Nikon F采用插刀式镜头卡口但是安装时旋转方向和其他家的相反,这种结构也一直保持不变沿用至今。随Nikon F机身一同发布的那些镜头,只是简单地称为Nikkor镜头,一般镜头上都带有“Auto” (指的是光圈叶片自动收缩)、焦距(早期的镜头以cm显示,后来才改成mm)和系列号。
发布于1977年的AI(自动最大光圈传递,Automatic Maximum Aperture Indexing)镜头是NikonF卡口的第一次大变动。它采用了一种新的测光联动技术。过去是当镜头接到机身时,必须手动将光圈设到最大,或者先将光圈拧到最小,然后开到最大,才能实现自动光圈收缩。而新系统则能自动将最大光圈值传递给机身。
1981年,为了用机械方式实现光圈优先(以至程序自动曝光模式)的功能,AIS镜头取代了AI镜头。AIS和AI镜头的光学结构、甚至外观都没有太大变化,区分两者最简单的方法是看刻度上最小光圈值的颜色,AIS镜头是橙色(上图左),在AI镜头上则是蓝色。AIS镜头完全以机械的方式将最大光圈,当前光圈,镜头大致焦距(大于还是小于135mm)等等信息传递给机身,尼康的工程师真是了不起,但是这导致了AIS接口非常的复杂,尼康自己也不胜其烦,到现在只在准专业和专业级机身上保留了对AIS镜头的支持,其他的机身虽然在物理上可以兼容,但是已经不能够实现最基本的联动测光功能了,这种现实对于标榜50年如一日不换卡口的尼康来说,是一种无言的讽刺。
1983年,Nikon第一台自动聚焦相机F3AF出现,这机器丑到了令人发指的地步,完全是外星人和F3HP的杂交后代,伴随这款相机发布的还有两支镜头:AF80mm F2.8和AF200mm F3.5 IF ED。完完全全的AF技术验证机,唯一得到的反馈就是AF机身这么做很顶行不通
AF卡口首发于1986年,当Nikon公司开始生产AF镜头时,它将AF镜头的机身对焦驱动与AIS镜头的技术融合在一起;它与AIS镜头一样在镜头底部有一个机械凹槽,同时在5:30位置加入了一个带槽的对焦驱动镙杆,镜头上取消了兔耳,在卡口环上的12:00点位置有五个电子触点,它们通常标明为AF AIS镜头。
1989年,在F卡口30周年的时候,尼康曾经用F卡口做过一批小闹钟送给老用户,感谢这么多年以来的支持,非常的有人情味
随着机身功能的不断加强,镜头卡口也在不断改进,有一项重要改进就是是在1992年随F90上市而推出的AFD镜头,通过镜筒上的距离编码器将当前合焦的距离告知机身,这个距离被用于机身评价测光中,。这样的镜头在镜头的外桶上标明为AF D。其他特性与AF镜头一样。在日常使用中,距离信息的用处不大,但在使用闪光灯的环境中时,距离信息起着举足轻重的作用。
1992年Nikon的AF-I系列镜头上市,不同于其他AF镜头靠机身马达驱动聚焦,AF-I(I的意思就是integrated)镜头内置了聚焦马达,从而可以宁静快速聚焦,AFI镜头全都是超长焦望远镜头。其他方面它们和AF-D是一样的。
1996年Nikon新一代的高性能镜头取代了AF-I系列。这些新镜头的特点是装载了静音马达(Silent Wave Motor,S),这种马达等同于加能的超音波马达(ultrasonic motor),可以由“行波”(travelling waves)提供能量进行光学聚焦,可高精确和宁静地快速聚焦。除此之外,镜头的其他方面和AF-I镜头一致
至此,尼康在F卡口上的改进暂时告一段落了,从不能光秃秃的F卡口到可以传递最大光圈的AI再到可以光圈联动测光的AIS再到能够自动对焦的AF,能够传递距离信息的AFD,没有光圈环的G,镜身驱动的AFS,尼康F卡口的发展趋势已经相当明显,那就是变成一个完全没有机械传动部分的电子化界面卡口。
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