相机镜头简史

简单透镜与消色差镜

最早的摄影镜头只是一片弯曲的玻璃，通常是威廉·海德·沃拉斯顿在 1812 年为暗箱改进的弯月形。收小到约 f/14 或更小时，中心清晰度尚可，但进光很少。

单片透镜对不同颜色的折射程度不同，所以蓝光和红光会聚焦在略微不同的距离上。巴黎的夏尔·舍瓦利耶把两种不同类型的玻璃粘合成消色差双合透镜，消除了大部分色差。1839 年早期的银版相机就装着这种舍瓦利耶镜头。

这些镜头很暗。用银版拍摄，曝光可能要好几分钟，对人像来说太久了。

佩茨瓦尔人像镜头

1840 年，维也纳的数学家约瑟夫·佩茨瓦尔计算出一支约 f/3.6 的镜头，比当时缓慢的风景镜头亮约 16 倍（近似）。福伦达负责制造。

它中心清晰，越往边缘越软，背景虚化带有旋转感，至今仍有摄影师追捧。对人像影室来说，它把曝光时间缩短到远不到一分钟。

佩茨瓦尔的设计是最早靠精确计算、而不是反复试错得出的镜头之一。

库克三片式与天塞

1893 年，约克郡 T. Cooke & Sons 公司的哈罗德·丹尼斯·泰勒设计了一支只有三片镜片的镜头：两片正透镜中间夹一片负透镜。库克三片式用极少的镜片控制了大多数像差，成了设计师们的范本。

1902 年，卡尔·蔡司的保罗·鲁道夫推出天塞，三组四片。蔡司以其锐利度宣传它为“鹰之眼”，二十世纪的大部分时间里，它的各种版本都被用在相机上。

更复杂的设计，比如大多数标准 50 mm 镜头所基于的双高斯结构，也出自同一传统。

镀膜：战胜反射

每个玻璃表面都会反射一部分光，未镀膜的玻璃约为 4% 到 5%。在有许多表面的镜头里，这会造成眩光和低反差，限制了设计师能用的镜片数量。

1935 年，蔡司的亚历山大·斯马库拉发明了一种薄薄的增透镀膜。它起初被保留给军方使用，约在 1939 年进入更广泛的市场。

多层镀膜在 1960 和 1970 年代相继出现。它们让拥有 15 片或更多镜片的复杂镜头变得可行，包括我们今天使用的变焦镜头。

变焦与非球面镜片

早期的变焦镜头是为电影和电视摄影机打造的。1959 年的福伦达 Zoomar 36–82 mm 通常被认为是第一支用于 35 mm 静态相机的变焦镜头。早期变焦镜头笨重，也不如定焦镜头清晰；更好的设计和镀膜弥补了大部分差距。

非球面镜片的表面不属于球面的一部分。它们能校正原本需要好几片额外镜片才能校正的像差，但很难研磨。模压玻璃和塑料非球面镜片从 1980 年代起让它们普及开来，如今几乎每支镜头和每个手机摄像头里都有。

自动对焦与防抖

自动对焦在 1970 年代末随柯尼卡 C35 AF（1977）等便携相机进入消费市场。1985 年的美能达 Maxxum 7000（也以 7000 AF 和 α-7000 的名字销售）让它成为单反的标配。

光学防抖通过移动一组镜片来抵消手抖。尼康在 1994 年首次把它用在一台便携相机上，佳能在 1995 年推出了 EF 75–300 mm IS 镜头。后来的相机又在机身内加入了传感器位移防抖。

这两项功能都改变了镜头的构造：为更快的马达采用更轻的对焦组，镜筒里装上浮动的防抖组。

无反镜头与手机镜头模组

没有反光镜箱，无反相机可以让镜头后端离传感器近得多。设计师利用这段更短的距离，做出更清晰的广角镜头和超大光圈。2008 年的松下 Lumix G1 通常被认为是第一台无反可换镜头相机。

手机装不下变焦镜头，所以它们并排放几颗定焦镜头，通常是超广角、广角和长焦，并在它们之间切换。有些采用折叠式“潜望”设计，把光线转 90 度，以便在纤薄的机身里放下更长的焦距。

随后由软件来合并、锐化和校正这些小镜头的画面。过去需要额外镜片才能解决的畸变和色边，如今常在拍摄后被去除。