第 8 集 | 谈论超远摄镜头
- 第 1 部分:色差和反射镜头的时代
超远摄单反相机时代
SIGMA成立于1961年,明年2021年将迎来60周年纪念。SIGMA诞生的那一年,也是35mm相机从旁轴相机向单反相机转变的时期。
翻看1961年的相机目录(JAPAN CAMERA SHOW),我们可以看到当时已经有9家公司推出了单反相机及其可更换镜头。有趣的是,可更换镜头的阵容中有很多远摄镜头。例如,单反相机的先驱宾得(PENTAX)就拥有8个远摄镜头,而广角镜头和标准镜头则只有2个,甚至还有500mm、1000mm这样的超远摄镜头。
单反相机与远摄镜头的兼容性远胜于旁轴相机。单反时代的到来意味着远摄镜头时代的到来,摄影爱好者能够拍摄远处物体的大幅照片的梦想终于变成了现实。然而,1961年,父亲的月薪(大学毕业生的起薪)只有1万日元左右,一台3万日元的单反相机都属于奢侈品,而一个近10万日元的超远摄镜头更是遥不可及。
SIGMA 首款超远摄镜头是一款镜面镜头
当相机制造商的镜头价格昂贵时,就到了镜头制造商介入的时候了。但说到超远摄镜头,每家公司都展现出惊人的个性。
图丽是早期进入这一领域的公司,其产品线包括400mm F6.3、450mm F6.5、600mm F8和800mm F8四款定焦镜头,以及180-410mm F5.6变焦镜头。
腾龙当时就拥有强大的变焦镜头开发能力,并于1965年推出200-400mm F6.9,1969年推出将远摄端延伸至500mm的200-500mm F6.9,展现了其技术实力。
这些都是标准的折射镜头,但适马选择了反射镜头(=镜面镜头)。尽管“无法使用光学光圈机构”和“环状散景”等不可避免的问题,他们还是为超远摄镜头选择了反射镜头,这是有原因的。反射镜头没有因折射而产生的色差。严格来说,由于不仅使用了反射镜,还使用了透镜,因此色差并非为零。然而,色差明显小于标准的折射超远摄镜头。超远摄镜头最大的问题始终是色差。这么说可能有点粗略,但500mm镜头的焦距是50mm镜头的10倍,因此色差也是50mm镜头的10倍。适马不希望色差导致分辨率下降,所以他们选择了反射镜头。
适马开发的超远摄镜头是MIRROR-ULTRATELEPHOTO 500mm F8。这款镜头凭借其实惠的价格和充分利用反射镜头特性的紧凑尺寸,获得了市场的一致好评。
然而,适马的产品线中还有另一款重量级镜头——MIRROR-ULTRATELEPHOTO 500mm F4。500mm F4——在20世纪70年代初,还没有其他反射式超远摄镜头拥有如此明亮的光圈。即使使用普通的折射镜,最大光圈也只有F4.5。这款镜头还配备了2倍增距镜,因此可以用作1000mm F8。反射式超远摄镜头的色差很小,因此与增距镜配合使用效果很好。从某种意义上说,这款镜头可能是SIGMA APO 200-500mm F2.8 / 400-1000mm F5.6 EX DG的鼻祖,后者拥有“炸虾”、“金枪鱼”和“扎古火箭筒”等众多绰号。即使在当时,适马也处于领先地位。


SIGMA 折射式超远摄镜头
如上所述,适马的首款超远摄镜头是反射式,但他们也开始开发更传统的折射式超远摄镜头。在这方面,适马也展现了他们的个性。1976年,适马推出了SIGMA XQ 400mm F5.6,这是业内率先采用内对焦系统的镜头。遗憾的是,业内首款内对焦镜头的称号最终被佳能的FD 400mm F4.5以微弱优势击败,但当时设计师的努力和勇气令人钦佩,他们仅用四组四片的镜头配置就实现了内对焦。这款镜头实现了内对焦特有的轻盈对焦操作,加上其实惠的价格,成为了适马的热门产品。此后,适马进行了诸如改善最近拍摄距离等细微的改进,并将其更名为SUPER-TELE 400mm F5.6,并持续销售至1980年。
顺便提一句,这款400mm F5.6特意加长了产品全长,以降低第一组的焦距,从而最大程度地减少色差。然而,如果仔细观察,色差并不能得到充分校正。适马在掌握了色差校正方法之前,并没有生产焦距超过400mm的折射式远摄镜头。由此可见,适马对色差导致的分辨率损失深恶痛绝。


对抗色差:复消色差透镜的挑战
如何抑制色差?这仍然是镜头开发者们面临的一道难题。校正色差的一种方法,是天文望远镜中使用的“重火石复消色差透镜”。这种方法需要将三片镜片(包括两片厚重的火石玻璃)胶合在一起,使三个波长的焦点对齐。然而,这种方法存在诸多问题,例如“胶合镜片的曲率必须很大,导致镜片厚重”、“曲率过大导致色差以外的像差难以校正”、“将三片大口径镜片胶合在一起制造难度大”。因此,尽管一些制造商进行了尝试,但这种方法并未成为可换镜头的主流。
与此同时,佳能和尼康则凭借特殊的低色散玻璃和人工萤石,积累了抑制色差的专业知识。自20世纪70年代以来,超远摄镜头陆续被利用这些镜头来校正色差的高性能镜头所取代。适马不得不顺应这一趋势。然而,适马从材料上进行研发在技术和成本上都面临巨大挑战。
因此,适马决定挑战重火石复消色差镜头。1981年,适马推出了采用该技术的APO SIGMA345 300mm F4.5和APO SIGMA456 400mm F5.6。这两款镜头引起了不小的轰动,为提升适马的品牌形象做出了巨大的贡献。另一方面,生产基地在确保大曲率大口径镜头的抛光精度以及将三片镜头粘合在一起方面遇到了困难。这导致成品率低下,产品价格飙升,甚至超过了相机制造商生产的镜头价格。
扩大反射镜头的范围,实现经济实惠的超远摄拍摄
因此,适马再次扩充了反射式超远摄镜头的产品线。这是由于折射式 400mm F5.6 由于火石状复消色差镜片较重而价格昂贵。1982 年,适马以 50,000 日元的价格推出了镜面式 400mm F5.6,将价格实惠的超远摄镜头重新带回了产品线。同年,他们推出了镜面式 1000mm F13.5。这款光学性能出色、体积小巧的 1000mm 镜头仅售 75,000 日元,一经推出便在业界引发了巨大震动。
这个价格看似高昂,但仔细计算就会发现,1000mm F13.5 的光圈实际上与 600mm F8 几乎相同(对于反射式镜头来说,这种计算方法略显粗略,但 1000÷13.5=74mm,600÷8=75mm)。你也可以说,唯一的区别在于镜面的曲率和镜筒的总长度。这是一款相当不错的商务镜头。

特殊低色散玻璃时代的曙光
1983年,一家玻璃制造商送来了一款特殊低色散玻璃的原型。适马终于可以使用性能与尼康ED玻璃和佳能UD玻璃媲美的玻璃了。这一消息让公司上下都兴奋不已。这款特殊低色散玻璃随后被应用于众多镜头,彻底解决了长期以来的色差问题。
然而,这种玻璃的获取难度相当大。
下次我会详细介绍这款新型特殊低色散玻璃。
大根泰弘
1987年加入本公司。从事光学和机械开发工作,并多次与其他公司合作。自2013年起担任现职。