光学镜头发展历程（一）：兴起在欧洲！-昱耀光学

进入19世纪后，科学技术发展迅速，很多科学家、工程师的发明相继问世，几何光学的理论已经十分成熟，光学的发展进入到了波动光学时期。人们迫切需要新的成像技术，在此背景下，光学镜头进入高速发展阶段。

大佬镇楼

自1812年新月型镜头的出现，光学镜头已走过了二百多个年头。在这200年间，光学镜头的发展经历了好几个阶段，近期，镜头网将制作一个关于光学镜头发展的系列栏目，为大家介绍镜头发展的几个主要阶段和事件。本期，为大家带来镜头网发展的兴起阶段！

兴起在欧洲

作为当时的世界中心，欧洲的科学技术发展进入井喷，取得了一系列重大成果，19世纪被称为“科学的世纪”，光学镜头的兴起也是在这里！

光学镜头发展大事件

1) 1812年，英国著名化学家和物理学家威廉·海德·沃拉斯顿为解决双凸透镜的失真问题（此前光学透镜大多用于暗箱），开发了一款新型透镜，该镜头由一片凹面朝前的新月型凸透镜片组成，最大相对孔径仅为f/16。

通过改变透镜的形状，新月型透镜比传统的双凸透镜结构成像更平坦、更清晰。沃拉斯顿将新月型透镜与暗箱互相结合，最终在拍摄后能得到清晰的影像。新月型透镜结构的出现影响了光学镜头一百多年的发展，直到上世纪中叶，仍有不少低价相机镜头仍采用该设计。

2) 1821年，法国著名的镜头制造商谢瓦利埃（Chevrlier）发明了1组2片镜片结构，最大光圈F14的消色差镜头。这种两片一组的消色差镜头可以有效减少镜头的色差及球差，也能保证像场覆盖6.5×8.5英寸（164×216毫米）的整版底片。达盖尔早期的相机就是使用的该镜头。

3) 虽然达盖尔于1839年公布了银版摄像法，但由于当时镜头的光圈都很小，加上当时银版感光乳剂的感光度极低，曝光需要时间太长，所以相机基本只能用来拍摄风景，很难拍人像。

1840年，奥地利数学家匹兹伐教授用数学方法设计出3组4片，最大光圈F3.7的镜头，镜头的设计保证了影像中心的高分辨，很好地矫正了球差和彗差，大光圈也使得拍摄人像变得简便。

4) 由于银版工艺中感光乳剂的感光敏感度低，通常需要几分钟，调整光圈的需求并不强烈，直到1851年火棉胶玻璃湿版技术出现，底片感光速度得到了较大提高，加之户外摄影的蓬勃发展，催生了人们调节镜头光圈的迫切需要。

1858年，英国人约翰·沃特豪森创造了一个简单实用的办法来调整光圈：在镜头筒上锯开一个缝，插入不同孔径的铜制光圈插片调节光圈。

5) 失真问题一直是困扰早期相机的难题，尤其是户外摄影的发展，随着视野的增加，失真越来越严重。

1862年，美国人哈里森和施尼策成功制造出了第一个广角镜头，该镜头由两个围绕中心光圈对称放置的新月形镜头组成，最大视野为 92°。

6) 在拍摄远处物体的时，这就需要用上长焦镜头，它能很好地表现远处景物的细节，拍摄到一些我们不容易接近的拍摄体。当时户外摄影的热门以及军事方面的需求，不少人都在尝试制作长焦镜头。

谁是世界上第一个长焦镜头的发明人已不可考，主流的观点是英国眼镜制造商托马斯·鲁道夫·达尔迈耶以及德国科学家阿道夫·米特，1891年，两人几乎同时制造了长焦镜头，一个拥有英国专利，另一个拥有德国专利。

7) 1893年，英国人丹尼斯·泰勒(H. D. Taylor)设计出3组3片式库克（Cooke triplet）摄影镜头。该镜头前后两片均为凸透镜，用钡冕玻璃制成，中间一片为凹透镜，用火石玻璃制成，光圈位于第一、第二片透镜之间。3组3片式库克镜头是当时能够对全部6种像差进行校正、结构最为简单的摄影镜头。

8) 1892年，丹尼斯·泰勒偶然发现，和普通的透镜相比，烧过的望远镜物镜表面经过风化出现的紫色薄膜能够通过更多的光线。

由于制造工艺的局限，镜片涂层很长时间没有太大的进步，直到1935年，乌克兰物理学家亚历山大·斯马库拉在蔡司工作时发明了一款实用的光学抗反射涂层，广泛用于眼镜和剧院的投影镜头。

本期我们介绍了19世纪初到二战以前光学镜头发展历程中的一些代表性事件，在这一百多年的时间里，还有很多科学家为光学镜头的发展做出了不可磨灭的贡献。二战作为光学镜头发展的一个分水岭，下期我们将介绍光学镜头发展的第二个阶段，以及日美光学镜头的崛起！

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