進(jìn)入19世紀(jì)后，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，很多科學(xué)家、工程師的發(fā)明相繼問(wèn)世，幾何光學(xué)的理論已經(jīng)十分成熟，光學(xué)的發(fā)展進(jìn)入到了波動(dòng)光學(xué)時(shí)期。人們迫切需要新的成像技術(shù)，在此背景下，光學(xué)鏡頭進(jìn)入高速發(fā)展階段。

大佬鎮(zhèn)樓

自1812年新月型鏡頭的出現(xiàn)，光學(xué)鏡頭已走過(guò)了二百多個(gè)年頭。在這200年間，光學(xué)鏡頭的發(fā)展經(jīng)歷了好幾個(gè)階段，近期，鏡頭網(wǎng)將制作一個(gè)關(guān)于光學(xué)鏡頭發(fā)展的系列欄目，為大家介紹鏡頭發(fā)展的幾個(gè)主要階段和事件。本期，為大家?guī)?lái)鏡頭網(wǎng)發(fā)展的興起階段！

興起在歐洲

作為當(dāng)時(shí)的世界中心，歐洲的科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)入井噴，取得了一系列重大成果，19世紀(jì)被稱為“科學(xué)的世紀(jì)”，光學(xué)鏡頭的興起也是在這里！

光學(xué)鏡頭發(fā)展大事件

1) 1812年，英國(guó)著名化學(xué)家和物理學(xué)家威廉·海德·沃拉斯頓為解決雙凸透鏡的失真問(wèn)題（此前光學(xué)透鏡大多用于暗箱），開(kāi)發(fā)了一款新型透鏡，該鏡頭由一片凹面朝前的新月型凸透鏡片組成，最大相對(duì)孔徑僅為f/16。

通過(guò)改變透鏡的形狀，新月型透鏡比傳統(tǒng)的雙凸透鏡結(jié)構(gòu)成像更平坦、更清晰。沃拉斯頓將新月型透鏡與暗箱互相結(jié)合，最終在拍攝后能得到清晰的影像。新月型透鏡結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)影響了光學(xué)鏡頭一百多年的發(fā)展，直到上世紀(jì)中葉，仍有不少低價(jià)相機(jī)鏡頭仍采用該設(shè)計(jì)。

2) 1821年，法國(guó)著名的鏡頭制造商謝瓦利埃（Chevrlier）發(fā)明了1組2片鏡片結(jié)構(gòu)，最大光圈F14的消色差鏡頭。這種兩片一組的消色差鏡頭可以有效減少鏡頭的色差及球差，也能保證像場(chǎng)覆蓋6.5×8.5英寸（164×216毫米）的整版底片。達(dá)蓋爾早期的相機(jī)就是使用的該鏡頭。

3) 雖然達(dá)蓋爾于1839年公布了銀版攝像法，但由于當(dāng)時(shí)鏡頭的光圈都很小，加上當(dāng)時(shí)銀版感光乳劑的感光度極低，曝光需要時(shí)間太長(zhǎng)，所以相機(jī)基本只能用來(lái)拍攝風(fēng)景，很難拍人像。

1840年，奧地利數(shù)學(xué)家匹茲伐教授用數(shù)學(xué)方法設(shè)計(jì)出3組4片，最大光圈F3.7的鏡頭，鏡頭的設(shè)計(jì)保證了影像中心的高分辨，很好地矯正了球差和彗差，大光圈也使得拍攝人像變得簡(jiǎn)便。

4) 由于銀版工藝中感光乳劑的感光敏感度低，通常需要幾分鐘，調(diào)整光圈的需求并不強(qiáng)烈，直到1851年火棉膠玻璃濕版技術(shù)出現(xiàn)，底片感光速度得到了較大提高，加之戶外攝影的蓬勃發(fā)展，催生了人們調(diào)節(jié)鏡頭光圈的迫切需要。

1858年，英國(guó)人約翰·沃特豪森創(chuàng)造了一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的辦法來(lái)調(diào)整光圈：在鏡頭筒上鋸開(kāi)一個(gè)縫，插入不同孔徑的銅制光圈插片調(diào)節(jié)光圈。

5) 失真問(wèn)題一直是困擾早期相機(jī)的難題，尤其是戶外攝影的發(fā)展，隨著視野的增加，失真越來(lái)越嚴(yán)重。

1862年，美國(guó)人哈里森和施尼策成功制造出了第一個(gè)廣角鏡頭，該鏡頭由兩個(gè)圍繞中心光圈對(duì)稱放置的新月形鏡頭組成，最大視野為 92°。

6) 在拍攝遠(yuǎn)處物體的時(shí)，這就需要用上長(zhǎng)焦鏡頭，它能很好地表現(xiàn)遠(yuǎn)處景物的細(xì)節(jié)，拍攝到一些我們不容易接近的拍攝體。當(dāng)時(shí)戶外攝影的熱門以及軍事方面的需求，不少人都在嘗試制作長(zhǎng)焦鏡頭。

誰(shuí)是世界上第一個(gè)長(zhǎng)焦鏡頭的發(fā)明人已不可考，主流的觀點(diǎn)是英國(guó)眼鏡制造商托馬斯·魯?shù)婪颉み_(dá)爾邁耶以及德國(guó)科學(xué)家阿道夫·米特，1891年，兩人幾乎同時(shí)制造了長(zhǎng)焦鏡頭，一個(gè)擁有英國(guó)專利，另一個(gè)擁有德國(guó)專利。

7) 1893年，英國(guó)人丹尼斯·泰勒(H. D. Taylor)設(shè)計(jì)出3組3片式庫(kù)克（Cooke triplet）攝影鏡頭。該鏡頭前后兩片均為凸透鏡，用鋇冕玻璃制成，中間一片為凹透鏡，用火石玻璃制成，光圈位于第一、第二片透鏡之間。3組3片式庫(kù)克鏡頭是當(dāng)時(shí)能夠?qū)θ?種像差進(jìn)行校正、結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的攝影鏡頭。

8) 1892年，丹尼斯·泰勒偶然發(fā)現(xiàn)，和普通的透鏡相比，燒過(guò)的望遠(yuǎn)鏡物鏡表面經(jīng)過(guò)風(fēng)化出現(xiàn)的紫色薄膜能夠通過(guò)更多的光線。

由于制造工藝的局限，鏡片涂層很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有太大的進(jìn)步，直到1935年，烏克蘭物理學(xué)家亞歷山大·斯馬庫(kù)拉在蔡司工作時(shí)發(fā)明了一款實(shí)用的光學(xué)抗反射涂層，廣泛用于眼鏡和劇院的投影鏡頭。

本期我們介紹了19世紀(jì)初到二戰(zhàn)以前光學(xué)鏡頭發(fā)展歷程中的一些代表性事件，在這一百多年的時(shí)間里，還有很多科學(xué)家為光學(xué)鏡頭的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。二戰(zhàn)作為光學(xué)鏡頭發(fā)展的一個(gè)分水嶺，下期我們將介紹光學(xué)鏡頭發(fā)展的第二個(gè)階段，以及日美光學(xué)鏡頭的崛起！

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