1993年推出。
1992年，Minolta、Nikon和Canon先后推出性能极高的Dynax 9xi、F90和EOS5，市场争夺已经达到了白热化程度，而Pentax则相反，毫无动静，这一年内根本就没有推出任何新型的AF单反机，倒是紧锣密鼓地推出一系列新型的AF变焦袖珍相机。
其实，Pentax却并未停止对新型AF单反机的研制，只不过推出新相机的节奏要慢些，它1991年底推出的Z-1在市场上得到极大的好评，如果新型相机上市的节奏太快，对先上市的Z-10和Z-1的销售并不见得有利。
先推出的Z-10操作简便，性能良好，可惜功能少一些；Z-1作为Pentax Z系列的顶级机，功能自然齐备，但其售价使一般的摄影爱好者望而却步。所以Pentax于1993年春推出了这架既具有Z-10操作简易性、而又具有Z-1高级功能的Z-20。
从外表来看，Z-20与Z-10差不多，体积和重量都基本相等。但Z-20并不是Z-10的改进型机，它的功能配置更接近其顶级机Z-1。
在AF系统方面，Pentax对原有的SAFOX Ⅱ进行了改良，所以Z-20的AF速度要比Z-10约快20%。聚焦方式仍只有带焦点预测的单次AF。
Z-20的测光系统与Z-10的并无二致，采用了Pentax六分区测光，在手动曝光时为点测光。但在曝光系统上，则装备了四种典型的曝光方式(程序自动曝光、光圈优先自动曝光、快门优先自动曝光和超手动曝光)，而Z-10则没有快门优先自动曝光方式。为了与该机的图形曝光方式相区别，故Pentax称这四种曝光方式为全功能曝光方式。
Z-20内置有五种图形曝光方式：绿色操作、肖像程序、动作程序和近摄程序。其中绿色操作是一种全自动方式，相当于Canon EOS系列相机上的绿色全自动档一样。而另外四种曝光方式实际上是程序化自动曝光方式，Z-20是Pentax第一架装备有这类曝光方式的相机。
在此以前所有相机上的程序化自动曝光方式都是不能由用户控制的，对机内各种参数的选择全部由相机自动完成，用户无法干预。而Z-20的四种程序化自动曝光方式则是可以由用户进行有限度的微调，这就是所谓的“超程序偏移”功能，更能满足摄影者的需要。
超程序偏移只能工作在图形曝光方式下，其偏移的特点如下：
(1) 肖像程序：当使用长焦镜头时，偏向于选择大光圈，适合于拍摄半身肖像；使用广角镜头时，则偏向于大景深，适合于拍摄团体照；在由程序控制的焦点内，转动快门释放钮后面的选择轮，可以微调镜头焦点，这样，既可以用来强调主体，也可以用来强调背景；
(2) 风景程序：使用广角镜头时，偏向于大景深；转动选择轮，可以微调光圈，在保证中景清晰的前提下，既可以使前后景全清晰，也可以使前后景稍微离焦；
(3) 动体程序：偏向于选择高快门速度，适合于运动物体的拍摄；转动选择轮，可以选择快门速度，以营造不同的运动效果；
(4) 近摄程序：偏向于选择小光圈；转动选择轮，可以改变光圈，既可以只考虑前景，也可以考虑前后景。
从前面的说明中可看出，这种偏移方式与程序偏移不同，不仅能使快门速度和光圈偏移，而且还能使焦点作有限的偏移，所以称之为“超程序偏移”。
Z-20最突出的优点是相机内置有“学习功能”，在图形曝光方式下，只要用户对程序进行过偏移，相机就会记忆下这种变化，经过逐步学习，相机能逐渐给出使用者所习惯的曝光组合，因此能更体现出该相机主人的个人风格。所以说相机会根据摄影者的“思想”来拍摄照片，这就是Pentax Z系列单反机设计思想与众不同并获得成功的一个重要因素。
Z-20的变焦自动控制同Z-1一样多，有焦距记忆、影像放大倍率锁定和自动变焦曝光等，但自动变焦曝光的工作方式则略有不同。在Z-1上要由摄影者设定变焦方向；而Z-20则是根据变焦镜头的焦距值来决定变焦方向。当镜头处于长焦端时，自动向广角方向变焦；反之向长焦端变焦。这种操作方式比用按钮来设定更方便和更符合人类的操作习惯。
Z-20的内置闪光灯要比Z-10和Z-1的强，覆盖范围扩大至28毫米，而且加入了防红眼闪光方式，这是Pentax第一架有防红眼闪光方式的单反机。
从总的来看，Z-20是一架性能良好，操作方便的相机，对摄影爱好者来说，Z-20能满足业余创作的要求
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