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从M37到KAF4——Pentax卡口的发展

天魔王 PENTAX和LEICA笔记 2020-11-17

       本来魔王想直接丢Monster Adapter魔环PK-FE自动对焦环LA-KE1(以下简称魔环LA-KE1)的体验测试,后来不少朋友来问我魔环LA-KE1的镜头支持范围,魔王觉得非常有必要在聊魔环LA-KE1之前简单聊聊Pentax卡口的发展,让大家对Pnetax卡口有个更详细的认识。千万别打我,下篇就是魔环LA-KE1了!


       话不多说,直接切入。


M37卡口——宾得单反之始


       旭光学工业株式会社在1952年发布了其第一款单反相机AsahiFlex,这台相机机身搭载的是自家独有的M37卡口。M37卡口全名应为M37×1卡口,顾名思义直径为37mm,螺距1mm。

       M37卡口镜头均有两个光圈环,一个用来预设光圈和取景对焦,第二个用来将其锁定到预设值并拍摄。

       M37卡口存在于1952年-1958年间的4款机型,并没有掀起很大波澜。



M42卡口——宾得单反制霸


       M42卡口是Zeiss于1938年开发的35mm相机螺纹式卡口,口径为42mm,螺距1mm。因为二次世界大战打HIGH了,德国人以为自己要统治世界了,结果Zeiss忘了去发展M42卡口。直到1949年才搭载在东德Zeiss Ikon的Contax S和Praktica(百佳)相机上,因此又称Praktica螺口。由于结构太简单也没有申请专利,于是其他厂家也纷纷相机使用,所以M42卡口也被称为通用螺口。它结构简单,不同厂家的相机和镜头可以兼容(这是M42最大的优点),在上世纪五、六十年代风靡一时,旭光学便是众多厂家中最辉煌的一个。

       旭光学考虑将M37卡口更换为M42卡口最重要的考量是当时德国的42mm螺口镜头在单反市场中占有率已经相当高(其实1957年全世界根本就没几个单反相品牌)。当然,另一个原因就是M37卡口口径太小,未来如果计划让镜头和机身有联动就必须增大口径,可见此时宾得已经开始意识到镜头和机身联动的重要性了。       

       1957年,Asahi Pentax问世,Pentax开启了M42卡口时代,从这台相机开始直到1975年,Pentax一直使用M42卡口,此前的M37镜头也可以通过转接环在这些M42卡口的机身上使用。也许松本三郎自己也没想到,自己的一个决定,将这个品牌推上了巅峰。

       1961年,Asahi Pentax S3相机问世,这台相机采用了经过Pentax改进的M42卡口,可以实现镜头全开光圈测光。改良过的镜头上有一个小开关,拍摄前将其扳起,则镜头光圈全开,可以进行对焦。当半摁快门时,联动镜头的小顶针会使光圈自动收缩到预设光圈进行景深预览。快门完全摁下就触发反光板和快门动作。但是拍摄完毕后,镜头光圈不会回到最大,需要再次扳起拨动开关。这类镜头就是Auto-Takumar。

       Auto-Takumar的半自动光圈只是走向全自动光圈的第一步。1962年,来到了Super-Takumar时代。懒癌是人类科技进步的最大动力,对M42卡口的第二次改良已经不再需要每次都费劲去扳那个开关了,在快门动作之后,还是通过顶针联动,镜头会自动回到最大光圈。Super-Takumar镜头都有一个标识着Auto和Manual的切换开关,不支持全自动光圈的老相机可以使用Manual档来正常拍摄,当然你也可以利用这个切换开关来实现景深预览。有一些特殊的长焦镜头因为其光圈叶片过于巨大而无法实现自动光圈,后来也都做了相应的设计修改。

       1970年代之后,由于懒癌的原始动力推动了相机功能的增加,镜头与机身间的信息传递增加,螺纹卡口局限性再也无法用小桌布盖住了:更高级些的功能,比如矩阵测光、自动程序曝光、自动对焦,螺纹式接口根本无能为力。另外,M42卡口装卸镜头比较慢,要拧三圈,懒癌患者们绝对不能再忍,螺纹卡口最终逃不过被插刀式卡口取代的命运。

       当旭光学意识到M42的缺点后,距离插刀式K卡口的雏形登场也不远了。K卡口除最初雏形增加了许多新的功能,诸如程序曝光、自动对焦、电动变焦等等等等,但是它又并没有牺牲与此前的M37卡口、M42卡口和前款K卡口的兼容性。因此,一只K口镜头,不论它是哪一类型的K口,亦或者任何一个M37卡口及M42卡口的镜头,都可以肆无忌惮的在K卡口机身上插来插去。


Pentax K卡口诞生


       Pentax K卡口始于1975年。K卡口是卡口式镜头卡口(所有现代镜头都采用这种类型),它取代了原来的M42螺口。M42螺口镜头完成安装需要镜头旋转三圈才能完成,而K卡口的安装只需要扭转60度即可,因此K卡口安装比M42卡口快了很多。同时,K卡口的直径也大于M42卡口的直径,从而可以实现更多的镜头功能和更广泛的光学设计。

       Pentax K卡口至今仍是宾得35mm单反相机和无反相机使用的卡口。宾得对K卡口的态度,与对待M42卡口的态度非常一致:在基础卡口上拓展各种功能,坚持向过去兼容的思路。

       在过去45年的发展历程中,由于懒癌的推动,K卡口不断的进化,增加新的功能,增强机身和镜头的互通,这也意味着就算是45年前的初代K卡口镜头依然可以在最新的K3III相机上完美使用。这也使得宾得成为除徕卡之外唯一门可以将镜头无限向历史兼容的厂家。(尼康F口虽然也宣称向下兼容,但尼康你自己说说你心虚不心虚——即使是最顶级的F3和F5都不能使用AI镜头实现矩阵测光,F4又因为卡口结构稍有区别可以实现,作为高端机型的F80、D100、D200也不能使用手动头实现测光联动。)


1、初代K卡口


       1975年,K卡口的最初版本的镜头和机身互通是依靠两个机械拨杆实现联动,并没有任何电子触点。这两个拨杆分别是光圈控制拨杆和光圈耦合拨杆。光圈控制拨杆(i)是在曝光的过程中,锁定光圈在预设位置,进行光圈收缩限位;光圈联动拨杆(ii)是根据光圈位置向机身传达光圈信息,它是随着光圈环一起联动的。支持的曝光模式为AV和M。

       因为最初版本的K卡口是没有电子触点的,机身无法准确读取光圈值,所以在使用最初版本的K卡口时,相机只显示F--。



2、KF卡口


       1981年,旭光学推出了K卡口的AF进化版,它是专门为内置对焦马达的镜头而设计的。对焦操作并不使用机械机构连接,而是在原始的K卡口上,增加了五个电子触点(iii)。这种纯电子设计的对焦方式完全就是宾得现代的KAF4卡口的时空穿越模式,简直超前的令人发指。当然,这种超越时代的设计,在当时存在许多诸如耗电和速度慢的问题,因此只上市了一款与之相匹配的镜头——SMC Pentax-AF 35-70mm F2.8。并且,也只有一台相机装配了KF卡口——ME-F。



3、KA卡口


       此后的1983年,旭光学推出了全新的相机系列,这些相机除了具备M和AV档之外,还出现了快门优先的TV档和更加智能的P档。这就要求通过机身来直接控制镜头的光圈,于是KA卡口应运而生。KA卡口重新设计了光圈控制拨杆(i),并且在K卡口的基础上增加了一个电子触点(iv)用以读取镜头信息,同时有两个起到短接作用的隐形触点。

      在图中标记为A的触点,最初设计是一个小顶针,当光圈环设置为A(auto)的时候,这个小顶针A就会激凸,与机身的触点结合;若光圈环不在A档(Auto)时,则这个小顶针A就会缩回卡口。在后期的版本进化中,这个小顶针最后发展为一个触点,要么联通,要么移动,不对,是被短接。


4、KAF卡口


       时间来到1989年,旭光学重新设计了自动对焦系统,这回的AF系统终于和时代接轨了,与之相匹配的卡口被称之为KAF卡口。KAF卡口在KA卡口的基础上增加了4个电子触点(iv),共计七个触点,魔王后面会讲下这七个触点的职责。KAF卡口另一个巨大的变化是增加了一个用于自动对焦的螺丝刀槽——自动对焦驱动轴(vi)——与机身马达耦合驱动镜头对焦,这也就是我们常说的螺丝刀对焦。

      值得注意的是,KAF卡口的电子触点支持相机读取镜头的各种信息,诸如镜头型号、当前焦距、最大光圈和当前光圈、物距以及其他镜头信息。

       宾得在2008年推出的DAL镜头,诸如DAL18-55mm F3.5-5.6 AL和DAL55-300mm F4-5.8都采用的塑料“屁股”。原本金属“屁股”可以使用隐形触点,塑料屁股就只能采用金属舌片将隐形触点恢复,这就是DAL镜头的一个特殊之处。

(DAL 18-55mm F3.5-5.6 AL的塑料屁股和补偿触点)


5、KAF2卡口


       之后的两年,宾得在后镜边缘增加了两个电源触点(vii)用来支持电动变焦的功能。时至今日电动变焦的功能已经被塞进历史的垃圾桶了,但这两个触点却保留了下来,为镜头马达来供电(SDM/PLM/DC),当然现在的机身的对应触点依然支持电动变焦的镜头。

       旭光学玩的一手好兼容,即使镜头具有内置的自动对焦马达,KAF2卡口依然可以支持螺丝刀驱动的对焦,因此,在没有电源触点的自动对焦机身上,所有KAF2卡口镜头依然可以自动对焦。

       目前大部分的KAF2卡口的镜头都没有光圈环,依靠机身带动镜头光圈控制拨杆实现光圈的收放,相当于厂家默认A(auto)的设计。


6、KA2卡口

       1997年,旭光学推出一个非常低端而且没有存在感的卡口,KA2卡口。这个卡口是基于KAF2的基础上,取消了螺丝刀驱动轴,也没有后面KAF3的电源触点。这个阉割的卡口仅仅在MZ-M/ZX-M这台手动相机上出现过,甚至旭光学连专门对应KA2的镜头都没有生产过,只有一些第三方镜头厂为其推出过一些副厂镜头。


7、KAF3卡口


       随着时代的发展,设计简单、功能全面的电子卡口出现,电子化取代机械化的步子越来越大,宾得也做了逐渐去机械化的尝试。2007年,宾得推出了KAF3卡口,这个卡口直接取消了镜头的自动对焦驱动轴(螺丝刀耦合槽)。这意味着宾得鼎鼎大名的螺丝刀对焦被活埋,KAF3镜头全部配备了镜头马达而取消了螺丝刀对焦机构。同时也意味着K10D和K100D Super之前的相机无法支持KAF3镜头的自动对焦的,因为他们没有KAF2卡口添加的两个电子触点。


8、KAF4卡口


       2016年,宾得发布了HD PENTAX-DA55-300mm F4.5-6.3 ED PLM WR RE镜头。这回宾得步子迈的更大了,光圈控制拨杆在这枚镜头上消失了,取而代之的是通过镜头的电子触点来控制镜头的电磁光圈,这就是KAF4卡口。KAF4还新增支持了一种新的对焦马达——PLM(步进马达),这对轻小的对焦镜组进行了对焦速度和连续追焦的优化。

       当然,一种新的技术出现,总是伴随着淘汰。KAF4卡口的镜头在K3之前的相机只能最大光圈拍摄,老机型已无法支持KAF4卡口。也就是说截止目前,只有K3、KS1、KS2、K70、KP、K3II、K1和K1II支持KAF4卡口镜头。


K卡口镜头触点的秘密




       KAF直到KAF4卡口一共有7个电子触点,他们各司其职来完成机器与镜头的交互和控制,分别是:

       触点1、触点5和触点6——传递镜头的光圈信息和光圈范围;

       触点2和触点4——传递镜头最小光圈信息;

       触点3——如果没有光圈环镜头或光圈环切换至A位置时,触点短接。如果设置为手动光圈环,则触点3被打开;

       触点7——传递镜头和机身的信息并进行操作控制。


       最后总结一下


       PS:各位看官别打我,下一篇真的是魔环LA-KE1的工程环测试了,真的!不割不割。





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