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蔡司镜头经典结构大解析

 gdbluesea 2015-11-13

    近日,索尼公司宣布正式发售A卡口Carl Zeiss Planar T* 50mm F1.4 ZA SSM镜头,预计2013年3月7日于日本上市,预计售价为164850日元(约合人民币11186元)。

蔡司镜头经典结构大解析

    Carl Zeiss Planar T* 50mm F1.4 ZA SSM

 

    索尼Carl Zeiss Planar T* 50mm F1.4 ZA SSM镜头最早于PHOTOKINA 2012器材展露面,而经过半年多的研发,与索尼粉丝的长期关注中,最终在今年2月正式与大家见面。此镜头一经面世引起广大关注,Planar双高斯结构,成像质量高,T*镀膜,在抗眩光、鬼影方面表现出众。 

 

    蔡司为索尼推出的Carl Zeiss Planar T* 50mm F1.4 ZA SSM 在成像素质方面显然是毋庸置疑的。镜头除了提供f/1.4的大光圈,提供良好虚化效果,蔡司于光学设计上也同样下了相当功夫,Planar结构中5组8片的设计中便用上2片非球面设计,因此能抵消边缘畸变,提供优良素质,并且配有SSM超声波马达技术,也让这款镜头的自动对焦能力大大提升,从而一改以往大家对于蔡司镜头只能手动对焦的印象,极大的提升了整个画面的对比及锐利度。另外针对耐用性,镜头镜身并会用上防尘防水滴设计,以应付各种拍摄环境,且做工精良,因此这支镜头给玩家提供很不错的各方面的支持。

 



蔡司镜头经典结构大解析

 

    在蔡司家族中还有众多质量优良的镜头群组,在过去100年历史的发展中,也不乏举世闻名的镜头结构。而对于广大摄影发烧友可能对蔡司镜头的结构不是特别的了解,不过没关系,小编现在就和大家聊聊蔡司历史上的那些经典结构。 

 

 

 

    卡尔蔡司镜头是来自德国的品牌,卡尔蔡司是德国一家以生产镜头和胶卷相机等光学制品闻名于世的国际化大企业。

 

    卡尔蔡司在镜头制造史上的光辉历程始于1890年由这个公司的工程师所发明的消像散正光摄影镜头(Anastigmat)。同年,普路塔(Protar)镜头问世;1896年,普兰纳(Planar)镜头发表,奠定了卡尔蔡司在色差纠正技术上的权威地位。1902年,蔡司厂又设计出1: 6.3的天塞(Tessar)镜头,这款镜头明快锐利,成像质量相当不俗。



蔡司镜头经典结构大解析

 

    作为一家拥有150年以上历史的老牌光学企业,卡尔蔡司在医学制造业同样富有盛名。它生产的显微镜,放大镜,医用内窥镜,相机镜头,眼镜等多种制品在世界上都极有名气,其中,蔡司厂的镜头一直以成像鲜明,细节清晰,表面明亮,防偏色和防反射性能优越而著称。卡尔蔡司是一家历史相当悠久的光学仪器厂商,其出品的镜头在传统相机领域向来都是“高贵”的代名词,许多摄影师都以拥有卡尔蔡司镜头为荣。

 

    卡尔蔡司镜头在业内一向享有良好的声誉,因其成像的超清晰能力而被称为“鹰之眼”,这种镜头一般情况下只有高端相机会配备这样的镜头。卡尔蔡司这家德国的老牌光学厂家已有一百多年的历史,生产世界上屈指可数的高品质透镜。以其独有的色彩还原和成像特点令全世界摄影家及爱好者爱不释手,但因其价格高高在上而敬而远之,望而却步。分辨率高,颜色还原出色,几乎没有四角失真现象。忠实提供高画质摄影。其中带有红色T为标志的镜头更是卡尔蔡司引以为豪的产品。

 

    数码相机的成像画质主要取决于以下三个部件:镜头,CCD和图像处理引擎。其中,镜头是外部光线的主要接收源,它的质量好坏直接影响着成像的清晰度和鲜明度。



蔡司镜头经典结构大解析

 

    下面就为大家介绍蔡司镜头的最经典的六种结构(从广角至望远排列):

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一、Distagon

 

    Distagon(迪斯塔根镜头),为逆焦式的广角镜头设计,主用于18mm至35mm,其特色是变形轻微且中央解像力高。它的结构特点为反望远结构,光圈大,且是广角,中心锐度非常高,中心分辨率也很高,畸变小。Distagon专为单反相机设计,将光学结构中心前移,以适应反光板位置。为了达到接近Biogon的成像素质,Distagon的结构比较复杂,因此售价较高。此外,Distagon镜头视野极为开阔,广角和长焦表现都非常好。也是常用于照片和电影拍摄。

 

    在索尼镜头群里较为经典的就要数:Distagon T* 24mm F2 ZA SSM 这支镜头了,采用7组9片结构,并且其中包含了两枚非球面镜以及两枚ED超低色散镜片,同样也具备Distagon系列的超高优质解像力。采用了SSM超声波马达,为用户提供了更加安静和快速的自动对焦性能。如果没有微距头,Distagon 24mm/F2.0也可以用来拍些花花草草,其最近对焦距离是0.19米,无论对细节的表现,还是背景的虚化都非常出色。



蔡司镜头经典结构大解析

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蔡司镜头经典结构大解析

 

    这只镜头在拍摄风景时,具备出色的景深表现,所拍摄的画面中基本上没有很明显的失光现象,同时其超广角端的畸变控制能力也非常棒,也没有很明显的色散现象,能够最大限度的还原拍摄场景,让美景尽收眼底。

 

    因此,Distagon 24mm/F2.0拥有堪称完美的画质表现,所拍摄的画面细节锐利清晰,色彩真实自然,拍摄风景时层次感非常强,整个画面都表现得非常出色,边缘和中央位置的成像差异也不是很大,同时还具备优秀的畸变控制能力,在抗逆光方面,索尼这枚24mm/F2镜头的表现强悍依旧,但美中不足的是,如果您在拍摄时让光线直接进入镜头或者拍摄光比大的逆光场景时,也还是会出现一些眩光和雾化,在采用大光圈拍摄时紫边比较明显。但Distagon 24mm/F2.0趋于完美的整体性能,加上其合理的市场价格,成为当之无愧的定焦镜皇。



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二、Biogon

 

    Biogon(比奥刚镜头):为对称式设计,专用于连动测距式相机,在1932年时,这支镜头首次与大家见面,其结构特点为对称结构,多应用于大光圈广角镜头,其成像特点为,镜头边缘具有非常高的分辨率,但同时边角失光问题也尤为明显。



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Biogon镜头结构解析

 

    最初的Biogon规格为4组7片,于1936年前后上市,是对Sonnar的修改。1952年,Bertele博士采用M.M.Roosinov的改进意见设计了一款名为"Aviogon",成为新版Biogon的前身。

 

    Biogon由梅塔博士发明的这款镜头在当时引起了业内巨大的反响,镜头最大的特点在于它的广角端几乎不会产生镜头畸变。它现今在光学史中仍是设计的水准标记。其设计深受摄影家喜爱,经年不衰。因为相机内没有反射镜,可以让镜头和底片之间的距离很小,是其优点之一。因此,镜头的设计工程师就研发出这支Biogon 头,它几乎可以完全矫正变形现象。



蔡司镜头经典结构大解析

 

    通过结构剖面图,我们可以看到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广角镜头还低。因此,它深受专业摄影家的重视,在应对诸如风光、建筑、人像等拍摄题材时,都能给摄影师以最佳的画面表现。



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    在1932年,Sonnar型镜头(后面会有介绍)更进一步的发展,引导出了Biogon f/2.8镜头的设计。这是一只35mm系统的高速、广角的镜头。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。这个特色也同时表现在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°。即使在全开光圈的情形下,桶状变形和影像边缘的失真也相对上是不存在的。

 

     Biogon特别适合在建筑、时装模特儿和全景摄影,也适合拍摄在狭窄空间中的机器或是工业流程。



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三、Hologon

 

    Hologon(霍洛刚镜头):专用于连动测距式相机的超广角镜头,对称式设计,可以拍摄岀几乎为0%变形率的影像,但与Biogon相比有更严重的边缘失光,镜头制作难度极高。该结构设计于1966年,其对称结构,适合超广角,固定的F8光圈,但边角失光度大,因此需配合中灰渐变滤镜。

 

蔡司镜头经典结构大解析

 

    Hologon使用了特殊设计的中灰镜,从而减少了镜头中心部分2档曝光。这个中灰镜本身就是一件精巧的艺术品: 一般人们认为降低进光的效果主要是在镜片玻璃上的一种阻滞材料所带来的,但如果把Hologon的中灰镜从滤镜卡口上挪开的话,你会发现实际上是两片精巧的凸透镜玻璃,这种结构决定了降低进光量的效果。(这种结构也适用于Leica M版本)

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    Hologon 取得了成功,尤其是在新式广告摄影用户群体中——除了没有测光,对焦和必须用一个枪型手柄和快门线。1969到1975年之间,它在制作了很小一批之后就不再生产了,大约只有2000个。与此同时,徕茨·威茨勒公司对于这些紧凑得可以放进口袋的超广角镜头非常感兴趣,于是他们向蔡斯官方要求订做一批特殊的,带对焦环但并不与测距仪相配合的Hologon镜头供徕卡M卡口使用。蔡斯同意了他们的要求,挑选了一批Hologon 15mm 镜头装上特殊的外部框架结构,并涂上黑漆。



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    Hologon结构镜头最初用于一款蔡司公司的『Hologon Ultrawide』不可更换镜头相机(1969-1975)。1972年曾为Leica M卡口上产过不到750只,规格为3组3片、15mm F8。1994年,经过Eehard Glatzel重新改进,制成了3组5片、16mm/F8的新版Hologon,适用于Contax G系列相机。Hologon虽然不支持大光圈,但是镜头在广角端的畸变现象几乎为零,成像性能十分优秀。



蔡司镜头经典结构大解析

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    不过Hologon边缘失光较为严重,得加中央深边缘浅的渐层减光滤镜平衡通光量,又因为光学结构(中央一个实心球形透镜)不容许装光圈, Hologon只有一个f /8光圈可用;另外,因为最后一片透镜太靠近底片平面而且镜筒很短,Hologon 也无法在单反上使用。



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四、Tessar

 

    Tessar(天塞镜头),为标准的镜头设计,主要以四片三组镜片构成,特点是低变形且轻薄。于1932年为标准镜头、望远镜头和小体积镜头而设计。



蔡司镜头经典结构大解析

 

    如图所示,经典的Tessar结构为3组4片设计,而Tessar在希腊语中正是“四”的意思。最初的Tessar结构镜头只有F6.3,随后发展出F3.5及F2.8规格的产品。其成像不仅中心部分鲜明透亮,边角区域的细节也很清楚,结构虽简单,但成像却异常锐利,反差非常高,大异于其他镜头,所以有“鹰眼”之称。

 

    Tessar最大的特点就是卓越的高解像力,而且体积极小,重量很轻。由于结构简单,性能出众,所以产量极大,几乎世界上所有的镜头制造商都生产过使用Tessar结构的镜头。



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    当然,从现在的眼光看,Tessar也不是完美到没有确定的程度,一个很明显的事情就是它的中心解像力超高,而画面四角的解像力远远不及中间部分,特别是在全开光圈的时候,收缩光圈造成的画质改善也不及之后设计的Planar镜头。不过,毕竟这只是一支4片镜片的超轻镜头,它带来的独特乐趣也是其他镜头无法比拟的。

 

    Tessar镜头今天仍在使用的理由还是同过去一样:设计简单、高解像力、高反差和畸变很小。天塞结构本来就以结构简单着称,3组4片之中最后一组是胶合镜片因此全镜只有6个空气面,T*镀膜使得镜片透光率高达99.7%,这赋予了天塞镜头以无与伦比的锐利,传说中的立体感和空气感也展现无遗。



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    现在,Tessar镜头依然在镜头群中占有一席之地。最近的Tessar是2002年3月6日,蔡司为纪念由Rudolph博士于1902年设计的Carl Tessar整整一百年,推出了配合Contax单镜头反光相机使用的限量版本的Tessar T* 45mm f/2.8,这支镜头是众多饼镜中之皇者,影像由 F 2.8 起已经很锐利而且直达边沿(很多饼镜只有像圈中心才锐利),加配转接环可用在 Canon/Olympus/Panasonic/Sony 等数码相机。独有的T* 涂层,则可忠实将色彩还原,同时减少高反差拍摄常见的鬼影。得益于天塞结构的高透光性,片子出来就很通透。虽然镜头本身轻薄迷你,但是拍出来的成像相当地锐利而且漂亮,有鹰眼的美名;色彩正,锐度好,成像锐利反差很大,高反差无任何紫边现象出现,对蓝天白云的表现尤其正,适合风光拍摄。Tessar T* 45mm F2.8,因形状像饼干一样,又称饼干镜。重量只有90克,大小如同一个镜头盖,非常轻便便携,适合扫街,旅游,风光摄影。



蔡司镜头经典结构大解析

 

    Tessar镜头有很多很好的变型产品,蔡司在需要设计重量轻体积小的长焦镜头时,多采用Tele-Tessar的设计。比如为哈苏生产的Tele-Apotessar T* 500mm f/8 CF,以及康泰时N卡口Carl Zeiss Tele-Apotessar T* 400mm f/4 都是很好的超长镜头。


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    Carl Zeiss Tele-Apotessar T* 400mm f/4

 



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    Tele-Apotessar T* 500mm f/8 CF


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五、Planar

 

    Planar(普兰纳镜头)于1896设计,对称的高斯结构,适合中长焦大光圈镜头,色差修正好,畸变小。最初的Planar结构使用4组6片设计,最大光圈只有F4.5。经过不断改进,目前F1.4规格产品已经较为常见。在1966年的阿波罗登月计划中,蔡司曾为NASA制造过一只50mm F0.7的Planar,全开光圈时也有惊人的成像质量。



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    Planar 50mm f0.7

 

    其实普拉纳结构对于索尼的玩家来说并不陌生,实际上索尼曾经发布的85mm f1.4 ZA这支镜头,



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    这支镜头体现完美的视觉经验,明亮、清晰、色彩鲜明,精通各色各样的人物表现,全无几何变形。蔡司85/1.4是商业与纪实摄影的理想选择。蔡司85/1.4镜头是一支特别为要求严格的相机所精心设计的短焦距、高速、远摄镜头。蔡司85/1.4从取景器中提供特别明亮和清晰的图像。即使在全光圈的状态下,也可带来最高质量的图像。蔡司85/1.4的视角和杰出性能使其成为拍摄外景及室内人像摄影的最佳选择。蔡司85/1.4浅景深和大光圈的特色使它可以使用选择聚焦,透过背景散焦来突显拍摄主体。事实上,许多蔡司镜头的光学产品对色彩都有着独特的理解。而蔡司85/1.4镜头在色彩还原方面做的似乎更好,在那迷人的融融暖调中,模特的皮肤既拥有健康的质感,又嫩如凝脂充满水份。

 

    正因为这是大口径蔡司85/1.4镜头,所使用的也是九片羽状光圈叶,景深像奶油一样溶化了轮廓而且坦率地美丽展现着。使用光圈开放值的中但被拍的主体依然有浮起来的立体感,是蔡司85/1.4镜头独有的东西,若然有更好的光线配合,将会更能加强立体感。蔡司85/1.4镜头的特性,锐利度和奶油味的景深平衡了成为独特的成像张力。



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    在彩色摄影时代,以前设计的镜头遇到了一些在设计当初就没有考虑过的问题,现代的大画幅镜头,在普通焦距这个范围,都基本上是采用的高级变形双高斯结构,多层镀膜的应用为彩色摄影带来的好处是非常巨大的,黑白胶片记录的是亮度变化,而人眼虽然对自然界的亮度适应性极其宽广,但在一张图片上却大大受到限制,光学镜头对于黑白时代简单的提供高反差和高分辨率就能满足摄影的要求,而在彩色摄影时代,尽管人们对镜头的要求还没转变,但从视觉心理上对色彩的感觉已经对镜头的选择提出了新的要求。



蔡司镜头经典结构大解析

 

    对于彩色摄影,反差大并不是一个必要的条件,人眼分辨颜色的细微变化远高于对线条密度的能力,对于现在的镜头还没有能力对其色彩表现能力在测试的图表中有所表示,但是planar结构较为复杂的光学体系和经典的完全对称的结构能很好的适应彩色摄影的需要,因此,今天大多数镜头尽管光圈并不大,但结构上都很自然而然的采用了更加复杂的双高斯结构来获取更好的光学表现能力。今天最流行的镜头是施耐德公司的apo symmar(包括最新的 apo symmar-L)和罗敦斯德公司的apo sironar系列。偶尔也有较少和较廉价的nikon和fujinon的镜头这些镜头都能提供一流的光学素质。



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六、Sonnar

 

    Sonnar(索纳镜头),为中望远(135mm)至望远(250mm)的设计,特色是无球面像差,失光极微,变形低至肉眼无法辨识,但色散须以APO修正。



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    1931年时的Sonnar结构已经具备F2.0的大光圈,第二年,Bertele更是将它提升到F1.5,是当时135mm系统中光圈值最大的镜头结构。

 

    Sonnar具有深厚的细节保真和色彩平衡功力。和Planar镜头成像润泽柔和不同,Sonnar的成像表现更加细腻。常用于照片和电影的拍摄。



蔡司镜头经典结构大解析

 

    Sonnar这一名称最早出属于斯图加特Contessa-Nettel AG(Zeiss Ikon的前身之一,Contax就是为了纪念这一公司)一款不太出名的镜头,1926年该公司加入Zeiss Ikon之后Sonnar这一名称被用来命名一款全新的镜头。 1926年,蔡司(ZEISS-IKON)收购了ENREMANN公司,而该公司的著名设计师,也就是以后被称之为SONNAR之父的Bertele加入了ZEISS公司,他全力投入了SONANR结构的改良上,他对早期的SONNAR结构做了两项非常成功的改进,从此真正完美的SONNAR出现了。



蔡司镜头经典结构大解析

 

    Sonnar原本是但一片凸镜,后改为两片光圈f/2的Sonnar;最后改为三片帖合的凸镜群,巧妙地修正更多的球面像差,Sonnar的起始光圈也进一步推到f/1.5。这一设计是相当成功的,根据这个结构生产出了种类繁多的旁轴相机的镜头,焦距从40一直到250,最大光圈达到了1.1。



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    说到索尼经典的蔡司镜头就不得不提Sonnar T* 135mm F1.8 ZA这支镜头了,正是这支镜头把一向属于85mm F1.4的“聚光灯”一下吸引到他自己的身上。在135mm这个中焦距的极限居然可以使用F1.8的光圈,已经是这个焦距的极限了,何况这支镜头产品使用的镜头结构是蔡司公司最引以为豪的Sonnar结构,同时由于后“柯美”时代的介入,这支镜头产品被设计成了自动产品,在使用方面更加便利。配备在索尼a100上时,视角等效于135相机202.5mm焦距的镜头,采用内对焦设计,在拍摄时镜头前端并不会伸长或旋转,方便使用偏振镜。



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    索尼Sonnar T* 135mm F1.8 ZA是一支大口径,高性能的卡尔·蔡司远摄镜头,F1.8的明亮光圈可以看到在其他135mm级别镜头当中看不到的景象。大口径规格以及光学设计,不仅能形成漂亮的背景散焦,还能获得高品质的图像。使用2片ED(超低色散)玻璃镜片成功地纠正色差。高速的内对焦自动对焦。之前从未见过的极好的近摄能力,最近对焦距离0.72米(0.25倍的放大倍率)。由于明亮的大光圈以及防抖功能,可以在光线不足的环境中手持拍摄。对焦锁定按钮和自动捕获(自动对焦时不用转动对焦环)的设计保证了良好的操作性和握持性。这只具有典型的“Sonnar”特色相对简单的镜头结构配合超大的光圈是整个市场上的大卖点。



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    关于Sonnar这一名称的含义,目前有这两种说法,一是来自生产这一镜头的厂区的名称,Zeiss官方的说法则是这一名称来自于德语的太阳Sonne,是为了说明这一系列镜头的大光圈。二战后东西德Zeiss都生产了50mm焦距的Sonnar结构镜头,西德的Steinheil采用Sonnar结构生产了50mm的Quinon-I 2.0镜头,此外日本的佳能,尼康和宾得都生产了基于Sonnar结构的标头,俄罗斯则是Jupiter。

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