单反相机的九个历史阶梯

1、单反相机的九个历史阶梯为什么数码单反的进入门槛那么高，三星、索尼都要通过购买别人技术才能进入，柯达黯然退出数码单反相机之所以进入门槛高，是因为其需要丰厚的技术积累，没有传统单反的设计生产经验，很难涉足。单反相机从出现到现在经过了多长时间的历史？它的发展历程中经过了怎样的变化和革新？单反最终会往何处去？本文将为你解答这些问题，重现一个单反发展的清晰脉络。 一、135单反相机的出现 实际上单反这个结构出现的非常非常早，甚至早到了相机出现之前，学过美术的朋友们都知道那个利用一片玻璃反射而临摹实物的创作方法，这就已经具备了最基本的单反结构了，在照相术发明之后，1861年，英国人托马斯萨顿（Thomas

2、Satton）则发明了具有相似结构的，于摄影镜头和感光元件之间装置有45角反光镜的照相机，那时候还没有出现胶片，所以感光材料使用的是涂抹了卤化银的干板。托马斯.萨顿的单反相机135单反相机则是在确立了35mm摄影用135胶片标准之后出现的，1936年，Ihagee公司制造第一台135单镜头反光俯视取景相机KineExakta。下面是Ihagee公司第二型KineExakta的照片，它在1938年上市。在1936年出厂的第一型KineExakta十分罕见（因为生产量很少），品相好的差不多都在收藏家手中，偶而在二手市场上看到的不仅要价奇高而且品相令人伤心。不过1936年的第一型和1938年的第二型

3、差别不大。和现代单反相比，这台相机在结构上有很大区别，它是俯视取景的，而并非现在的平视取景型，1936年五棱镜还没有用在相机上呢，暂时先凑合了吧。KineExakta与往后的Exakta主要机型有一个有趣的功能。在机底处有一个小缧丝把它转松后向外拉，就会带动一片小刀片把在相机内的底片切断，于是没照完的部份留在片匣中，照完的部份得要在暗房中取出，于是照完的部份就可以冲洗了。 其实要说到135单反相机的出现，推动力量和直到现在推动它发展的力量都是同一个：体育摄影的需求。旁轴135相机一经推出就因为携带和使用方便而在新闻用户中流行开来，一些纪实摄影的大师也应运而生，不过旁轴相机限于结构，使用焦距超过

4、135mm的镜头非常困难，而为了1936年柏林奥运会的需求，各大镜头厂都纷纷推出了长焦镜头，比如Zeiss的OlympiaSonnar180mmf/2.8就是典型代表，在这种情况下，单反相机也就应运而生了。 二、五棱镜的出现 俯视取景相机在使用的时候很麻烦，和135本身轻巧方便的初衷不符，而且由于没有微棱镜的辅助和限于135片幅本身尺寸较小，弯腰驼背的在毛玻璃上调焦也是很痛苦的事情，腰肌劳损恐怕是当时摄影师的职业病了。到了1948年，东德蔡司(CZJ，carlzeissjena，也叫耶纳蔡司)生产了第一台五棱镜平视取景单反相机ContaxS，它最终确立了135单反相机的典型结构，一个镜头，有一

5、个反光镜，然后有一块五棱镜将光路回转了一下，一方面将俯视光路变成平视，另一方面将取景的像左右正过来(俯视取景的时候像是左右相反的)，至此，单反相机的标准结构已经确立了，之后再做的改进只不过是让它变的更加先进和易用而已。五棱镜是一个用一整块玻璃切削而成的有5面反光面的棱镜，用以把光束折射90度。光束在棱镜内反射两次，可以把影像的左右颠倒过来。单反相机基本结构：1镜头；2反光板；3快门；4胶片；5磨砂玻璃对焦屏；6液晶显示板；7五棱镜；8取景器 五棱镜内的反射并非由完全内反射造成，由于光束是以少于临界角(criticalangle)进入，两个反射面是镀上反射物料以造成镜面的反射效果，而两个传递面则

6、镀上防反光涂层以减低反射。五棱镜第5面则在光学上不会被使用，现代相机上使用的五棱镜则常常会在反射面上以真空镀膜技术镀上一层银膜并且在外面覆盖黑色的保护涂层以加强反射效果。理论上讲，五棱镜的反射视野率是100%的，不过限于成本和机内空间等等原因，很多单反相机的视野率并不能达到100%，而且还出现了以五面镜代替五棱镜组成光路的单反相机，这种相机的取景器常常会显得略微的暗淡一些，不如五棱镜那么明亮，代表机种就是尼康的D70/D70s。作为相机生产大国，日本的第一台五棱镜平视取景结构相机是Pentax在1952年推出的Pentax67，这是一台中画幅相机。三-四、反光镜即时回弹结构和高速焦平面快门的出

7、现 早期的单反相机取景和拍摄要分几步的，反光镜要要给快门上弦之后才会落下，光圈和旁轴镜头一样是全手动的，要先开到最大光圈取景，在昏暗的腰平毛玻璃上对焦，然后折算一下光线，调到你想要的那一档光圈，按快门，咣当一声巨响后眼前一片漆黑，至于到底没有拍到你想要的东西就只有天晓得了。SLR是如此的麻烦，以至于大部分记者宁可用大中副新闻机也不碰单反，卡帕，布列松那一代人也没有用SLR的，不是他们不想，而是SLR实在是太不成熟。直到1954年Pentax做出了AsahiflexIIb，才有了第一部的反光镜即时回弹单反相机，这也是单反能实现连拍的根本，如果没有这个结构，那么之后出现的高速连拍相机就只能是镜花水

8、月了。高速纵走焦平面快门一: 单反相机里面的另一个关键部分是快门，快门的类型有多种，我们这里只谈AF单反机上常见的电子控制纵走式焦点平面帘幕快门(也就是人们常提到的钢片快门，由于现在的快门帘幕并不一定是用钢片制成的，所以称纵走式焦点平面快门更为合理)。焦点平面帘幕快门位于照相机焦点平面前方，它的作用是在未曝光之前遮挡光线，使胶片不见光；在曝光时控制胶片的有效曝光时间。快门一般是装在机身上的独立部件，便于装配和维修。纵走式焦点平面快门的制作材料有钢片和铝合金，也有采用塑料及合金复合式材料。快门由两层帘幕、电磁释放装置和减震装置组成，两层帘幕分别称为第一帘幕(或前帘)和第二帘幕(或后帘)。每一层帘

9、幕由数片(一般为4至6片)非常平直的小薄片相叠而成。这些小薄片在杠杆的控制下，即可以迅速展开，又可以彼此灵活地重叠在一起。展开之后，其相邻的小薄片之间始终仍有一部分彼此相重叠，因此相邻部位始终不会漏光。在未曝光之前，只有第一帘幕展开，挡住未曝光的胶片；而第二帘幕则是重叠收缩，位于胶卷片窗的底部.(在手动卷片的单反机中，未上快门之前是两层帘幕都挡住未曝光的胶卷；进片及上快门之后，才是一层帘幕挡住胶卷)。曝光时，第一帘幕向上收缩，使胶片暴露在成像光线下进行曝光。当设定的快门速度低于最高闪光灯同步速度时，在第一帘幕完全收缩到头后，第二帘幕经过一定时间的延迟后(延迟时间视快门速度大小而定)才开始展开。

10、当设定的快门速度高于最高闪光灯同步速度时，在第一帘幕未收缩到头时，第二帘幕就开始展开，两片帘幕之间形成了一条宽度小于24mm的裂缝(35mm照相机的胶卷规格为3624mm)，该裂缝以一定的纵走速度扫过胶卷平面，使胶卷曝光。曝光结束时，第一帘幕完全叠合在片窗上方，第二帘幕完全展开，将片窗遮严。在进片过程中，第一帘幕展开后，第二帘幕再收缩，为下一次曝光做好了准备。 实际上这条裂缝的行走速度低于所设定的快门速度，但胶卷平面上每一点的曝光时间却正好是快门速度所对应的时间，所以从理论上分析，每一张底片所记录的景物不是同时曝光的，而是分先后的，但这种差别太小了，以至于在日常摄影中可忽略不计。但在高速摄影中

11、，这种差别会造成画面畸变。 高速纵走焦平面快门二:调节快门速度实际上是调节两块帘幕之间的缝隙的宽度。有些人认为调节快门速度是调节快门帘幕的行走速度，这是不正确的，在快门动作时，帘幕的行走速度是不变的(如NikonF4和CanonEOS-1的帘幕行走速度为2.7m/s)。目前最高的快门速度是1/12000s，而最高闪光灯同步速度是1/300s(除了采用频闪实现的高速同步外)。这一切都要归功于用轻型材料来制造快门和电子技术的发展。快门的释放装置为电磁式的，由电磁离合器控制。在快门释放前，电磁离合器处于释放状态，当操作者按下快门释放钮时，电磁离合器通电，将快门帘幕吸起，开启快门帘幕。减震装置的作用是

12、消除快门帘幕收缩和展开所引起的震动。虽然焦平面快门出现的非常早，但是速度却怎么也做不快，早期最好的是Ihagee生产的127幅面相机VPExakta所用的快门，速度范围从1/25秒到1/1000秒，加上B门和T门，这个快门在当时非常先进，直到1960年，才由柯尼卡开发的单反KonicaF超过。KonicaF搭载了名为Hi-Synchro的纵走幕帘快门，最高速度为1/2000秒，闪光同步为1/125秒。在当时为最快。想想直到七十年代，最快的专业相机也不过是1/1000秒而已。但是因为这个快门制造麻烦，而且太出色了，没有其它的制造商跟进。(柯尼卡从1953年开始花了7年来研制这部快门，另外从195

13、5年开始花5年研制机身。)碰巧的是，在1957年左右，一个日本发明家独立的研制出一个新颖的快门。他试图向各大公司推销自己的发明。Mamiya很感兴趣并做了两年的研究。但是，Mamiya最后没有生产这部快门。Mamiya觉得非常抱歉就把这部快门介绍给Copal。Copal在Konishiroku(Konica)和Mamiya的财力支持下对这部快门进行了彻底的开发。同时Konishiroku(Konica)和Mamiya也把自己的快门技术提供给Copal。Konica的Hi-Synchro快门对Copal的影响很大。不久AsahiKogaku(Pentax)加入了联盟，然后到了1961年，第一部C

14、opalSquareI开发出来了.当时，只有Mamiya，Konica和Pentax才能用这部Copal快门。但是Mamiya制造了NikorexF(不是Nikon)，所以这部相机是第一个使用了这部快门的相机。1965，CopalSquareS开发成功.这是最著名的Copal机械快门，以后被用在各种各样的相机身上。同年Konica用此快门制出AutoReflex。此后，Copal快门不局限在这三家公司，所以，CopalS快门被用在NikkormatFT，SigmaMark-1，RicohflexTLS401，SinglexTLS，ExactaTwinTL，CosinaHi-Lite等等相机上。

15、1965年代CopalS快门被大量的模仿制造.直到90年代还还有许多SLR在用这部快门和它的模仿品。更值得说的是，60年代用这部快门制造的相机很多到现在依然准确无误。速度从B门，1秒到1/1000秒，闪光同步为1/125.这在当时的机械快门里都是最高的。五、螺口到卡口的变化 最早的单反相机和镜头之间的接口五花八门，有螺口也有插到式的卡口，到40年代的时候Praktica设计的M42螺口逐渐成为了接口的主流，而且由于M42接口标准是开放的，所以很多大大小小的相机生产厂都开发出了自己的M42机身，这也让M42成为影响力最为广泛的接口之一，日系的相机厂家掺和进M42的也非常多，比如Pentax，Ri

16、coh，Yashica，Mamiya，Fujica，Chinon，Cosina，Vivitar等等，开发了近百部机身，其中Pentax坚持到了70年代中后期，才最终放弃了M42，转而使用了K卡口，这就是著名的PK卡口。M42虽然通用性好，但是却有着结构上的缺陷，比如日常使用中镜头拆装麻烦，碰到偶尔有热胀冷缩的环境中镜头拆卸和安装都会变得非常困难，最重要的是M42卡口无法实现光圈联动测光，看看现在的单反相机的主要拍摄界面：半按快门启动测光，全按下去开启快门暴光。这已经是通用设计了。但在上世纪60-70年代，全开光圈测光还是新鲜玩意。而绝大多数M42镜头都还是收缩光圈测光（stopdown）用的单

17、针设计。所以当时的经典设计就是以PentaxSP为代表的机身上有一个stopdown的按钮。使用时要先按下这个按钮来测光，然后在用另外一只手按下快门钮来开启快门曝光。如果我们把现在的这个过程叫做一步的话，那stopdown测光就是两部了。挺烦的吧？面对着M42的缺陷，Pentax这个日本单反相机的鼻祖选择了继续改进的做法，而佳能尼康这样的没啥历史负担的新来者则选择了换用插刀式卡口的做法，分别推出了F卡口的nikonF和FL卡口的佳能Canonflex，在接口上解决了收缩光圈联动测光的麻烦。不过科技总是在继续发展的，自动对焦的变革到来之后，佳能选择了抛弃过去的积累，改用EOS全电子化界面的接口，

18、而尼康则选择了继续在F卡口基础上修修补补的做法(F卡口先是改进为AI实现光圈优先AE，然后又改进为AIS，然后是AF)。就目前的发展来说，EOS的全电子化界面显然代表着未来发展的方向，这种接口取消了机械传动部分，代之以电子触点，提高了卡口的机械性能和密封能力，我们可以肯定，在可预见的将来，尼康在将镜头全面AFS化了之后，F卡口也必将发展成为一个全电子界面的卡口。 六、TTL测光 早期的相机是没有测光系统的，一般都是估计测光或者使用外置测光表，然后发展到了机身搭载测光表的方式，这种做法相当的不准确，因为测光表所测到的读数只是它自己感受到的光量，而并非从镜头进入的光亮，随着电子技术的发展，CdS(

19、硫化镉)测光元件已经可以缩小到装在机身里面的地步之后，终于出现了TTL(thoughthelen，通过镜头)测光技术，由于是直接测量的镜头收集到的光线，测光的准确度大大提高了。 虽然的摄影大师都是熟悉光线变化如自家卧室的强者，根本不需要测光。只是附庸风雅的有钱人多了，测光仪器也成了必需品。最早的测光表不用电，甚至连任何感光元件都没有。大体上是一个木盒子上装着一块圆盘形的灰色玻璃，颜色在一圈里由浅到深周而复始。测光就是透过灰玻璃一边看一边转动圆盘，直到什么也看不见了就在盒子上的一个小窗里读出一个测光值，是不是很好玩?那些觉得木头盒子不好玩的人用光电池和光电阻做出了种类繁多的手持测光表。手持的表虽

20、然看起来很专业，但是一手抓机，一手持表快拍还是会顾此失彼，如果没有长第三只手或者请一个助手来给你测光的话，那就要想办法把测光表整合到机身上。稍微有些头脑的厂家推出了肩扛式测光表，通过一个连杆和快门速度盘连动，一个指针对准当前对应的光圈值，又免了用户的劳神，又让很多人心甘情愿的多掏钱买一个只此一家的外挂测光表，这大概就是所谓的皆大欢喜。日久天长，测光表在机身上生了根，成了不可分割的一部分。进一步的的改良是测光显示被放到了取景器内，免去了把眼睛从取景器上移开去看测光数据的麻烦。 当然，那时测光元件还都是放在摄影光路之外的，测光范围也很模糊不清。虽然这些问题都能克服，但是应用各种滤镜和近摄器具所需要

21、的补偿却还是完全依靠经验，没有经验的初哥就只好找个板凳，坐下来拿出纸笔，图表，慢慢地计算曝光。我们知道二战后各国人民的生活水准都提高了，当厂家们发现自己赖以生存的衣食父母就是这些拍生活照为主的普罗大众的时候，他们不得不把相机做的更加易于操作。内测光就是为了使测光更加精确而诞生的。世界上第一台成功加入TTL测光的TopconSuperD是真正的全开光圈TTL测光，但第一台成功市场化的TTL测光单反Spotmatic采用的是所谓的收缩光圈测光。镜头本身是自动光圈没错，但是在镜头座的左边有一个开关，推上去，光圈收缩才能显示实际的测光值。不能说不方便准确，但是却把自动光圈的问题带了回来，大家又要忍受那

22、痛苦的眼前一暗。这种设计和螺口本身的结构也有关系(螺口镜头的光圈环不能准确的和机身耦合)，但是收缩光圈测光作为一种成功的方式被保留了下来，顺带着M42的流行贻害了无数家相机厂家，那是另一个故事，这里暂且不表。当时同样收缩光圈测光的卡口也有佳能FL等不多的几种，基本上也是因为机械结构的限制造成光圈耦合很难实现。这几家后来依靠在卡口/螺口内增加耦合机构的方式实现了全开光圈测光，但那已经是尼康，美能达用卡口实现全开光圈TTL测光很多年以后的事情了。 七、AE自动曝光卡口的出现和TTL测光的应用使得自动曝光更加容易实现，虽然早在1963年西德Zeiss厂推出第一代135快门优先单反相机SuperCon

23、taflex，使用的还是M42螺口，1976日本Canon公司第一台时间先决光圈自动的照相机CanonAE-1，1977Minolta公司推出兼有光圈先决和快门先决的照相机MinoltaXD-7，1978Canon公司推出第一台程序自动曝光相机CanonAE-1Program，值得说一下的是佳能AE-1首先实现了自动化装配生产，并成为第一种装置有中央微电子处理器的135单镜头反光照相机，这种相机曾经创造过500万台的销售记录，从1976年推出之后直到1984年，AE-1和后继型号AE-1P连续8年夺得日本单反相机销售量第一名，非常的了不起。八、镀膜 最早的镜头是没有镀膜的，有的甚至连镜筒内部消

24、光和镜片边缘发黑处理都没有，然后出现了单层镀膜，不过这主要是用在军用望远镜上用以实现镜片消光，降低被敌人发现的可能性(例如蔡司顶顶大名的T*镀膜最早就是为军用开发的)，而在民用相机领域，1941Kodak公司生产首次采用镀膜镜头的照相机Ektra，但镀膜技术的大发展应该从70年代初宾得推出SMC镀膜的太苦马镜头开始算起。 宾得在1971年推出了SMC超级多层镀膜的太苦马镜头，在当时可以算是举世瞩目，虽然在此之前，尼康，佳能和徕卡都掌握了多层镀膜技术(3-4层)但是超过6层以上的镀膜仍然是难以完成的目标，另一方面，Fuji宣称他们开发的电子波束镀膜EBC(Electron-BeamCoating

25、)可以达到11层，已经处于领先地位，他们将EBC镀膜技术用于某些电影摄影机镜头，并用于1964年奥林匹克运动会，但并未用于民用镜头的开发，此后在宾得SMC的压力之下才逐渐开发EBC和超级EBC的富士龙摄影镜头，并取得了良好的市场反应。多层镀膜使得开发现代的超广角镜头和大变焦镜头成为可能。随着变焦镜头的流行，焦距的长度和变焦范围逐步扩大(需要更多的光学组件)，为了保证光学质量多层镀膜技术就变的非常重要。 有意思的是事实上几乎所有的主要镜头制造商(包括Canon，Nikon和Zeiss)都付授权费给宾得以使用部分或全部的多层镀膜工艺，以可以接受的成本在光学元件的表面镀上很薄的防反射化合物。Leica却依然坚持他高贵的地位，宣称多层镀膜技术对控制眩光的帮助非常微弱，而减少光学元件的数量来控制眩光更为有效。不过当多层镀膜专利技术过期以后，Leica突然改变了原来的立场，象其他厂家一样开始采用多层镀膜技术。今天多层镀膜技术几乎出现在每一个光学设备上，甚至包括日常戴的眼镜和略微高级一点的放大镜上。 九、AF 自动对焦1985Minol