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熟悉的标准镜头变成了特殊的存在。

HD PENTAX-D FA★50mm F1.4 SDM AW

专为 35 毫米全画幅数码单反相机设计的大光圈单焦点镜头,包括一系列PENTAX’s 不断发展的光学技术

发展历程

HD PENTAX-D FA 50mmF1.4 SDM AW 是一款单焦点镜头,专为响应用户需求而开发,比以往任何时候都更加严格。 该镜头旨在成为新一代Star系列镜头的第一款,并成为该顶级镜头系列的标杆。 PENTAX 的部门负责人谈论他们对发展的投入和强项。

产品规划

响应用户需求

岩崎

我们期待已久的 35mm 全画幅数码单反相机 PENTAX K-1 推出后,我们面临的最大问题是镜头选择有限。我们非常清楚我们需要扩大我们的镜头阵容,但我们不确定从哪里开始解决这个迫在眉睫的问题。我们最终决定通过优先考虑一些镜头来开始产品开发任务。

我们想知道用户对 PENTAX K-1 的期望是什么;我们得出的结论是,他们需要只有 35 毫米全画幅图像传感器才能实现的高图像质量——其卓越的分辨率、真实的层次表达以及在高灵敏度范围内的出色成像性能。我们对 PENTAX K-1 实际用户的调查支持了这一假设。

基于这一发现,我们开始开发三款大光圈变焦镜头——超广角、标准和长焦型号——以构成我们高分辨率、全尺寸成像系统的核心。我们的下一步是考虑开发大光圈单焦点镜头,这将提供更好的图像质量和成像能力。起初,我们想提供视角不同于现有型号的全画幅单焦点镜头,甚至在这个方向上启动了一个项目。其中包括一个 85mm F1.4 镜头,它列在我们的镜头路线图上。然而,在对我们的用户所需的镜头类型进行研究后,最受欢迎的型号是 50 毫米镜头——自胶片摄影时代以来,所有用户都熟悉的标准单焦点镜头。还有其他几种选择,但由于这是用户最想要的,因此没有理由忽视需求。所以优先开发HD PENTAX-D FA50mmF1.4 SDM AW。

将 Star 系列镜头质量提升到一个新的水平

岩崎

PENTAX Star 系列镜头定位为优质镜头;它们的卓越性大致可分为三类:卓越的图像质量、大光圈以及具有出色强度和户外保护性能的镜筒设计。

我们决定对 Star 系列镜头的基本规格进行彻底审查,以确保它们能够与未来的相机机身相媲美,后者将继续发展并提供更好的成像性能和更高的分辨率。更准确地说,我们对镜头的整体性能进行了微调,特别是通过大幅提高分辨率标准,同时审查了 MTF(调制传递函数)特性、色差、失真和逼真的散景等因素(散焦)效果。当然,我们也根据当今用户赋予我们的价值观,对强度和可操作性出色的大光圈和高档镜筒设定了高标准。

虽然我们要求现有的 Star 系列镜头在发布时具有尽可能高的性能,但我们相信我们可以为未来的 Star 系列机型设定更高的标准,确保宾得顶级产品的质量镜头系列当之无愧。

光学设计

为标准镜头树立新标杆

榎本

正如产品规划团队所解释的那样,我们希望在考虑新一代 Star 系列镜头的规格的同时优化分辨率,尤其是高频组件的分辨率。 这也将增强低频组件的成像性能,并提高捕获图像的对比度,帮助镜头提供清晰、清晰的图像描述。

对于镜头结构,通常用于大光圈单焦点镜头的改良高斯型光学设计会在一定程度上影响开放光圈处和周围的图像描述 - 无论是数字还是实际图像 - 因为存在残余像差。

沙织

当然,有些镜头利用了这种镜头结构的典型图像描述。由于我们的目标是为Star系列镜头树立光学性能的新标杆,但我们发现,如果单独使用传统的改良高斯型光学设计,将难以校正像差,从而导致线性散景效果和耀斑。然而,通过在前部光学元件组中添加大光圈校正镜头,我们能够有效地补偿导致眩光的球面像差、导致线性散景效果的矢状彗差和场曲。这意味着我们可以确保从像场中心到边缘的极高成像性能。

此外,通过使用后部光学元件组(已经达到更高的精度水平)作为焦点镜头,我们可以在不影响光学性能或像差补偿的整体平衡的情况下确保可靠的对焦操作。同时,这也有效补偿了近距离经常产生的场曲,大大提升了近距离摄影中的成像性能。三个异常色散光学元件也有助于减少色差,同时显着改善高频组件的 MTF 特性。光学性能可以通过增加光学元件的数量来提高,而前置光学元件组中的校正透镜正是为此目的而设计的。另一方面,可换镜头由于卡口尺寸有一定的限制。这意味着我们可以添加到后部光学元件组的光学元件数量是有限的。通过在最后面的镜头中添加非球面光学元件,我们在不增加光学元件数量的情况下实现了高水平的像差补偿(高水平的成像性能)。

我们还采用了几种状态-我们可以使用的最先进的涂层技术:Aero Bright Coating II,由于纳米技术使其具有出色的低反射率特性,它大大减少了入射对角光的表面反射;和 HD 镀膜,大大降低了整个可见光范围内的平均反射率。即使在逆光等复杂照明导致的苛刻拍摄条件下,我们也有效地减少了眩光和重影。

风格独特的镜头可能很有趣。然而,这一次,我们被分配了开发特殊标准镜头的任务。因此,我们的目标是开发一款能够在所有摄影应用中表现出色的出色镜头。

通过在最后面的镜头上添加非球面光学元件,我们实现了高水平的像差补偿

榎本

如果我们优先考虑分辨率,我们可能会影响散景效果的质量——宾得的镜头开发政策是设计提供自然、逼真的散景效果的镜头。 当然,散景效果的偏好因摄影师而异。 例如,圆形散景意味着整个散景效果在纹理和亮度上显得均匀,在不夸大主体轮廓边缘的情况下产生锐利、清晰的图像。

圆形散景差异

F1.4

F2.0

F2.8

这种自然逼真的散景效果不仅可以在圆形散景中看到,还可以在摄影师喜欢在人像中使用的背景散景中看到,如下面的示例照片所示。

当我们关注渐晕和周边亮度时,我们必须增加镜头的外径。 即使我们优先考虑图像质量,沉重的超大镜头在拍摄过程中也会很快成为负担。 而且这么大的镜头甚至不符合标准镜头的定义。 这就是为什么我们为前光学元件组精心选择了某些校正镜头类型,并评估了它们对镜头前端直径的影响。 其中一项重要决定是将过滤器直径设为 72 毫米。

沙织

我们在开发新镜头时经常会发现一些具有挑战性的方面。 对于 HD PENTAX-D FA50mmF1.4 SDM AW,我们必须做一些非常精细的工作才能实现理想的成像性能,不仅在镜头结构和玻璃材料的选择上,而且 在标准化部件尺寸和装配精度方面以消除误差。 由于镜头提供了无与伦比的性能,即使光轴的微小错位也会极大地损害成像性能。

榎本

校正镜头的重量也成为将它们安装到镜筒中的一个问题。 我们知道,如果我们将玻璃材料做得更薄,就可以减轻整体重量。 然而,镜头厚度和表面精度之间存在权衡,这反过来又会影响镜头的图像描述。 虽然我们为光学优化了这两个因素,但我们不希望这对镜头的整体平衡产生重大影响。 因此,我们与机械设计团队进行了一系列讨论。

先进的技术和人类的感性

榎本

即使在设计阶段有出色的表现,但如果我们在实际生产阶段没有同样的卓越水平,那一切都毫无意义。我们与生产技术团队讨论了我们在技术设计和仿真过程中发现的问题,以便尽快解决这些问题,为批量生产铺平道路。

纱织

我们利用了理光卓越的模拟技术。我们成功向市场交付性能稳定可靠的产品的另一个关键是我们的质量保证团队,该团队在批量生产之前的每个阶​​段都严格控制产品质量。

Enomoto

在胶片摄影时代,宾得的光学设计包含一种主观元素,称为工匠的技能或本能。并不是我们错过了这个元素,因为它今天不存在:​​随着先进的模拟过程,我们总是进行感官评估以确定产品是否对人眼有吸引力,不仅在最初的光学设计阶段,而且在生产的每个其他阶段。这是所有宾得产品一致的一个因素。

纱织

例如,如果我们考虑失真,50mm 镜头的视角接近人类的视野,因此最好尽可能消除失真。 这就是为什么我们如此努力地将 HD PENTAX-D FA50mmF1.4 SDM AW 中的失真降至最低。

另一方面,广角镜头为立体物体和风景提供了截然不同的视角。 在这种情况下,无失真实际上会产生不自然的感觉,这对于人类感知来说是不自然的。 相反,一些所谓的桶形失真会导致图像看起来很自然。 这就是我们特意在超广角镜头中加入少量畸变的原因。

无穷

最小焦距

在光学设计团队,我们希望设计出具有特定特性的镜头,这些镜头能够产生我们用户真正认为美丽的图像,而不是仅使用光学数值创建的镜头。

机械设计

图像质量第一方法的背后

饭川

这款镜头旨在成为最好的自动对焦单焦点标准镜头,提供宾得历史上无与伦比的卓越光学性能和图像质量。当我们将光学设计产生的光学器件实际放入夹具中时,我们被非凡的描述能力所吸引。根据我们的经验,我们有信心可以毫无顾虑地进入批量生产。但是,当我们仔细检查镜筒内部结构和其他机械元件时,却遇到了一些简单但相当严重的问题。

正如光学设计团队之前所解释的,镜头的光学性能取决于一种微妙的平衡.由于我们需要提供预期描述力的校正镜头相当重,镜头结构将平衡中心移向前端。这会导致镜筒轻微弯曲,使光轴错位并破坏其描述能力。

为了解决这个问题,我们开发了一种独特的结构,将校正镜头的支架夹在树脂和金属之间组件。这两个组件在建筑施工中起到梁和基础的作用,可以防止弯曲。为了减少这种支撑结构造成的额外重量,我们仔细研究了用于树脂组件的材料。经过反复模拟,我们成功地在不牺牲结构强度的情况下减轻了重量。

对焦机制也需要一些创造力。对焦镜头组在各个光学元件之间需要一点空间,以便镜头延伸平滑无瑕。但对于这款镜头,这些小空间可能会影响光学性能。我们安装了一个机构,对对焦镜头组驱动单元施加小程度的张力,提高有限空间内所有光学元件的定位精度,防止光轴错位。施加太大的张力会反过来需要更大的扭矩来驱动对焦机构,但我们最终在光学元件的高精度定位和对焦镜头组的平滑延伸之间找到了最佳平衡。

要查看高精度结构,只需查看安装环,它使用有史以来最多的螺钉固定在镜筒上。

这一切都表明我们即使在微不足道的地方也需要进行改进,我们不需要对传统镜头进行修改。通过一一承担并解决所有这些小问题,我们成功地开发出一种镜头镜筒,可确保在所有情况下均具有一致的成像性能。

有些用户可能会质疑这种高精度光学结构的耐用性。但他们根本不需要担心。这是一款宾得 Star 系列镜头,每一个细节都受到了极大的关注,不仅在组装和操作精度方面,而且在多年使用的耐用性方面。

开发新型环形SDM

饭川

在审查了镜头驱动电机的几个选项后,我们开发了一种新的 SDM(超音速直驱电机)机制。这采用了环形超音速电机,可以有效地响应移动的对焦镜头组的重量,以及用于精确对焦的光学元件的定位精度。安装在镜筒中的是一个位置传感器,它可以无级地而不是逐步地检测对焦镜头的位置,以及一个检测 SDM 旋转速度的传感器。尽管镜头具有 F1.4 的大光圈和非常浅的景深,但同时获取位置和速度数据可优化自动对焦速度和对焦精度之间的平衡。

该镜头中安装的新型 SDM 可提供 7.5 扭矩比安装在其他 DA 系列镜头中的传统 SDM 机构中的更紧凑的超音速电机大几倍。

由于扭矩优先,因此对焦环可能需要一点额外的努力来转动手动对焦。但它可以确保非常小的间隙并提供舒适、可靠的对焦操作。

在恶劣条件下高度可靠的结构,以及经过深思熟虑的设计

饭川

宾得产品还充分利用了在开发先进密封技术方面所做的巨大努力。例如,在卡口部分,我们将 PENTAX K 系列防尘、耐候相机的机身卡口设计得比将要安装的镜头的卡口环大。这是因为相机机身的安装面有一个专门用于密封部件的接触面——一种旨在更有效提高密封性能的装置。该镜头共有八个密封件,但它们的设计并不相同。为了优化每个密封件的功能,我们选择了最理想的密封材料,并提出了最佳设计,以实现对所有环境条件高度耐受的防尘、耐候性 AW(All Weather)结构。

这不仅限于Star系列镜头;我们在最近 PENTAX 镜头的对焦环上的脊状图案方面做出了相当大的努力。这是为了在转动时可以用指尖牢牢抓住它的设计,而指尖可以在前后运动中顺畅滑动。简而言之,突起的前端和后端的形状与其侧面不同。这旨在确保手指的最佳抓握,同时防止用户感到不适和疼痛。我们希望我们的用户在下次触摸对焦环时能够识别出不同之处。

在外观设计上,我们赋予镜头统一、高档的外观,对焦环和外板线条经过精心处理,镜头遮光罩及其卡口部分采用流畅的轮廓处理 . 说实话,这是第一款将可拆卸镜头遮光罩视为镜筒设计的一个组成部分,而不是单独部件的宾得镜头。 我们决定标准化 Star 系列象征金环的位置和颜色,以及安装在所有 PENTAX 镜头上的熟悉的绿色环,以在 PENTAX 可互换镜头系统中创造一种统一感——即使型号数量在增加 未来——同时增强整个宾得成像系统的可靠性。

信息

岩崎

该镜头是新一代Star系列的第一款。我们尽了最大努力,因此它提供了单焦点标准镜头中最高的光学性能。

我们开发它时对每一个规格都有严格的要求,从自动对焦响应和结构强度到光学性能例如分辨率、像差补偿、散景效果和逆光拍摄。满足每个规范意味着要解决的挑战。但是,当我们在市场上推出新产品时,我们不能容忍甚至比竞争产品差的单一规格。感谢参与产品开发的每个团队的合作,我们能够交付这款卓越的 PENTAX 镜头。

我们希望新款 HD PENTAX-D FA50mmF1.4 SDM AW 是我们认为是宾得镜头的巅峰之作,它将为更多的摄影师带来满足感和兴奋感。我们希望他们将其与配备像素移位分辨率系统的宾得数码单反相机之一配对,体验其卓越的成像能力,这是我们原创的、最先进的超高分辨率技术。