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对于画幅是36×24mm的135全幅相机来说,43mm左右的镜头可以称之为“标准镜头”,具体来说,主要指40-50mm焦距定焦镜头,可以宽松地扩展到58mm。
·双高斯对称结构
最初的4组6片Planar结构
最初的Planar光圈并不大。通过不断改良,到1950年代已经能很容易地实现F1.4光圈。在过去很长时间里,各大厂商的50mm标准镜头结构都非常相似,F1.4光圈产品大多是6组7片,而F1.8光圈产品大多是5组6片。
从左至右依次为:佳能EF50mm F1.8 STM尼康AF 50mm F1.8D和索尼DT 50mm F1.8
从左至右依次为:佳能EF 50mm F1.4 USM尼康AF 50mm F1.4D和索尼50mm F1.4
在双高斯对称结构阵营中,也存在一些变种产品,其中最具传奇色彩的当属蔡司为Nasa定制的Planar 50mm F0.7。这只镜头的光学结构可以分为前后两部分:前部4组6片相当于一个大光圈的85mm中长焦镜头,后面的2片相当于一个减焦增光结构——今天,Metabones SpeedBoost等减焦增光转接环,基于同样的设计思路。
蔡司Planar 50mm F0.7
蔡司50mm F0.7的镜组结构
为了修正彗型像差,相机厂商开始在高端标准镜头中引入非球面镜片,比较具有代表性的产品有尼康Noct 58mm F1.2(1片大口径研磨非球面)、AF-S 58mm F1.4G(2片非球面镜片),索尼50mm F1.4 ZA SSM(2片非球面镜片),佳能EF 50mm F1.2L USM(1片非球面镜片)等。值得一提的是,索尼50mm F1.4 ZA SSM还实现了后组对焦,对焦性能比采用整组对焦的大多数标准镜头表现更好。
索尼50mm F1.4 ZA SSM的介绍
·天塞结构
继Planar之后,Paul Rudolph又在1902年设计出3组4片式结构,并命名为Tessar(天塞)。最初的Tessar结构最大光圈只有F6.3。到1930年,蔡司另一位工程师Willy Merté将最大光圈扩展到F2.8。
最初的3组4片天塞结构
在标准镜头中,采用Tessar结构的产品大多为薄型镜头或者说饼干型镜头,代表产品有佳能EF 40mm F2.8 STM(4组6片,1片非球面)、尼康AI-P 45mm F2.8(标准的3组4片)、Contax Y/C 45mm F2.8(标准的3组4片)、福伦达40mm F2.0 Ultron(5组6片,1片非球面)等。
·Sonnar结构
提到Sonnar,相信大家首先想到的都是135mm F2、135mm F1.8这样的大光圈中长焦镜头。实际上在标准镜头中,Sonnar也偶有客串,代表产品有蔡司ZM 50mm F1.5。
蔡司ZM 50mm F1.5的镜组结构
·反望远结构
想要提高镜头画质,大体上有两种思路:一是在现有结构中加入更多特殊镜片,二是扩大镜头像场。在135全幅上,50mm是标准镜头;而在120中画幅上,50mm就是广角镜头了。应用扩大像场理念,代表产品是蔡司Otus 55mm F1.4和适马ART 50mm F1.4 DG HSM。
蔡司Otus 55mm F1.4
适马ART 50mm F1.4
反望远结构更适合数码相机需要垂直入射的特点,可以大幅提升镜头在整个画面区域上的分辨率(尤其是边缘画质),但代价就是镜头会变大、变沉——蔡司Otus 55mm F1.4是77mm口径、970-1030g,适马ART 50mm F1.4则是77mm口径、815g!
·前组内凹设计
最后,也是本文最重要的部分。近年来一些标准镜头采用了前组内凹结构,代表产品有索尼E 35mm F1.8 OSS、FE 55mm F1.8 ZA,腾龙SP 45mm F1.8 Di VC USD,蔡司Milvus 50mm F1.4和85mm F1.4。这些镜头其实也可以看作两部分,前组是一个广角附加镜,后组则是一个中长焦大光圈结构——蔡司50mm F0.7是把“附加镜”加在镜组后端,这些镜头则是将“附加镜”加在镜组前端。有意思的是,蔡司Milvus 50mm F1.4和索尼在2011年公布的50mm F1.4镜头结构非常相似。
蔡司Milvus 50mm F1.4
索尼在2011年公布的50mm F1.4镜头专利
这种设计不仅能改善画质,还可以实现光学防抖和内对焦,提高镜头的分辨率(不过可能会造成畸变变大,至少Batis 85mm F1.8的实测畸变就比较大)
腾龙SP 45mm F1.8 Di VC USD配备了防抖组件
除了上面这些已经正式发售的产品外,佳能也在近期公布了新一代50mm镜头专利,同样采用了前组内凹设计。可以预见,前组内凹设计会变得更加流行,有望代替对称式双高斯结构成为主流标准镜头的光学设计。
佳能新近公开的两份镜头专利
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