镜头的光学精度对成像质量的影响

  • 来源:照相机
  • 关键字:镜头,光学,设计
  • 发布时间:2015-06-29 09:45

  本人应属于是摄影器材玩家,因这一爱好结识了一些二手照相器材经营者,当然也认识了不少器材迷和照相机藏家。在与一些买卖二手摄影器材者的接触中发现他们中的一些人会随意拆开镜头进行维修或清理灰尘等,而在回装镜片(组)的过程中也没有专用仪器设备进行调校。

  我们平时在网络、媒体上也常看到有影友对手中的老镜头作出试用评论,同一款镜头在不同人的口中结论可能正相反,这除了每个人的感受标准有差异之外,更可能的是他们各自所用的镜头的光学质量有差别。

  从二手市场上买的老镜头可能经过了N手交易了,这过程中难免会因光圈、镜间快门故障、清理擦拭灰尘、霉菌拆开过镜头的光学镜组,而回装时并未经过专业的调校,那么这些有维修史的镜头不可能保持原出厂时的光学成像质量了,特别是在大光圈时成像质量下降得很明显,这些维修过的镜头是不能代表该款摄影镜头的成像质量水平的。

  拆修过的摄影镜头可能会出现镜片(组)光轴不正的现象,或是镜片(组)间距装配的不准确,这会导致镜头的像差增大,大光圈时成像质量很差,变焦镜头会出现焦点漂移等问题。下面我们可以通过一些实例看看摄影镜头的精确装校对成像质量的影响。

  先以国产的中画幅双镜头反光照相机为例,国产这种照相机中类似海鸥4B型的机型最为庞大,品牌众多,有海鸥牌、五羊牌、峨嵋牌、珠江牌、牡丹牌、友谊牌、青岛牌、东方牌、华中牌……这类双反相机的摄影镜头多为3片3组柯克型光学结构。

  当年影友们的使用感受是国产这类双镜头反光照相机的摄影镜头虽然最大光圈是F3.5,但是用F3.5、F4这两档较大的光圈拍摄的影像清晰度很差,几乎没有实用价值。那么当年这些照相机厂为此类双镜头反光照相机所设计的F3.5光圈真的只是作为一个摆设指标、没有实用价值吗?

  影响双镜头反光照相机成像质量的关键在于上、下两个镜头焦点的同步,当然还得上、下两个镜头的焦距值一致,而照相机各部件在生产、组装时都有一个允许的误差范围,即公差;如果相关的两个部件在制造装配的过程中公差量反向,装配后的产品这部分就可能产生“超差”的问题,就会影响到产品的质量。

  我比较喜欢双镜头反光照相机,各种中外产的中画幅双反照相机买了不少,其中很多是中国大陆产的。1979年我花118元人民币在百货商场买了台牡丹MD-1型双镜头反光照相机,在1984年又买了台牡丹MD-2A型小摇柄卷片的双反照相机,此相机的小摇柄卷片能自动停片计数,但与快门上弦并不连动,性能与海鸥4型相似;后来在1985年还买到了带测光表的牡丹MD-1D LED型120双镜头反光照相机。

  牡丹MD-1型120双镜头反光照相机在上世纪80年代全国照相机质量评比中荣获二等奖,整机的评比总分仅次于海鸥4B型双反照相机,不过牡丹MD-1型照相机可不是在摄影镜头成像质量和快门机械性能方面输给海鸥4B型照相机的,而是在照相机的后背底盖开关旋轮上比海鸥4型系列少设计了防误开保险锁杆。

  我手中的这台牡丹MD-1型双镜头反光照相机时间较久了,摄影镜头里面有些灰尘了,且机械自拍器也有故障,于是决定拆开作个清理修调。拆开修好自拍器部件后,我拿着拆开清理干净的镜头和机身部件在学校的物理实验室借助仪器先装调摄影镜头,在校正到最佳成像效果时测得镜头的光学焦距是74.9mm,然后把取景镜头也调整在74.9mm这一焦距值上,装好相机的镜头座板,再精确的调整上、下两镜头的焦点同步,完全调整装配好的这台牡丹MD-1型双镜头反光照相机在用最大光圈F3.5拍摄的照片焦点处影像的清晰度完全可以接受,仅是四角边缘部分成像较差,焦外的背景部分有旋转感。

  我曾为双反相机外拍人像自制过一个闪光灯手柄架,配合这台精心装调好的牡丹双反照相机用最大光圈F3.5在2m左右的距离拍半身人像效果也挺好的,当然,用F16、F22的光圈去拍大景深的风景照片就更没问题了。

  上面的介绍说明了,像海鸥4B类这种普及型双镜头反光照相机在批量生产时,从生产线上装配下来的整机在上、下两镜头的光学焦距值和调焦点的同步上不可能做到绝对的一致,是有一定误差量的,这种被允许的误差加上本来就属于低端的3片3组柯克型镜头,故新买的相机在F3.5甚至是F4光圈所拍的影像清晰度也欠佳,至于说买的有维修史的二手旧相机就更别存在奢望了。

  这两年玩国产双镜头反光照相机的人们曾一度流行把4B类双反相机的3片3组柯克型摄影镜头更换成4片3组的天塞型,网上有大量卖海鸥双反天塞型镜头组的,一百多元人民币就能买一只天塞镜组,有的卖家还附送一片6×6规格的裂像环带透镜取景屏。有人说换了天塞镜头后拍的照片边缘成像质量明显的提高了,大光圈也可用;也有人说更换了天塞镜头后拍的照片并没感觉比3片3组的柯克型镜头好;甚至还有人说换了天塞型镜头的成像不如原来的柯克型镜头好。那么谁的话值得参考一下呢?这个问题其实略加思索就明白了,故我也就不在此评说了,就想想那些自行更换天塞型镜头的人,他们能保证换装上的天塞型3组4片镜片的光轴同心吗?能保证换装上的天塞型镜头光学焦距值与上面的取景镜头一样么?至于说调整上、下两镜头调焦的焦点同步,这实在是没有什么技术含量,就不提了。

  下面我再说一例,前苏联及后来的俄罗斯生产有M42螺口的85mm F2镜头,有未镀膜和多层镀膜之分,这种镜头我当年买了十几只,仅有一只苏联时期生产的未镀膜的此镜头在最大光圈F2时中心成像的清晰度还不错,其它的十多只镀膜和未镀膜的此镜头在F2光圈时成像质量都很差,有一只新品的多层镀膜此镜头成像差得就让人不能容忍了。于是我也把它拆开重新校正光轴、调整,在调整时把它整个镜组向后做了些延伸,这样就能通过M42-AI转接环用于尼康相机了,当然转接在其它卡口的相机上使用就更没问题了。

  前苏联及后来的俄罗斯生产的相机与镜头质量上个体差异较大,有些质量欠佳的相机和镜头往往是装配调整的精度不够,有条件和经验的人对其重新作个调校质量会明显的改善,就如我手中这只校正好了的朱比特85mm F2镜头,在F2大光圈时虽然反差不大,但分辨率还可以,边缘成像差些,用于APS-C型画幅的数码相机上用最大光圈F2拍摄还是颇具实用性的;这种镜头装在APS-C型画幅的数码相机上用最大光圈拍外景人像效果还是不错的。

  有一些影友曾与我聊过想把过去胶片旁轴照相机上的镜头拆下来改装到微单、无反数码照相机上用,这其中有些也涉及到了拆装镜头的问题。对于动手能力不是太强的影友,我想谈谈如何选择拆机的镜头改装比较省事。

  谈及这方面内容,我还是选择了一些中国大陆生产的平视旁轴照相机来聊聊吧,毕竟中国大陆产的老照相机往往都能找到被仿制的国外照相机原型。所以讲了这些中国产的照相机也就能融通国外的同类机型。

  中国大陆生产的海鸥KJ-1型和华山、华蓥AE型35mm平视旁轴取景测距照相机,这类旁轴照相机的镜头是整组封闭的镜筒,光圈和快门叶片设在镜组的后面,拆卸下这类镜头改制成微单、无反数码相机所用的摄影镜头不会影响镜头的光学性能。还有苏(俄)制造的斯米娜8M、35型这类平视取景旁轴照相机的光圈是设在镜间的,快门叶片在镜后,这种结构的摄影镜头只要光圈调节机构没有问题也是很容易改制成微单或无反数码相机用的镜头的。这类摄影镜头改制好接口后装在35mm全画幅无反数码相机上用成像质量也是可以的。

  而像天鹅35PA型这类采用旋转镜头前镜片调焦的平视旁轴照相机镜头则没必要拆改成微单、无反数码相机用镜头,因为这种调焦方式的镜头像差控制得不好,尤其是近摄时像质较差,如国产的海鸥203型照相机镜头等……

  中国大陆生产的固定镜头单反照相机,如长城PF-1型和华山DF型、华山DF-300型等,其中长城PF-1型完全就是日本富士卡ST-F型相机的山寨版,无论是外观造型和内部机件都是一样的。这类照相机的镜头光学素质虽然不错,可是没有光圈机构,若要拆下改镜难度较大,一般就别考虑了。

  现在网络及二手照相器材市场上卖的比较多的中国产平视旁轴照相机是海鸥、凤凰205型和东方S系列照相机,特别是全黑色塑料上下盖的东方牌S4-35型平视旁轴取景测距照相机,镜头完好机身有点故障的此相机仅卖30元左右人民币一台,非常适合新手做改镜练手用,况且这东方S系列的4片3组50mm F2.8镜头在光圈F5.6~F11之间的成像质量也不错呢。

  高级一些的如华中、华夏牌的平视旁轴取景测距系列照相机的镜头,这种6片4组双高斯光学结构的摄影镜头以镜间的光圈和快门机构分为前、后两个镜组部分,拆改起来也比较容易,且国外很多高档的固定镜头平视旁轴取景的照相机镜头也是采用类似的结构,可以参照拆改。

  其实讲了这么多的话,无非是想说明摄影镜头的装调光学精度是保障成像质量的关键!

  文/寻梦人

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