照相机历史之一 百年天塞
互联网
纪念Rudolph博士于1902年设计的Carl Zeiss Tessar
生日快乐，Tesser！
1902年4月25日，柏林的皇家专利委员会将编号为142294的专利证书颁发给了Carl Zeiss Jena公司生产的以Tesser命名的镜头。自此一个辉煌的镜头家族开始逐渐发展壮大起来。
当我们将目光转向光学发展史的开端，我们就会看到，在光学历史的早期(即1839-1855/60年的达盖而时期)，市场上居于统治地位的镜头实际只有两种。它们分别是1839年设计的Chevalier镜头，和1840年开发出来的Petzcval镜头。1839年Ch.Chevalier在巴黎为达盖尔式照相机设计了一支光圈为1:18的消色差镜头。这是由一组相互胶合的凸透镜与凹透镜组成的，它能够纠正色差和球面相差，但是却不能改变像场边缘的歪曲变形以及色散现象。(1924年C.P.Goerz改善了这种镜头，使其最大光圈可达1:11，并以Frontar命名，与Tengor方盒式照相机配套出售)。
很小的光圈导致了达盖尔型照相机的曝光时间至少需要15分钟，维也纳的Josef Petzval教授一直致力于解决镜头光圈过小的问题，并于1840年开发出了一款新的镜头，其全开光圈可达1:3.7，大光圈镜头的出现使得达盖尔相机的曝光时间明显缩短，其中用于拍摄人像的达盖尔相机，曝光时间已经达到了1分钟以内的水平。经过修正的Petzval式镜头在今天的幻灯镜头中仍然有着广泛的应用。Petzval式镜头也有其自身的光学限制，这主要表现在用于风光摄影时的边缘像场模糊现象。世界上最老的照相机生产厂福论达(Voigtlaender)公司在同年便生产出了装有此镜头的金属相机，这种相机由于产量极少，而成为收藏者们争崇的对象。一台装有Petzval镜头的金属相机，在当时的售价在当时也相当高，要120金盾。(与之相比，一匹优良的赛马也不过100金盾)尽管如此，福论达公司还是销售出了600台这样的相机。
1865年，设计师Carl August Von Steinheil 设计出了Periskop。这是一种带有两组凹凸透镜的双镜组结构镜头。(每组镜片中含有一片凹凸透镜，所谓凹凸透镜也叫半月板型透镜，顾名思义它的形状象半月板，是有一片凸透镜，和一片凹透镜粘合而成)
1866年他的儿子Hugo Adolph Steinleil将其进一步发展，设计出了Aplanat镜头，Aplanat镜头同样具有对称式双镜组结构。这支镜头很好的纠正了球型畸变及色差，但却没能解决像场边缘的像散问题。与此结构类似的后继类型还有C.P.Goerz生产的Lynkeioskop，以及Voigtlaender生产的Euryskop，可以说Aplanat是对称是双镜组结构镜头的始祖，现在很多流行的镜头都是借鉴了Aplanat的设计。
伴随着1879年干板式照相机的出现，摄影变得更加普及。19世纪末镜头的设计有了重大的发展，在早期，设计师已经能够设计出光圈很大但拍摄角度偏小的镜头，而到这时大光圈大角度拍摄的需求已经被摄影师提了出来。Petzval教授认识到了要想设计大角度镜头，必须首先解决像场边缘的像散性问题，但无奈当时的可以使用的玻璃种类却还不能够满足设计师的需要。
Adolph Steinheil于1881年获得了一支非对称双镜组结构镜头的专利，将其命名为Gruppen-Antiplanet，这支镜头有两个粘和而成的镜足构成。通过前镜组的凸透镜和后镜组的凹透镜作用，在1:6.5的光圈下已经可以达到60度的拍摄角度，这种镜头同时在一定限度内克服了像散的问题。同一年Adolph Steinheil又设计出了一支人像镜头“Portrait-Antiplanet“，与Gruppen-Antiplanet的区别是，这支镜头的后镜组是分开的，这样的结构成为了日后Triplet镜头的设计基础。1890年德国耶拿的Ernst Abbe和Otto Schott试制出了新的玻璃品种，这种玻璃的生产对于解决镜头的像散问题起到了决定性的作用。
英国T.Cooke & Sons光学公司的技术总监Harold Dennis Taylor应用了这种新式玻璃，通过简化Petzval的设计，得到了一种可以很好矫正像散的镜头。这种光圈为1:4.5的Taylor镜头，具有轻微的不对称结构，值得一提的是它只由三片镜子组成，即所谓的Triplet，两片凸透镜和一片凹透镜将光圈叶片分开。
<next page>
<center> <div> <table> <tbody> <tr> <td> <p> <font color="#000080"> </font></p> <p> <font color="#000080">1902年，保尔.鲁道夫博士设计的Tessar镜头正式<br /> 取得了Tessar的专利权，应该称作"天塞之父"吧</font></p> </td> </tr> </tbody> </table> </div> </center>1889年，耶拿Carl Zeiss公司的设计师Paul Rudolph博士提出了他的像场边缘像散矫正原则，第一支可以真正矫正像散的镜头于1890年被开发出来，这是一支广角镜，利用了高斯在1840年设计的一款望远镜头的2组4片结构。Rudolph博士又先后在1897年和1900年设计出了Planar和Unar镜头，在1890至1900这十年，总计有10000支非像散镜被销售出去。Zeiss公司生产的这些镜头均以Anastigmat为标记，由于这一名称未申请专利，为了防止仿造，Zeiss公司从1900年起，用Protar、Planar和Unar这三个专利名称标记自己的非像散镜头。其中Unar是由四片独立的镜片组成，最前段放置一片凸透镜，然后是一片凹透镜，两片半月板型透镜在镜头末端；Protar是由两组粘合在一起的非对称的镜组构成。1900年之后开发出的钡硅玻璃使得镜头不仅能够矫正像散，同时还能得到平坦的像场。
<center> <div> <table> <tbody> <tr> <td> </td> </tr> </tbody> </table> </div> </center>1902年，Rudolph博士设计出了今天的寿星Tesser，它与Unar、Protar有着紧密的联系，这支镜头由4片镜片组成，两两一组不对称的分布在光圈两边，其中前组是独立的两片玻璃，后组是由一片凹镜一片凸镜粘合而成，光线经前组镜片汇聚，再由后组的粘合平面发散投射到底片平面上。Tessar镜头一直以来都被当作是Triplet镜头的改型，通过现代对光学历史的研究，我们又把Tessar镜头的起源追述到Portrait-Antilanet。
1902年Zeiss公司开始出售Tessar镜头，其中包括用于速拍的最大光圈为6.3的Tessar系列，以及用于翻拍的最大光圈为10的Tessare系列。1905年和1906年设计师E.Wanderleb又将Tessar的最大光圈提升到了4.5和3.5，这些发展都是依靠新品种玻璃的产生。1912年Wandersleb博士又进一步修正了Tessar镜头，使其更加流行，这时人们已经可以把Tessar安装在固定的大型座机上使用。
1921年Tessar的计算数据被进一步调整，这一年Willy博士开发出了适合远摄的光圈分别为6.3和8的Tele-Tessar，这两款Tele-Tessar的实际后截距要比镜头焦距短，它们并非典型的Tessar结构。只有后来为胶片机生产的Kino-Tele-Tessar和为Contax生产的Tele-Tessar-K才是具有典型Tessar结构的望远镜头。为了适应航空摄影的需要，Zeiss在同年又推出了f 4.5/250 f5/500和f5/700这三支镜头。
1927年，Willy Merte博士将Tessar镜头的光圈进一步提升至1:2.7。当时这种新开发的Tessar镜头被用于大多数摄影机和照相机上。但与当时同样流行的f/3.5相比，这种镜头的边缘成像清晰度略显不足。1931年，Zeiss公司用Bio-Tessar 1:2.8/135，1:2.8/165代替了1:2.7/120和1:2.7/165。新的Bio-Tessar是一种由Willy・Merte博士设计的六片三组式消色差Triplet式镜头，镜头前组由一片凹透镜与一片凹凸透镜粘合而成，中间是一片独立的凹透镜，后组是由一片凹凸透镜，一片凹镜，一片凸镜粘合而成，中间设置的独立的凹透镜可有效的改变像场边缘的相差问题。此后Zeiss又设计了Apo-Tessar f1:9/1200mm和用于翻拍的S-Tessare f6.3/1200mm。
30年代初，Willy.Metre博士为Zeiss设计出了专用于小画幅相机的Tessar镜头，这支镜头的结构来源于Tessar f3.5，只不过光圈提升至了1:2.8，这种镜头首先被用在Kolibri undefined4cm相机上，之后便被德雷斯顿的Zeiss Ikon相机厂生产的Contax1 型机作为标头使用。1934年Zeiss又开发出了前景组经镀膜的Tessar f2。1939进一步改进的Tessar通过对第6或7片镜片的矫形，使得Tessar f2在全开光圈是成像变形问题得到了更好的解决。在广角摄影领域，Zeiss为Contax设计了一款光圈为f1:8的28mm镜头，虽然光圈很小，但这支镜头的成像角度已达到了75度。直至30年代末，Zeiss一直把Tessar当作自己生产的成像最为锐利的镜头，正如那时Zeiss的广告中所描述的 “Zeiss Tessar-相机的鹰眼”。
<next page>
二战之后(1947年)，Harry Zoellner博士(现Carl Zeiss Jena厂的技术总监)，通过应用新开发的钍元素玻璃设计出了Tessar f2.8/5cm，1951年这款Tessar镜头才正式投入市场开始销售，与f3.5相比，除了光圈增大以外，在成像素质方面也达到了Tessar镜头的一个新顶点。 1965年Harry Zoellner博士设计的Tessarf2.4，已经达到了当时光学水平的顶点，但是由于过大的光圈而带来像质损失，使得这支镜头的开发半途而废。
位于斯图加特附近的Carl Zeiss Oberkochen工厂，也在致力于Tessar镜头的开发，并且为Tessar系列镜头光学素质的提高做出了很大贡献，1956年Wandersleb改进了1938年已获得专利的Tessar原始镜头的设计，生产出适合Contaflex 3/4的镜间快门型超级Tessar f4/35mm 以及f4/85mm。1962年超级Tessar的全开光圈又被提升至1:3.2。之后Zeiss公司修正了广角Tessar和望远Tessar的前镜组，使得Tessar镜头终于可以系列化的应用于Contaxflex相机上，满足了各个焦段用户的需求。
至此Tessar镜头家族的组织性建设已基本完成，自50年代至今，已有更多的经过改进的Tessar镜头被摄影师所应用。同时，其它相机厂也纷纷借鉴Tessar镜头的设计生产出了一系列的变形品种，这其中也包括Leitz公司早期的Elmar系列镜头。如果有谁想要收集Tessar镜头，那么目前在世界上至少还有400多个不同品种的Tessar可供选择。
庞大的Tessar家族向人们展示了，光学技术的进步如何能使1840年的一支结构简单的四片镜，发展成为在今天的摄影领域仍然举足轻重的镜头。也告诉我们，今天我们在商店里很容易就买到的镜头，无一例外都是经过光学工程师年复一年，甚至一辈接一辈的辛勤工作才设计出来的，在Tessar镜头百年诞辰之际，让我们想它致敬，更想它身后的无数工程师们致敬。
<next page>
