花39元幫你的相機添置鏡頭吧 （Micro-4/3 前篇 ）

其實這個部落格只是為了本篇開始一系列的文章而誕生，就是以3D印表機來製作相機的鏡頭。

3D印表機問世以來已經出現了 五個全功能的3D列印的相機:

1. 全3D列印的針孔相機
2. 需要其他元件配合的3D列印單眼反光相機
3. 3D列印的數位相機殼
4. 3D列印的”手工”鏡頭
5. 3D列印的鏡頭調焦轉接環

不過大多數人反應應該只是”哇！好厲害！”，但是在種種條件限制下（買不到底片，沒法沖底片，底片是什麼？沒有Sonnar 鏡，沒有漂亮女友，沒有幻燈機...... ）就算身邊就有3D印表機，想要自己跟著打造一台相機/鏡頭的人並不多。

原因主要還是卡在光學元件上，當然自己作光學元件以目前以家用3D印表機來說，還是有些困難，不過我們總是可以找到替代品的，那就是國小以來實驗課的好幫手--放大鏡。

原本我是想幫顯微鏡LED光源裝個廉價的聚光鏡（Condenser），所以就拿了Carson 10X 的杯狀放大鏡來用用看。在量焦長過程中，覺得它成像還算清楚的，所以就拿了第零代3D印表機，做出了第零代的放大鏡鏡頭。成像沒有問題，但是有很明顯的暈光。另外就是調焦不容易，而且永遠都是最大光圈。

也是啦，如果只要黏土就能解決，那要3D印表機做什麼？這篇網誌也只要寫一行就夠了。既然放大鏡的鏡片可用，不如就幫他做出對焦機構與光圈，那就成了最簡單的鏡頭了。

拆解了放大鏡，發現這是兩片單凸透鏡組合而成，所以就嘗試在這兩片鏡片間夾上光圈拍拍看。我另用一個中央已被燒穿（？）的nikon 鏡後蓋，前後粘上了這兩片鏡片。

果然得到一個比較像樣的圖像。

所以我使用了SketchUp 設計了第一代的鏡頭，以 Shapeway 的3D列印服務輸出。

一個鏡身具有micro-4/3卡口，同時可以固定後鏡片，以及具有螺紋接受對焦環。一個對焦環控制前鏡片位置，配合滑動的光圈擋板，搶眼的顏色搭配。不過對焦距離不盡理想，然後光圈擋板紅色材質本身會透光，所以只好重新設計，用黑色材料再重列印。

將幻燈機鏡頭轉接給DSLR 使用

魯叔我雖然拿了Canon 單眼相機超過 x0 年，但是手頭一顆綁紅橡皮圈的鏡頭都沒有，心中總有那一些些遺憾。不過，我還是有個Zeiss 的產品，只是這是台幻燈機，不是相機。幻燈機也是有鏡頭低，所以沒有L鏡，我學Sony來個菜頭玩玩也高興啊。

改裝幻燈機鏡頭給相機用不是什麼新的點子，不過我沒有勇氣跟財力幫他換接環。因為幻燈機一般都算長焦距75-100mm ，也代表有充份的空間來轉接，只差沒有現成的轉接環可用。所以3D印表機現在就可以派上用場了。

首先去 Thingiverse 看看有沒有人已經做出現成的轉接環。Canon EF 接環因為鏡後距比其他SLR 來得短，向來就是大家轉接的大宗。不過轉接幻燈機鏡頭很顯然不是大家主要的目標。於是我就找了Alex English 所發布的 EF mount module來修改。

轉下來的Zeiss Ikon Projector Lens

我的幻燈機是 Zeiss Ikon 鏡頭上標明了 85mm f2.8，投影時可以旋轉鏡頭對焦，當旋轉到底時可以取下鏡頭。Zeiss 幻燈機鏡頭為螺紋的設計（與柯達幻燈機鏡頭的齒條設計不同），所以只要設計個母螺紋的接座連接相機接環即可。如此一來，這個鏡頭也可以對焦，不過還是缺乏光圈機構。解決的方法很多，不過比較簡單的就是採用外掛的光圈遮版。鏡頭雖然只能手動對焦，不過加上網購的對焦晶片，還是可以有合焦指示的。

SktechUp 製作的 幻燈機鏡頭轉Canon EF mount 的 3D模型

最後完成的模型我放上Shapeway ，如果你也有相同設計的幻燈機鏡頭，你可以下載檔案自行列印。因為EF 接環部分需要較高精細度，我是採用0.1mm 的高度列印的，列印時鏡頭端為底，相機接環在上方，因接環端直徑比較粗，所以有設計逐漸增加的環紋以符合45度角準則。如果你自己沒有3D 印表機，也可以向 Shapeway購買列印完成的成品。

列印出來的成品

成品背面觀，貼上合焦指示晶片，賣家說是第四代，光圈會顯示1.4 不可調焦

鏡頭透過轉接環連接相機

前端加上光圈遮版

最後我們看看這顆菜頭的表現如何，下面照片都是加上星形光圈遮版所拍攝的。

逆光下色彩比較不飽和，前景水波反光有星狀散景

解析度在鏡頭內有些許發霉的情況下，算是差強人意，不過在強光下的色彩比較不飽和，
我猜因為鏡頭內有些霉絲，所以強光下會讓光線在鏡內散射，進而影響了飽和度。陰影下的表現完全發揮大光圈的好處。

Bokeh adapter for Canon EF 50mm 1.8 (52mm)

Bokeh （散景）一詞指的是背景中的點光源所呈現的形狀，一般與光圈形狀相符。比方說早期鏡頭採用五個葉片的光圈就會呈現五角形，而七個葉片的光圈就呈現七邊形。現代鏡頭往往採用更多葉片來達成趨近圓形的完美散景。

巴黎聖母院的燭台(Canon EF 50mm f 1.8)
隨著距離增加，燭光漸漸趨向圓形）

然而現在流行的玩法是在鏡頭前加上一個特定形狀遮罩來改變Bokeh ，最早由Udi Tirosh 發表於 DIY Photography 。你可以拿張黑色紙板跟刀片照著DIY步驟來製作，也可以買到現成的Kit。 而我在新買來 3D printer 印完巴黎鐵塔跟台北101後，決定拿DIY Bokeh 當我一個小小的3D project。

SketchUp 繪製的Bokeh Adapter 模型

軟體方面我使用的是超級容易入手的SketchUp。利用其中的畫圓工具、Push/Pull、Offset 及鉛筆工具就可以完成這個簡易的設計。首先要量一量鏡頭的外徑尺寸，我的鏡頭是52mm 外徑為54mm，考慮3D 印表機的線寬，所以將圓桶內徑定為54.6mm。然後在SketchUp中建立模型，基本上就是個可以罩住52mm的鏡頭蓋在中間留個洞，然後加上用來夾住光圈片的溝槽。

Bokeh Adapter 模型背面觀

為了免除印完後拆除支架的麻煩，我採用了搭橋的技巧來設計這個蓋子，蓋子背面可以看到長方形的框架。列印時由下方圓筒部分開始，中央是空心的。當往上列印到框架部分時，因為框架延伸到外圍圓圈，所以在兩端有支撐。接著印上面蓋子的平面時，再藉著框架支撐，才不會塌陷。如果沒有框架，那麼 3D 印表機在印中間圓圈時會因為下方沒有支撐而塌成一團。

印製好完成的bokeh 遮罩與可以替換的光圈片

遮罩內部

遮罩直接卡在濾鏡上

最後請大家看看實際拍攝效果：

星狀光圈

雪花光圈

相機內部光圈