2019-12-13

鏡頭光學結構的研究筆記


近日拜讀冼鏡光老師的網誌,對鏡頭結構等稍有認識,為方便自己理解,整理記錄如下:

相機鏡多由球面透鏡構成,概分有凸透鏡及凹透鏡。

凸透鏡可再分為雙凸透鏡、平凸透鏡及凸新月形透鏡;凹透鏡可再分為凹凸透鏡、平凹透鏡及凹新月形透鏡。

詳情可參考冼老師的--相機鏡頭:從透鏡說起。或維基百科--透鏡

隨著鏡頭結構設計複雜化,通常以幾片幾群(如 Tessar 四片三群、4E/3G、1-1-2 )來簡述結構。

以下整理各類鏡頭簡述:(以下所有圖片都是不精確繪圖,僅供參考)

  • Wollaston風景鏡頭(一片一群、1E/1G、1)-W. H. Wollaston 設計 1812單純一片凸新月形透鏡,光圈葉在前,如下圖左。


  • Chevalier風景鏡頭(二片一群、2E/1G、2)-Charles Chevalier 設計 1839
法國人Louis-Jacques-Mandé Daguerre達蓋爾在1839年發表的相機中使用了Chevalier設計的achromat雙合消色差透鏡(雙凹加雙凸),該設計由Wollaston風景鏡頭演進而來,如上圖右。

  • Petzval人像鏡頭(四片三群、4E/3G、2-1-1)-Joseph Max Petzval 設計 1840
首款大光圈人像鏡,採不對稱雙組achromat雙合消色差透鏡組合,後組不黏合,有著強烈旋轉散景,當時鏡頭由Voigtländer生產。


1857年時,Thomas Grubb改良了Chevalier風景鏡頭,稱之為 Aplanat(凸新月形透鏡與凹新月形透鏡黏合),該設計進一步校正了球面像差。


  • Rapid Rectilinear(RR 四片兩群、4E/2G、2-2)-John Henry Dallmeyer 設計 1866
採對稱雙組改良的achromat雙合消色差透鏡組合,同時期稍早Hugo Adolph Steinheil亦設出雷同的鏡頭也稱為Aplanat


  • Cooke Triplet(三片三群、3E/3G、1-1-1)-Harold Dennis Taylor 設計 1893
三片凸凹凸設計的大光圈像差校正鏡頭,簡單且性能良好,著名的CZJ 135 f/4、Meyer Trioplan 100mm f/2.8、Takumar 100mm f/3.5及Elmar 90mm f/4皆採用其設計。


  • Tessar(四片三群、4E/3G、1-1-2)-Paul Rudolf 設計 1902
著名的天塞鏡,由任職於Carl Zeiss的Paul Rudolf 所設計,天塞結構可視為由Triplet衍生,將後組改成雙合凸透鏡而來,常見的Macro-Takumar 50 f/4、CZJ Tessar 50 f/2.8及 Tessar 80 f/2.8都是此設計。


  • Ultrastigmat (四片四群、4E/4G、1-1-1-1)-Charles C. Minor 設計 1916
在 Triplet 前加一片凸新月形透鏡改進而來。


  • Heliar(五片三群、5E/3G、2-1-2) -Dr. Hans Harting設計 1900
由 Triplet 改進而來,將前後改成雙合鏡片,此設計及製造在 Voigtländer 完成,之後的改版再將前後組修改,以增大光圈及增進成像素質。旭光學的 Takumar 58mm f/2.4 及 Takumar 100mm f/4皆是此一鏡頭結構。



Takumar 58mm 加註的 Heli-nar 的名稱是在他的文章「鏡頭雜談:Asahi Kogaku Takumar 58mm f2.4」中介紹了此鏡的特色,值得一看。

Heliar type 的 Takumar 58mm f/2.4 和 Sonnar type 的 Takumar 58mm f/2,在 Takumar 系列中是少見而特別的焦段與設計。

  • Ernostar (六片四群、6E/4G、1-3-1-1)-Ludwig Bertele設計 1919
Ludwig Bertele 將 Ultrastigmat 的第一片或第二片改成雙合透鏡,或第二片三合,再加上一凹一凸。另有(6E/4G、2-2-1-1)或(5E/4G、1-2-1-1)等設計。
Super Takumar/S-M-C Takumar 135mm/2.5等應該算是 Ernostar 結構。


  • Sonnar (六片三群、6E/3G、1-3-2)-Ludwig Bertele設計 1931
由 Ernostar 演進而來,第一片凸新月透鏡,第二群三合透鏡,再將 Ernostar 的最後二片雙合在一起,造就了第一代 Sonnar 50mm f/2,次年又開發出七片三群、7E/3G、1-3-3 的 Sonnar 50mm f/1.5,到了 Takumar 58mm f/2 則是六片四群的Sonnar設計。


  • Gauss(二片二群、2E/2G、1-1)高斯 1817
德國數學家 Carl F. Gauss 提出,以一凸新月形透鏡後面跟著一片凹新月形透鏡的望遠鏡結構。如下圖左


  • 雙Gauss(四片四群、4E/4G、1-1-1-1) -Alvan G. Clark設計 1888,如上圖右。

  • Planar(六片四群、6E/4G、1-2-2-1)-Paul Rudolf設計 1896
Rudolf 將第二片凹透鏡加厚、並在凹透鏡前合上凸透鏡,可控制色散及像差,而鏡頭結構幾乎是對稱的。


##非對稱雙Gauss及其衍生

  • Opic(六片四群、6E/4G、1-2-2-1)-H. W. Lee設計1920

著名的東德Carl Zeiss Jena Biotar 75mm f/1.5 及 Carl Zeiss Jena Pancolar 80mm f/1.8,兩者都是六片五群,1-2-1-1-1的設計,屬於非對稱雙Gauss的衍生變化,非對稱雙高斯產生諸多變化如七片五群、七片六群等,是非常成功且常見的光學結構。

列舉常見的非對稱雙高斯鏡頭名稱:
Agfa:Solagon
Angenieux:S-type
Dallmeyer:Super Six
Enna:Annaston
Isco:Westagon
Rodenstock:Heligon
Schneider:Xenon, Xenogon、Xenotar
Steinheil:Quinon
Voigtländer-Nokton、Ultron
Zeiss:Planar、Biotar、Biometar、Pancolar、Flexon


##簡化的非對稱雙Gauss

  • Unilite(五片四群、5E/4G、1-2-1-1)-C. G. Wynne設計 1944

英國Wray公司的C. G. Wynne將右邊的雙合透鏡組拆分成兩片、並增加凹透鏡的彎曲程度,於是就不需要最後的凸透鏡了。


##大光圈非對稱雙Gauss

1950時 Voigtlander Ultron 50mm f/2 採用分離前黏合群的六片五群結構,到了1958,旭光學依照 Ultron Type 推出了大光圈前鏡群分離的非對稱雙高斯,就是初代 Takumar 55mm f/1.8,從此以後,幾乎所有的 Takumar 55mm,都採用此六片五群的設計。



如同 Ultrastigmat 在Triplet 前加一片凸新月形透鏡來加大光圈,此法亦用在非對稱雙Gauss上,在鏡頭後組加上凸透鏡有助加大光圈。以我熟知的 Takumar 50mm f/1.4 舉列,下圖是兩代 Super Takumar 50mm f1.4,其結構都是前鏡群分離的非對稱雙高斯,並在鏡後加上一片凸透鏡以增大光圈,於是產生了著名的八枚玉(八片六群)及七枚玉(七片六群) Takumar 50mm f/1.4。

備註:八枚玉的圖片引用網址

最後,網路上這張圖有關快速標準鏡的光學結構演進,由Yuri Stangrit整理,可清楚看出相關脈絡。




一些我寫過的雙高斯結構標準鏡系列:

 

2019-10-20

旭光學百年論 Pentax 品牌

1919 由 Kumao Kajiwara 成立的 Asahi Kogaku Goshi Kaisha 旭光学工業会社,在初創前期以鏡片及鏡頭為主要業務,曾與小西六(Konica)以及千代田光學精機(Minolta)合作。

1938 改名為Asahi Optical Co., Ltd. (旭光学工業株式会社 Asahi Kōgaku Kōgyō Kabushiki-gaisha)

戰後的旭光學失去工廠及大部分員工,時任社長的松本三郎帶領著員工重建公司,靠著雙眼望遠鏡的鏡片加工重新站穩腳步。

1952 生產了日本第一台35mm SLR相機 Asahiflex

1952年時東德蔡司註冊了Pentax(PENtaprism conTAX )及Pentacon(PENTAprism CONtax潘太康)商標,強調為擁有五稜鏡的康泰時相機。

眾所皆知東蔡最後選擇了 Pentacon 作為新的品牌名稱。

網路上有資料寫出,旭光學在1952年9月22日即提出了 Pentax 商標的申請,但隨即遭到東德蔡司 VEB Zeiss Ikon 的反對,直至1955年8月11日才順利註冊成功,此資料我無從查證,亦不知日期是否屬實,商標註冊地也未註明,所謂成功註冊與東蔡之間故事尚無其他資料佐證。

1954 獨自開發「反光鏡快速歸位」技術的「Asahiflex II」發售。

1957 Pentax 商標在這年賣給日本旭光學,同年日本第一台搭載光學五稜鏡及快速歸位反光鏡的 Asahi Pentax (AP) 機身發表。

PENTAX商標的由來,一般所知是指旭光學向東蔡買入的,此一說法可在英文版的Wikipedia查到 (甚至有東蔡的Pentax原型機照片),我覺得購入商標應該是事實,不過在日文版的維基頁面則是說,Pentax名稱的由來是指配備了取景器內置 Penta Prism的 Asahiflex。

PENTA prism + AsahifleX = PENTAX

旭光學引入五稜鏡,生產了日本第一台單眼相機,PENTAX的名稱非常合乎旭光學的產品,不過被東蔡早一步註冊了,所幸東蔡並沒有利用此商標,旭光學順利購入此商標,並且把PENTAX 品牌給發揚光大。

以上說法有網友在討論中提出:


以上資料來源 Mobile01討論

1958 Asahi Pentax K 上市

1964 Asahi Pentax SP上市

1969 Asahi Pentax 6x7上市,創立50周年

1971 開發出世界第一個多層鍍膜鏡片 Super-Multi-Coated Takumar,ES上市

1973 Asahi Pentax SPF/ESⅡ上市

1975 開始採用 K 接環

1976 Asahi Pentax MX/ME上市

1980 創立60周年,Pentax LX上市

1981 創下世界第一單反相機累積產量達1000萬台的紀錄

1982 推出輕便相機 Pentax PC35AF

1983 Pentax A 系列相機發表,Super A榮獲歐洲年度相機獎

1984 Pentax 645 上市

1986 推出世界首款輕便變焦相機 Pentax ZOOM 70

1987 全球首款內置閃燈的自動對焦單反 Pentax SFX 上市

1991 Pentax Z 系列相機發表

1992 Pentax Z1 榮獲日本相機大獎

1994 創業75周年紀念相機 Pentax Espio Mini 上市

1997 推出 645N 及首款 數位相機 Pentax EI-C90、smc PENTAX-FA 43mmF1.9 Limited上市

1998 Pentax 645N 問鼎全球三大獎:日本年度相機、歐洲EISA及TIPA大獎

2000 推出數位相機 Pentax EI-2000/EI-200

2002 改旭光学工業株式会社為 Pentax 股份公司

2003 Pentax *istD及 Pentax Optio S上市

2006 Pentax K10D上市

2007 Pentax K10D 問鼎全球三大獎:日本年度相機、歐洲EISA及TIPA大獎

2006-2008 Pentax 被強制併購入Hoya集團,旭光學消失了,Pentax 被作為品牌保留下來。Hoya集團只為了納入 Pentax 值錢的醫療事業,對相機業務不太上心,僅維持相機業務持續運作。

2010 Pentax 推出 645D 中片幅數位單眼

2011 Pentax 相機事業再次被Hoya出售,由 Ricoh 集團買下,保留 Pentax 為品牌發展至今,645D 中片幅數位單眼問鼎全球三大獎:日本年度相機、歐洲EISA及TIPA大獎,Pentax Q上市。

2014 Pentax 645Z 上市

2016 Pentax K1 135片幅數位單眼上市

近日因 Pentax 商標授權被誤傳為 Pentax 即將消失,但根據 Hoya 及 Ricoh 的說明,Hoya目前擁有 Pentax 商標,但授權 Ricoh 使用 Pentax 品牌,在相機相關業務上沒有問題,且沒有授權期限。

2019 旭光學百周年紀念,繼承了旭光學意志的 Pentax 品牌,即將步入百周年慶,在此無反盛行的年代,Pentax 的未來仍是充滿挑戰,不過 Ricoh 的經營態度算是正面且用心,期待 Pentax 持續前進,再創榮景。

M42時代可說是 Pentax 輝煌時期,我沉溺於往日的榮光,那時Asahi Pentax不滿一甲子。


2019-04-11

旭光學的120系列 TAKUMAR鏡頭~Pentax 67 鏡頭列表

Asahi Pentax 6x7第一代於1969年上市,造型幾乎就是放大版的35mm單反相機,搭配了一系列卡口式的 TAKUMAR 鏡頭,機身發展至今已有四代,未來是否如 Pentax 645 數位化尚不明朗,今年2019是旭光學(1919)百周年慶,也許會有特別的發表。

http://www.ricoh-imaging.co.jp/japan/pentax/pentaxhistory/


機身沿革如下:
Asahi Pentax 6x7 1969 五十周年
Asahi Pentax 6x7 (MLU) 1976
Pentax 67 1990
Pentax 67Ⅱ 1999

此系列鏡頭外觀有TAKUMAR樣式、類似KM鏡樣式及類似A鏡樣式 ,全系列手動鏡。

Pentax 6x7 採用以 Takumar 為名的定焦鏡頭以綠字標註,列表如下:

1、FISH-EYE-TAKUMAR / 6X7 1:4.5 / 35(SUPER-TAKUMAR???)
2、Super-Multi-Coated FISH-EYE-TAKUMAR / 6X7 1:4.5 / 35
3、smc PENTAX 67 FISH-EYE 1:4.5 35mm

4、smc PENTAX-6X7 1:4 45mm
5、smc PENTAX 67 1:4 45mm

6、SUPER-TAKUMAR / 6X7 1:3.5 / 55
7、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:3.5 / 55

8、smc PENTAX-6X7 1:4 55mm
9、smc PENTAX 67 1:4 55mm

10、SUPER-TAKUMAR / 6X7 1:4.5 / 75
11、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:4.5 / 75
12、smc PENTAX 67 1:4.5 75mm

13、smc PENTAX-6X7 SHIFT 1:4.5 75mm
14、smc PENTAX 67 SHIFT 1:4.5 75mm

15、smc PENTAX 67 1:28 75mm AL

16、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:2.8 / 90 LS(銘環上未標註LS)

17、smc PENTAX-6X7 1:2.8 90mm
18、smc PENTAX 67 1:2.8 90mm

19、smc PENTAX 67 MACRO 1:4 100mm

20、SUPER-TAKUMAR / 6X7 1:2.4 / 105
21、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:2.4 / 105
22、smc PENTAX 67 1:2.4 105mm

23、smc PENTAX-6X7 SOFT 1:3.5 120mm
24、smc PENTAX 67 SOFT 1:3.5 120mm

25、Super-Multi-Coated MACRO-TAKUMAR / 6X7 1:4 / 135
26、smc PENTAX 67 MACRO 1:4 135mm

27、SUPER-TAKUMAR / 6X7 1:2.8 / 150
28、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:2.8 / 150

29、smc PENTAX-6X7 1:2.8 165mm
30、smc PENTAX 67 1:2.8 165mm

31、smc PENTAX-6X7 LS 1:4 165mm
32、smc PENTAX 67 LS 1:4 165mm

33、SUPER-TAKUMAR / 6X7 1:4 / 200
34、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:4 / 200
35、smc PENTAX 67 1:4 200mm

36、SUPER-TAKUMAR / 6X7 1:4 / 300
37、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:4 / 300
38、smc PENTAX 67 1:4 300mm

39、smc PENTAX-M 67 1:4 300mm ED(IF)

40、TAKUMAR / 6X7 1:4 / 400
41、SUPER-TAKUMAR / 6X7 1:4 / 400
42、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:4 / 400

43、smc PENTAX-M 67 1:4 400mm ED(IF)

44、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:5.6 / 500
45、smc PENTAX-6X7 1:5.6 500mm
46、smc PENTAX 67 1:5.6 500mm

47、TAKUMAR / 6X7 1:4 / 600(SUPER-TAKUMAR???)
48、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:4 / 600

49、TAKUMAR / 6X7 1:4 / 800(SUPER-TAKUMAR???)
50、Super-Multi-Coated TAKUMAR / 6X7 1:4 / 800
51、smc PENTAX-6X7 1:4 800mm 也許很稀有,也許不存在。

52、smc PENTAX-M 67 1:6.7 800mm ED(IF)

53、REFLEX-TAKUMAR / 6X7 1:8 / 1000(S-M-C???)

Pentax 67變焦鏡頭如下:
smc PENTAX 67 ZOOM 1:4.5 55~100mm
smc PENTAX 67 ZOOM 1:5.6 90~180mm

Pentax 的645鏡頭列表

Pentax 的645底片機身從1984上市起,發展了三代,分別為645、645N、645NⅡ,數位化機身有645D及645Z,第二代645N起有自動對焦功能,故鏡頭亦分手動鏡A及自動鏡FA、DA和DFA。

Pentax 645 手動鏡頭列表
smc PENTAX-A 645 35 mm F3.5
smc PENTAX-A 645 45 mm F2.8
smc PENTAX-A 645 55 mm F2.8
smc PENTAX 645 LS 75 mm F2.8
smc PENTAX-A 645 75 mm F2.8
smc PENTAX-A 645 Macro 120 mm F4.0
smc PENTAX 645 LS 135 mm F4.0
smc PENTAX-A 645 150 mm F3.5
smc PENTAX-A 645 200 mm F4.0
smc PENTAX-A✩ 645 300 mm F4.0 ED [IF]
smc PENTAX-A✩ 645 600 mm F5.6 ED [IF]
smc PENTAX-A 645 Zoom 45–85 mm F4.5
smc PENTAX-A 645 Zoom 80–160 mm F4.5

Pentax 645 自動鏡頭列表
smc PENTAX-DFA 645 25 mm F4.0 AL SDM AW [IF]
smc PENTAX-DA 645 25 mm F4.0 AL SDM AW [IF]
smc PENTAX-FA 645 35 mm F3.5 AL [IF]
HD PENTAX-DFA 645 35mm F3.5AL [IF]
smc PENTAX-FA 645 45 mm F2.8
smc PENTAX-DFA 645 55 mm F2.8 AL SDM AW [IF]
smc PENTAX-FA 645 75 mm F2.8
HD PENTAX-DFA 645 Macro 90 mm F2.8 ED AW SR
smc PENTAX-FA 645 Macro 120 mm F4.0
smc PENTAX-FA 645 150 mm F2.8 [IF]
smc PENTAX-FA 645 200 mm F4.0 ED
smc PENTAX-FA 645 300 mm F5.6 ED [IF]
smc PENTAX-FA✩ 645 300 mm F4 ED [IF]
smc PENTAX-FA 645 400 mm F5.6 ED [IF]
HD PENTAX-DA 645 28-45 mm F4.5 ED AW SR
smc PENTAX-FA 645 Zoom 33–55 mm F4.5 AL
smc PENTAX-FA 645 Zoom 45–85 mm F4.5
smc PENTAX-FA 645 Zoom 55–110 mm F5.6
smc PENTAX-FA 645 Zoom 80–160 mm F4.5
smc PENTAX-FA 645 Zoom 150–300 mm F5.6 ED [IF]

2019-03-22

參觀臺中歌劇院導覽解說 SMC Takumar 15mm Pentax K1

107年底時參加歌劇院導覽解說時,帶上 SMC T 15 及 K1 拍了幾張。






 
稍早前已去過歌劇院用15mm拍了幾張,當時有在FB上發表,現在加到本篇一同呈現。
 



 



2019-03-09

Asahi Pentax Takumar 系列金屬遮光罩

常見的M42鏡頭口徑一文中提到,Takumar系列鏡頭口徑多半一致,常見的有49mm及58mm,故除了鏡頭蓋、濾鏡可共用外,遮光罩也是通用的。


當時旭光學的Takumar原廠遮光罩都是金屬製造,有些是多鏡頭通用的,有些是專用,大多是單件圓形遮光罩,S-M-C Takumar系列中有四個方形遮光罩,35mm用的是螺牙旋緊,20mm用的也是螺牙旋緊,但可分成兩件,中間可上濾鏡,28mm及24mm則是緊迫固定式,可方便置中對齊。


 50mm及55mm因口徑相同,遮光罩可流用,但遮光罩上的刻字則有不同。
下排左右是塑膠製,應是K接環之後的產品,下排中是金屬製通用,右上是55mm/F1.8專用,左上是46mm口徑,應是第一代Takumar及Auto-Takumar用的。


上二圖多是刻字相同的通用遮光罩,下圖左是85mm的專用遮光罩。