Conçu par le très réputé Maitani Yoshihisa (米谷美久) et lancé en 1963, l’Olympus Pen F était le premier et le seul appareil photo reflex mono-objectif (SLR) à système demi-cadre au monde. Après la sortie du Pen F en 1963, sont également venus le Pen FV en 1966, le Pen FT en 1967 et le Pen F Microscope en 1969. Le système Pen F a été abandonné en 1972. L’Olympus Pen F était un appareil photo révolutionnaire doté de fonctionnalités innovantes.

Le tableau suivant résume les différents modèles d’appareils photo Pen F commercialisés par Olympus.
| Modèle de caméra | Année de production | Volume de production | Finition du corps | Photomètre CDS intégré | Système d’enroulement de film | Retardateur | Masse en g |
| F | 1963-1966 | 190,000 | Chrome | Non | Double course | Non | 430 |
| FT | 1966-1972 | 275,000 | Chrome Noir | Oui | Un seul coup | OUI | 475 |
| FV | 1967-1970 | 45,000 | Chrome | Oui | Un seul coup | OUI | 445 |
| Micro | 1969 | TBD | Chrome | Non | Un seul coup | Non | 430 |
| Micro | 1969 | TBD | Noir | Oui | Un seul coup | Non | 440 |
Par rapport au film au format horizontal standard plein format 35 mm (36 × 24 mm), le demi-cadre fait référence à une taille de film vertical de 18 x 24 mm. Le système Olympus Pen F permet de doubler le nombre d’expositions sur un rouleau standard de film 35 mm. Par exemple, un rouleau standard de film 35 mm à 36 expositions fournit 72 expositions. De même, un rouleau standard de film 35 mm à 24 expositions fournit 48 expositions.

Les caméras Pen F sont extrêmement compactes grâce à leur viseur vertical à prisme de Porro, utilisant un système de miroir vertical brillamment mis en œuvre. Par rapport aux reflex à viseur horizontal traditionnels, cela évite complètement le renflement du penta-prisme du reflex traditionnel, car le miroir réflexe se retourne latéralement, ce qui donne un agencement de viseur vertical compact. Cela peut surprendre au début d’utiliser le viseur vertical du Pen F, mais on s’y habitue vite.
Un aspect négatif est que les systèmes de rétroviseurs sont sensibles à la brume et à la saleté. Aucun des viseurs de caméra Pen F n’est brillant, mais ils sont aggravés par leur sensibilité à la brume et à la saleté. Si vous faites réparer une caméra Pen F, assurez-vous de faire nettoyer son viseur.
Combinant vitesse et durabilité, le Pen F dispose d’un obturateur rotatif en titane à plan focal qui permet une synchronisation du flash jusqu’à 1/500ème de seconde. Le Pen F a été le premier appareil photo doté d’un obturateur rotatif en titane et n’aurait été perfectionné qu’après de longs et durs efforts de la part des ingénieurs d’Olympus.
L’appareil photo Pen F dispose d’une monture à baïonnette pour une gamme polyvalente de 18 objectifs interchangeables (voir le tableau ci-dessous). Il y a un bouton de déverrouillage et un bouton d’aperçu de la profondeur de champ en haut de l’objectif, à proximité de la monture d’objectif.
| E Zuiko Auto-Macro | 38mm | f=3.5 | 5 | 4 | 43 | 55mm | 0-4 | 15.6cm | 43mm | 200 | |
| D Zuiko Auto S | 38mm | f=2.8 | 4 | 3 | 43 | 55mm | 0-5 | 80cm | 43mm | 125 | |
| F Zuiko Auto S | 38mm | f=2.8 | 5 | 4 | 43 | 55mm | 0-5 | 80cm | 43mm | 70 | |
| G Zuiko Auto W | 25mm | f=2.8 | 7 | 5 | 62 | 35mm | 0-5 | 25cm | 43mm | 160 | |
