1894年早期由三片分离透镜组成的Cooke镜头
这个结构最开始最大光圈只有 f6.8，后来又开到 f4.5，然后最大最大只能到 f3.5
再大就各种相差已经很难保证全开象质让人接受
其光圈位于透镜之间
这种光学结构型式是镜头象差能得以初步校正的最简单结构
象质基本上满足一般普及型相机的要求
近几年来为了适应自动、袖珍照相机的发展
把通常三片型柯克镜头的光圈由镜头中间移至镜后，使透镜之间密接紧靠
由于光圈后移造成的光焦度失对称，使系统存在有较大的轴外球差，不得而已只能采取拦光的办法来保证象差
相对来说边缘照度较低，在设计及使用时都需要统筹兼顾
为进一步降低成本
目前市场上的水货低档照相机大多用光学塑料透镜替代柯克型三片物镜中的某一片（大多为中间一片）
此时其相对孔径只能做到1/4.5左右
Ernostar
由三片式结构前组增加不晕镜片演变而来
Ernostar 早些时候又被 Zeiss 收购，所以 Ernostar 的名字不大为大家所知
1923 年，Ernemann 公司的 23 岁的工程师 Ludwig Bertele 在三片镜的基础上加进了一片正镜片，这个大胆的举动让这个新的镜头（命名为 Ernostar) 可以把光圈开到 f2.0。顽童斑竹贴的图给出了这个镜头结构的变化
 。之所以说大胆，因为当时还没有镀膜，增大光圈和增加镜片意味着光学素质的下降。但无论如何，这支镜头 Ernostar 成功的用在了相机上。人类至此第一次可以手持相机进行拍摄。先不说它拍出的影像如何，但就这一点这应该说是个里程碑式进步。1924 年，Ludwing Bertele 开始着手 Ernostar 的改良来克服它的镜片/空气接触面多带来反差低的致命缺点。他试图把前镜组胶合起来的做法日趋成熟。1926 年，Ernemann 并入 Zeiss 公司 Hologon
G T*16/8 Holgon镜头结构也是G头里唯一的"德国制造"
这个镜头是在60年代早期由Dr.Glatzel所发明的
这个超级广角镜可以在106度的角度内制造出没有变形的影像
Holgon这个字是由希腊holos所衍生,意思是全部,你可以将每一样东西拍进一张相片里,因此在风景及建筑摄影中就变得非常有名
Holgon的镜片弧面几乎是半球面及完全平面所组成,制造这种镜片需要特殊的的技术,而且镜片的定位必须非常地精确,目前只有Zeiss有能力依照规格生产这种镜头Holgon称得上是光学史上的艺术品，也是现在买得到的镜头中最神奇的镜头 15mm f8 Hologon for Leica 这只镜头并不是因为成像质量 (变形矫正及颜色反差非常棒，但暗角明显，要用专门的灰镜)
而是它的光学构造只由3片镜片所构成的
如果对镜头有认识的话，应该知道广角镜头是最难设计的，因为会有严重的变形所以要用镜片矫正，通常20mm以下的超广角镜头用个十几片镜片矫正是很正常的事
虽然光圈不够大，也不如Zeiss 15mm/3.5 实用，但Hologon有其独特的魅力
(Leica 那只15mm/3.5镜头是Zeiss做的，而Nikon的15mm/3.5镜头则是向Zeiss买设计图自行生产的，由此可见蔡司的设计实力)
Leica 那只名镜(Hologon 15mm f8)由於总产量不超过350支，非常稀有二手的在美国要价8000到一万美金 Holgon称得上是光学史上的艺术品，也是现在买得到的镜头中最神奇的镜头
Biogon
G T* 21/2.8 Biogon
Biogon 是Dr. Ludwig Bertele发明
旁轴相机内没有反射镜,可以让镜头更加贴近底片,基于此项优点工程师研发出Biogon,它几乎可以完全矫正变形现象
Biogon 镜头的设计几乎是对称的,它的变形现象比单反相机所使用的Distagon广角镜头低
这个焦长只有像场对角线一半长度的Biogon镜头能赋予全部的影像范围几乎完美的解析度和色彩饱和度
即使在全开光圈的情下,桶状变形和影像边缘的失真相对上是不存在的
在1932年，Sonnar型镜头更进一步的发展，引导出了Biogon f/2.8镜头的设计 第一只Biogon镜头是由6片镜片分成4群所组成。在1952年，它由7片镜片所组成的新设计所取代以获得更优秀的像场亮度以及对变形的进一步改善
Biogon f/4.5（120系统）这只由8片5群所组成的超广角镜头上，它能够提供的角度达到90° Distagon
T* 35/1.4 Distagon
Distagon结构广泛的用于中画幅，135单反，和电影镜头上，毫无疑问是单反广角上设计的经典
当镜头的角度变得更广的时候传统的设计在单反上遇到了麻烦 增加一个反光镜意味着镜头的后焦距必须要比焦距大，于是，zeiss设计出了这种反望远结构
Tessar
 45/2.8
它1902年起源于德国的蔡司光学工厂，最早是由著名光学专家鲁道夫（Rudolof）设计的
四片镜片，两两一组不对称的分布在光圈两边 （也有人称做4片3组。前两枚分别算一组，后面两枚一组）
由Cooke发展起来的Tessar镜头
它用双胶合透镜组代替了柯克型镜头的第三片
镜头的相对孔径可以大大提高，在中等视场50°～60°情况下其相对孔径可做到1/3.5～1/2.8
其中前组是独立的两片玻璃，后组是由一片凹镜一片凸镜粘合而成
光线经前组镜片汇聚，再由后组的粘合平面发散投射到底片平面上，形成Tessar结构
光圈位于第二、第三组之间，构成非对称结构型的正光焦度摄影物镜
这种设计对一些像差的修正能力相当强，容易得到锐利的成像效果。甚至可以说，Tessar这个名字就意味着极为锐利的成像 它是目前国内中档或普及型照相机应用得最广的镜头结构形式
Vario Tessar 一只28-70/4.5-8的变焦头和N口的Tele-Apotessar
而最夸张的一只Tele-Tessar镜头竟然做到了1000/8的规格
Tessar极为经典的45/2.8 从“光学”这两个字考虑，放弃Tessar是不可想象的，传奇的设计绝对不容错过 Planar的遗憾有别的镜头可以弥补，另一只正宗的Tessar你哪里去找？
读一读百年天塞那篇文章把，然后翻出你的45/2.8，拍张片子，看看传说中的鹰眼到底有多锐利 Planar
T* 85/1.4 Planar
Planar型镜头是由P.Rudolph博士於1896年在Zeiss所设计出的
这是镜头发展史上一个重要的里程碑
它是第一个能够在大光圈时提供无像散的像场且能对球面像差做高度的矫正
Planar物镜是在具有较大视场（大约40°左右）的物镜中，相对孔径最先达到F/2的一种物镜
传统的Planar型设计，是由两组对称於光圈的透镜所组成
加入的两个胶合面，使其有可能更好地消除象差
光圈两旁相对称的高曲率透镜弧面形成一个近似封闭的空间
胶合面两边玻璃的色散尽管不同，但折射率近似相等，因此胶合面的加入对单色象差影响不大
基本对称的结构有利于彗差、畸变、倍率色差等垂轴象差的校正，光圈两侧各有一个强凹透镜，有利于球差和象散的校正 由於这种设计有Gauss型望远镜头的特点，所以这种目前被许多镜头制造厂商所使用的设计型式，都统称为Gauss型镜头
双高斯物镜的复杂化型式，主要是为了增加镜头的相对孔径或者是为了改善镜头的成象质量
最常见的方法是把前面或者后面的正透镜用两个单正透镜来代替
它可以使轴外的视场高级球差和轴上的孔径高级球差同时减小，可以在较大的视场情况下获得较高的成象质量
Planar的另一类复杂化形式是把前、后厚透镜中的胶合面，用分离曲面代替 或者同时把前面或后面的正透镜分成两个。
在20世纪，这型的设计更进一步引导出高速镜头的设计，例如为35mm电影机所设计的Biotar型高速镜头（f/2，f/1.4） 或是光圈值达f/0.85的X光机镜头，发展给NASA用的50mm f/0.7 Planar
新的Planar型镜头维持数十年的传统，将起始光圈设定在f/3.5至f/0.7之间 Planar型镜头也能将所有镜头工学上重要的改良立即吸收到它的设计之中
这项特色使得现代的Planar镜头始终居於领导地位
即使在全开光圈下，整个像场上也都能呈现优越的解像力
使得Planar镜头真正地成为一支世界性的镜头
而它也特别适用於中型相机和135相机
Sonnar
180/2.8
Sonnar镜头是传统式的设计，摄影家们已寻求多年 过去几年中，不断地加以修改，如增加其速度，减少镜头的像差，以达到令人难以置信的准确
Sonnar 镜头针对小型快拍或正式人像均非常理想，即使在全面光圈它也可为影像区边角提供高对比
大约在60年前，随著Sonnar f/1.5和f/2这两个高品质、高速的镜头出现
对35mm系统的摄影具有决定性的贡献，并取得了重大的成功
Sonnar型镜头的小尺寸和较短的後焦距对新型35mm系统相机的进一步发展是非常重要的因素
Sonnar结构有很广的焦距段，从广角到长角都有使用这个结构的镜头 Sonnar型镜头的发展在往後很快的使这型镜头能运用在长焦距镜头和大尺寸的底片上面
这种镜头一般都很小巧，使用了不多的镜片，这和相对新的设计，比如Distagon形成了有趣的对比
以前的设计者似乎依赖设计上的灵感多一点，而这也使得镜头简单而小巧，同时成像上也很有特色，而现在的镜头无疑更加全面，但是也变得缺乏个性 这种结构的镜头号称即使在全开光圈时也可为影像区边角提供高对比，现代Sonnar镜头的色彩表现和优秀的像场照明特别值得一提 Sonnar的话，无疑是180/2.8（有钱的话可以考虑Aposonnar 200/2） 不要为没有低色散玻璃而遗憾，再神奇的玻璃，也不如天才的设计有意思 |
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