照相机的镜头发展史
传统相机:一个不透光的盒子,这就是照相机。照相机是用感光胶片反景物拍摄下来的摄影器材。它的发明经历了漫长的岁月。
我国对光和影像的研究,有着十分悠久的历史。早在公元前四百多年,我国的《墨经》一书就详细记载了光的直线前进、光的反射,以及平面镜、凹面镜、凸面镜的成像现象。到了宋代,在沈括所著的《梦溪笔谈》(1031至1095年)一书中,还详细叙述了“小孔成像匣”的原理。
在16世纪文艺复兴时期,欧洲出现了供绘画用的“成像暗箱”。
1839年8月19 日法国画家达盖尔公布了他发明的“达盖尔银版摄影术”,于是世界上诞生了第一台可携式木箱照相机。
1841年光学家沃哥兰德发明了第一台全金属机身的照相机。该相机安装了世界上第一只由数学计算设计出的、最大相孔径为1:3.4的摄影镜头。
1845年德国人冯·马腾斯发明了世界上第一台可摇摄150°的转机。 1849年戴维·布鲁司特发明了立体照相机和双镜头的立体观片镜。1861年物理学家马克斯威发明了世界上第一张彩色照片。
1866年德国化学家肖特与光学家阿具在蔡司公司发明了钡冕光学玻璃,产生了正光摄影镜头,使摄影镜头的设计制造,得到迅速发展。1888年美国柯达公司生产出了新型感光材料--柔软、可卷绕的“胶卷”。这是感光材料的一个飞跃。同年,柯达公司发明了世界上第一台安装胶卷的可携式方箱照相机。
1906年美国人乔治·希拉斯首次使用了闪光灯。1913年德国人奥斯卡·巴纳克研制出了世界上第一台135照相机。
从1839年至1924年这个照相机发展的第一阶段中,同时还出现了一些新颖的纽扣形、手枪形等照相机。
从1925年至1938年为照相机发展的第二阶段。这段时间内,德国的莱兹、罗莱、蔡司等公司研制生产出了小体积、铝合金机身等双镜头及单镜头反光照相机。
在此阶段,照相机的性能逐步提高和完善,光学式取景器、测距器、自拍机等被广泛采用,机械快门的调节范围不断扩大。照相机制造业开始大批量生产照相机,各国照相机制造厂纷纷仿制莱卡型和罗莱弗莱型照相机。黑白感光胶片的感光度、分辨率和宽容度不断提高;彩色感光片开始推广,从而使摄影队伍迅速扩大并走向专业化。
从1939年之后为照相机发展的第三个阶段。此阶段的前半期即本世纪六十年代之前,黑白、彩色胶片的质量有了进一步的提高,光学工业制成了含有稀有元素的新型光学玻璃,如镧、钛、镉等玻璃。从而更好地校正了摄影镜头的像差,使镜头向大孔径和多种焦距的方向迅速发展。因而,出现了变焦、徽距、折反射式、广角等多种摄影镜头。镜头单层镀膜得到普遍推广。照相机出现了计数器自动复零、反光镜自动复位、半自动和全自动收缩光圈等结构。照相机的质量、产量开始飞速发展。
从本世纪六十年代初至今为第三阶段的后期。这期间,日本的小西六摄影公司生产出世界上第一台自支调焦照相机--柯尼卡C35A型135照相机.接着日本又生产出世界上第一台双优先式自动曝光照相机--美能达XDG型135单镜头反光照相机。开创了一台相机具有多种曝光功能的先例。
这期间,光学传递函数理论进入了光学设计领域,出现了成像质量高,色彩还原好,大孔径,低畸变的摄影镜头。同时,镜头向系列化发展,由焦距几毫米的鱼眼镜头到焦距长达2米的超摄远镜头,并有了透视调整、 变焦徽距、夜视等摄影镜头。电子技术逐渐深入到照相机内部,多种测光、高精度的电子镜间快门、电子焦平面快门以及易于控制的电子自拍机等都纷纷出现。曝光补偿、存储记忆、多纪录功能、电动上弦卷片、自动调焦等各种功能得到愈益精美的应用,高度自动化、小型、轻便达到了前所未有的高度。估质的各种新型相机,伴随着高科技的发展不断问世,从而为摄影艺术的创作提供了十分精良的设备。
先说徕卡,话说徕卡这个品牌没有建立以前在1849年,23岁的德国数学家卡尔.开尔纳(Carl Ke
llner)在威兹拉(Wetzlar)成立"光学协会",开始镜头与显微镜的研发。这是徕卡的前生。在1869年 Ernst Leitz 接管了公司并成为唯一的管理者,他以自己的名字命名公司。这就是著名的Leitz(徕兹)公司。具体说到徕卡(leica)这个品牌的诞生,不得不先说135相机的产生。奥斯卡·巴纳克(Oskar·Barnack),德国一位才华横溢的机械师,同时也和我们一样也是一个执着的摄友。在上世纪初,工业革命盛兴。
Leica(徕卡)相机的历史就是从奥斯卡·巴纳克担任徕兹公司研究主任一职才开始的。
德国光学诸雄,徕卡剑走偏锋,追求小巧。施奈德讲究的是有容乃大,内力雄厚。罗墩斯得最出名的是暗(房)(利)器(就是放大镜头啦)而蔡斯就是一个全能高手了。135幅面Carl Zeiss T*镜头是唯一可以抗衡徕卡的品牌。120中幅中哈苏也是依靠蔡司T*镜头群称霸专业领域。就是在大幅,Carl Zeiss也有一支小像场的Planar T* 135mm/3.5号称大幅镜头的最大光圈。
德国古镇耶拿Jeona就是著名的卡尔. 蔡司光学的故乡。也许当时谁也没有想到卡尔. 蔡司(Carl Zeiss ,1816~1888)一个高中毕业的学徒工将会在这里创造一个世界光学巨人。
靠着多年的对光学和化学兴趣,卡尔在学徒满之后长期的在当地的耶拿大学旁听。在1846年卡尔. 蔡司正好30岁的时候,他创办了一个工作室,有20个雇员,早期产品是放大镜片和简单的显微镜,由于得益于两位科学家恩斯特-阿贝和奥托-肖特的帮助,蔡司厂光学镜头的质量一直处于世界领先地位。二战以前设在德累斯顿的生产车间是世界上生产规模最大的照相机工厂。
灾难降临,就在1945年2月14日晚上,德累斯顿照相机工厂被美军炸毁,这是个灾难。在二战将近结束时,巴顿将军的第三军团占领了耶拿,本来打算让工厂重新开工,可是由于Yalta条约规定美军的位置必须后退向西移,德国被一分为二,耶拿镇和德累斯顿全部都由苏军占领,于是,在巴顿撤出德累斯顿前,为了不让将进占耶拿的苏军获得和利用这一世界光学之都的技术和工厂,巴顿下令炸毁了德累斯顿照相机工厂的核心部分。美军撤走的同时也带走了蔡司公司的126名关键的管理人员和技师,在美国扶持的联邦德国(西德)的巴登-符腾堡的奥伯考亨(Oberkochen)重新建厂,Carl Zeiss在"资本主义"社会里获得了新生。苏军进占耶拿后,对于这个光学巨人的财富,前苏联当然不会不加利用,于是将大量的蔡司技术人员被转移到了苏联的基埔市,作为战争赔偿,苏军同时也拆除剩下94%的Carl Zeiss加工厂和制造厂。在基埔建立了Kiev照相机制造厂(所以俄罗斯镜头靠着抢来的技术至今还能在光学影像领域占有着一席之地)。但是德国人的技术好像抢不走,在耶拿大学的支持下Carl Zeiss Jeona的LOGO很快又出现在了德累斯顿。但从此蔡司厂也因此一分为二。
东德的产品冠名为:Carl Zeiss Jeona(卡尔. 蔡司.耶拿)史称"东蔡"。生产潘太康相机
西德的产品冠名:Carl Zeiss史称"西蔡"
其实东、西蔡在设计上都秉承了蔡司传统,可是都标榜自己为是为蔡司正宗。塞翁失马焉知非福,就是这种竞争使得蔡司在光学设计上得到了进一步的进步。
两德统一后,东西德的蔡司厂又联手经营。总部仍设在奥伯考亨,拥有员工3500名,同时在世界各地设有分厂。这时的蔡司双剑合壁,在广泛的光学领域已经是第一强者。在135领域的Contax还尚有徕卡与之抗衡,但到了120的专业领域Carl Zeiss T*已经是称雄天下,顺我者昌,逆我这亡!哈苏、禄徕使用蔡司镜头才坐到江湖前2把交椅,玛米亚、勃朗尼卡没有蔡司支持就注定只能夹缝中求生存。
到了数码时代,又是蔡司,使得原本是光学外行的sony摇身变成消费级dc业界的大佬之一。
和介绍徕卡相同,我们来认识一个人:保罗-鲁道夫——镜头制造史上最有名的设计师之一,一个对蔡司发展影响最大的一个人。1890 年,他设计出第一只消像散正光摄影镜头(Anastigmat),开创了蔡司厂镜头制造的新纪元。1896年鲁道夫又发表了大名鼎鼎的普兰纳(Planar)双高斯结构的镜头,对各种镜头像差都进行了出色的纠正。此后,世界各地生产的各种品牌的标准镜头的设计(包括徕卡)无不受惠于普兰纳。1902年,他又设计出三组四片的"鹰之眼"——天塞(Tessar)镜头,结构虽然简单,价格适中,成像质量却惊世骇俗,明快锐利。大众摄影里面就有一篇"百年天塞"的文章说的就是这个天塞及其衍
生设计的镜头。1902年4月25日,柏林的皇家专利委员会将编号为142294的专利证书颁发给了Carl Zeiss Jena公司生产的以Tesser命名的镜头。自此一个辉煌的镜头家族开始逐渐发展壮大起来。
当我们将目光转向光学发展史的开端,我们就会看到,在光学历史的早期(即1839-1855/60年的达盖而时期),市场上居于统治地位的镜头实际只有两种。它们分别是1839年设计的Chevalier镜头,和1840年开发出来的Petzcval镜头。1839年Ch.Chevalier在巴黎为达盖尔式照相机设计了一支光圈为1:18的消色差镜头。这是由一组相互胶合的凸透镜与凹透镜组成的,它能够纠正色差和球面相差,但是却不能改变像场边缘的歪曲变形以及色散现象。(1924年C.P.Goerz改善了这种镜头,使其最大光圈可达1:11,并以Frontar命名,与Tengor方盒式照相机配套出售)。
很小的光圈导致了达盖尔型照相机的曝光时间至少需要15分钟,维也纳的Josef Petzval教授一直致力于解决镜头光圈过小的问题,并于1840年开发出了一款新的镜头,其全开光圈可达1:3.7,大光圈镜头的出现使得达盖尔相机的曝光时间明显缩短,其中用于拍摄人像的达盖尔相机,曝光时间已经达到了1分钟以内的水平。经过修正的Petzval式镜头在今天的幻灯镜头中仍然有着广泛的应用。Petzval式镜头也有其自身的光学限制,这主要表现在用于风光摄影时的边缘像场模糊现象。世界上最老的照相机生产厂福论达(Voigtlaender)公司在同年便生产出了装有此镜头的金属相机,这种相机由于产量极少,而成为收藏者们争崇的对象。一台装有Petzval镜头的金属相机,在当时的售价在当时也相当高,要120金盾。(与之相比,一匹优良的赛马也不过100金盾)尽管如此,福论达公司还是销售出了600台这样的相机。
1865年,设计师Carl August Von Steinheil 设计出了Periskop。这是一种带有两组凹凸透镜的双镜组结构镜头。(每组镜片中含有一片凹凸透镜,所谓凹凸透镜也叫半月板型透镜,顾名思义它的形状象半月板,是有一片凸透镜,和一片凹透镜粘合而成)
1866年他的儿子Hugo Adolph Steinleil将其进一步发展,设计出了Aplanat镜头,Aplanat镜头同样具有对称式双镜组结构。这支镜头很好的纠正了球型畸变及色差,但却没能解决像场边缘的像散问题。与此结构类似的后继类型还有C.P.Goerz生产的Lynkeioskop,以及Voigtlaender生产的Euryskop,可以说Aplanat是对称式双镜组结构镜头的始祖,很多流行的镜头都是借鉴了Aplanat的设计。
伴随着1879年干板式照相机的出现,摄影变得更加普及。19世纪末镜头的设计有了重大的发展,在早期,设计师已经能够设计出光圈很大但拍摄角度偏小的镜头,而到这时大光圈大角度拍摄的需求已经被摄影师提了出来。Petzval教授认识到了要想设计大角度镜头,必须首先解决像场边缘的像散性问题,但无奈当时的可以使用的玻璃种类却还不能够满足设计师的需要。
Adolph Steinheil于1881年获得了一支非对称双镜组结构镜头的专利,将其命名为Grup
pen-Antiplanet,这支镜头有两个粘和而成的镜足构成。通过前镜组的凸透镜和后镜组的凹透镜作用,在1:6.5的光圈下已经可以达到60度的拍摄角度,这种镜头同时在一定限度内克服了像散的问题。同一年Adolph Steinheil又设计出了一支人像镜头"Portrait-Antiplanet",与Gruppen-Antiplanet的区别是,这支镜头的后镜组是分开的,这样的结构成为了日后Triplet镜头的设计基础。1890年德国耶拿的Ernst Abbe和Otto Schott试制出了新的玻璃品种,这种玻璃的生产对于解决镜头的像散问题起到了决定性的作用。英国T.Cooke & Sons光学公司的技术总监Harold Dennis Taylor应用了这种新式玻璃,通过简化Petzval的设计,得到了一种可以很好矫正像散的镜头。这种光圈为1:4.5的Taylor镜头,具有轻微的不对称结构,值得一提的是它只由三片镜子组成,即所谓的Triplet,两片凸透镜和一片凹透镜将光圈叶片分开。
1889年,耶拿Carl Zeiss公司的设计师Paul Rudolph博士提出了他的像场边缘像散矫正原则,第一支可以真正矫正像散的镜头于1890年被开发出来,这是一支广角镜,利用了高斯在1840年设计的一款望远镜头的2组4片结构。Rudolph博士又先后在1897年和1900年设计出了Planar和Unar镜头,在1890至1900这十年,总计有10000支非像散镜被销售出去。Zeiss公司生产的这些镜头均以Anastigmat为标记,由于这一名称未申请专利,为了防止仿造,Zeiss公司从1900年起,用Protar、Planar和Unar这三个专利名称标记自己的非像散镜头。其中Unar是由四片独立的镜片组成,最前段放置一片凸透镜,然后是一片凹透镜,两片半月板型透镜在镜头末端;Protar是由两组粘合在一起的非对称的镜组构成。1900年之后开发出的钡硅玻璃使得镜头不仅能够矫正像散,同时还能得到平坦的像场。
1902年,Rudolph博士设计出了今天的寿星Tesser,它与Unar、Protar有着紧密的联系,这支镜头由4片镜片组成,两两一组不对称的分布在光圈两边,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。Tessar镜头一直以来都被当作是Triplet镜头的改型,通过现代对光学历史的研究,我们又把Tessar镜头的起源追述到Portrait-Antilanet。
1902年Zeiss公司开始出售Tessar镜头,其中包括用于速拍的最大光圈为6.3的Tessar系列,以及用于翻拍的最大光圈为10的Tessare系列。1905年和1906年设计师E.Wanderleb又将Tessar的最大光圈提升到了4.5和3.5,这些发展都是依靠新品种玻璃的产生。1912年Wandersleb博士又进一步修正了Tessar镜头,使其更加流行,这时人们已经可以把Tessar安装在固定的大型座机上使用。
1921年Tessar的计算数据被进一步调整,这一年Willy博士开发出了适合远摄的光圈分别为6.3和8的Tele-Tessar,这两款Tele-Tessar的实际后截距要比镜头焦距短,它们并非典型的Tessar结构。只有后来为胶片机生产的Kino-Tele-Tessar和为Contax生产的Tele-Tessar-K才是具有典型Tessar结构的望远镜头。为了适应航空摄影的需要,Zeiss在同年又推出了f 4.5/250 f5/500和f5/700这三支镜头。
1927年,Willy Merte博士将Tessar镜头的光圈进一步提升至1:2.7。当时这种新开发的Tessar镜头被用于大多数摄影机和照相机上。但与当时同样流行的f/3.5相比,这种镜头的边缘成像清晰度略显不足。1931年,Zeiss公司用Bio-Tessar 1:2.8/135,1:2.8/165代替了1:2.7/120和1:2.7/165。新的Bio-Tessar是一种由Willy·Merte博士设计的六片三组式消色差Triplet式镜头,镜头前组由一片凹透镜与一片凹凸透镜粘合而成,中间是一片独立的凹透镜,后组是由一片凹凸透镜,一片凹镜,一片凸镜粘合而成,中间设置的独立的凹透镜可有效的改变像场边缘的相差问题。此后Zeiss又设计了Apo-Tessar f1:9/1200mm和用于翻拍的S-Tessare f6.3/1200mm。
30年代初,Willy.Metre博士为Zeiss设计出了专用于小画幅相机的Tessar镜头,这支镜头的结构来源于Tessar f3.5,只不过光圈提升至了1:2.8,这种镜头首先被用在Kolibri 3*4cm相机上,之后便被德雷斯顿的Zeiss Ikon相机厂生产的Contax1 型机作为标头使用。1934年Zeiss又开发出了前景组经镀膜的Tessar f2。1939进一步改进的Tessar通过对第6或7片镜片的矫形,使得Tessar f2在全开光圈是成像变形问题得到了更好的解决。在广角摄影领域,Zeiss为Contax设计了一款光圈为f1:8的28mm镜头,虽然光圈很小,但这支镜头的成像角度已达到了75度。直至30年代末,Zeiss一直把Tessar当作自己生产的成像最为锐利的镜头,正如那时Zeiss的广告中所描述的 "Zeiss Tessar-相机的鹰眼"。
二战之后(1947年),Harry Zoellner博士(现Carl Zeiss Jena厂的技术总监),通过应用新开发的钍元素玻璃设计出了Tessar f2.8/5cm,1951年这款Tessar镜头才正式投入市场开始销售,与f3.5相比,除了光圈增大以外,在成像素质方面也达到了Tessar镜头的一个新顶点。1965年Harry Zoellner博士设计的Tessarf2.4,已经达到了当时光学水平的顶点,但是由于过大的光圈而带来像质损失,使得这支镜头的开发半途而废。
位于斯图加特附近的Carl Zeiss Oberkochen工厂,也在致力于Tessar镜头的开发,并且为Tessar系列镜头光学素质的提高做出了很大贡献,1956年Wandersleb改进了1938年已获得专利的Tessar原始镜头的设计,生产出适合Contaflex 3/4的镜间快门型超级Tessar f4/35mm 以及f4/85mm。1962年超级Tessar的全开光圈又被提升至1:3.2。之后Zeiss公司修正了广角Tessar和望远Tessar的前镜组,使得Tessa
r镜头终于可以系列化的应用于Contaxflex相机上,满足了各个焦段用户的需求。至此Tessar镜头家族的组织性建设已基本完成,自50年代至今,已有更多的经过改进的Tessar镜头被摄影师所应用。同时,其它相机厂也纷纷借鉴Tessar镜头的设计生产出了一系列的变形品种,这其中也包括Leitz公司早期的Elmar系列镜头。如果有谁想要收集Tessar镜头,那么在世界上至少还有400多个不同品种的Tessar可供选择。
庞大的Tessar家族向人们展示了,光学技术的进步如何能使1840年的一支结构简单的四片镜,发展成为在今天的摄影领域仍然举足轻重的镜头。
照相机镜头发展史
保罗-鲁道夫,镜头制造史上最有名的设计师之一,对蔡司的发展影响深远。他设计的第一只消像散正光摄影镜头(Anastigmat)开创了蔡司厂镜头制造的新纪元。1896年,鲁道夫发表了著名的Planar双高斯结构镜头,对各种镜头像差进行了出色的纠正,为世界各地品牌的标准镜头设计带来了重大影响。 自1839年至1855\/60年的达盖尔时期,市...
照相机的镜头发展史
当我们将目光转向光学发展史的开端,我们就会看到,在光学历史的早期(即1839-1855\/60年的达盖而时期),市场上居于统治地位的镜头实际只有两种。它们分别是1839年设计的Chevalier镜头,和1840年开发出来的Petzcval镜头。1839年Ch.Chevalier在巴黎为达盖尔式照相机设计了一支光圈为1:18的消色差镜头。这是由一组相互胶合的凸...
相机的历史,急!
在光学历史早期的1839至1855\/60年间,即达盖尔摄影术出现的时期,市场上主导的镜头类型仅有两种。首先,1839年,Ch.Chevalier为达盖尔式照相机设计了一款光圈为1:18的消色差镜头。这款镜头由一组相互胶合的凸透镜与凹透镜组成,能够有效矫正色差和球面相差,但像场边缘的歪曲变形和色散问题未能解决。随着时...
摄影的起源?
摄影的4个历史发展阶段 第一阶段(1893年—1924年)照相机的机身由木箱改变为金属机身,镜头由单片新月形透镜发展为校正像差的多组多片正光镜头,镜头上设置了光圈和快门,以控制曝光量。第二阶段(1925年—1953年)1925年德国莱茨公司改进了巴纳克照相机,生产出采用埃尔玛镜头的平视取景的135照相机,命...
照相机的成像原理是什么?
一、发展史 照相机发展的第一阶段:从 1839 年至 1924 年:曝光时间长图像不清晰。其中比较重大的事件有:1861 年物理学家马克斯威发明了世界上第一张彩 色照片;1866 年德国化学家肖特与光学家阿具在蔡司公司发明了钡冕光学 玻璃,产生了正光摄影镜头;1888 年美国柯达公司生产出了新型感光材料 --...
索尼照相机镜头发展史
索尼照相机镜头的发展与历史中的光学巨头们紧密相连,其中徕卡和卡尔·蔡司(Carl Zeiss)占据重要地位。徕卡的起源可以追溯到1869年,Ernst Leitz接手公司并以其名字命名,而蔡司则由高中毕业的学徒工卡尔·蔡司在耶那创立,凭借光学和化学的兴趣,蔡司在光学领域的领先地位得以确立。二战后,蔡司被分为东蔡...
摄影发展史有哪些?
摄影的发展可分为四个阶段 第一阶段(1893年—1924年) 这一阶段,照相机的机身由木箱改变为金属机身,镜头由单片新月形透镜发展为校正像差的多组多片正光镜头,镜头上设置了光圈和快门,以控制曝光量。 1888年美国柯达公司发明了安装胶卷的方箱照相机,对摄影的普及起了重要作用。 1913年德国蔡司显微镜...
简单叙述照相技术的发展历史
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尼康数码相机单反镜头的发展历史?
创建初期,曾聘请几名德国光学技师,并于1932年开始生产尼柯尔(nikkor)镜头。许多照相机生产厂家都选用尼康公司的镜头,包括早期的佳能(Canon)。 尼康公司从1948年才开始生产相机,初期产品是德国康泰克斯(contax)旁轴取景相机的仿制品,型号为NikonⅠ。1959年,尼康公司推出第一架135单镜头反光照相机...
卡尔蔡司镜头发展历史
10. 自二十世纪初以来,蔡司发展了几种镜头设计,包括Distagon、Biogon、Hologon、Tessar、Planar、Sonnar、Tele-Tessar、Mirotar、Super Achromat和Mutar。11. Distagon是逆焦式广角镜头,Biogon是用于连动测距式相机的对称式设计,Hologon专用于超广角相机。12. Tessar是标准镜头设计,Planar是普篮纳,为标准...