镜头制造工序

我们在佳能宇都宫市工厂探索高品质镜头的制造过程。

Camera Digital - - Contents - 翻译:刘骁 编辑:钟平成 美编:刘释遥

本期我们走入佳能的日本宇宫都工厂,探索高端镜头的诞生过程。

在介绍器材时,我们通常会用巨大的篇幅介绍新机身的各种功能特性、操控手感以及性能表现,换成镜头后介绍的篇幅只有寥寥数行。对于镜头来说这有些不公

平,其实在摄影师眼中,有时候镜头比机身更重要,一些摄影师会对特定镜头产生特别的感情,哪怕机身更新了两三代,镜头仍然保持不变。从保值角度讲,经典镜头贬值速度远比同年代的数 码机身慢得多,一些镜头的价格甚至还会略微走高。

造就以上两点原因是因为优秀镜头具有经典的设计且制造成本不菲。现在,镜头的设计变得越来越复杂,考虑因素也更加丰富,无论镜片还是镜身其他部分使用的材料也更加多种多样。制造周期也变得越来越长,有些工序还需要经验丰富的手工操作,即使使用机器代替人工,设计程序以及调试过程也会非常耗时。

镜头可不是简单的一堆玻璃

使用现在的技术,把玻璃制造成特定的形状并不算难,但镜头毕竟不是一堆玻璃,它需要精确的设计安排才能达到想要的效果。在设计镜头时,设计师需要考虑玻璃的各种特性,比如对(不同波长)可见光的透过率,化学稳定性以及热稳定性等等,当然还要考虑塑形时的难易程度。

对于玻璃本身,光学设计师更多考虑的是其使光线偏折的能力。利用这一点,镜头才能让光线重新汇聚到传感器上实现成像。不过,就像三棱镜一样,镜片在令光线偏折时会对不同颜色(波长)的光产生偏折程度不同的问题,这会对镜头成像造成严重的影响,也就是我们常说的色差。为了消除色差,镜头往往需要更多的镜片,利用不同特性和形状的镜片消除上面描述的三棱 镜效应。

如今,能够用在镜头上的材料越来越多,这意味着更好的玻璃制造厂能够支持镜头制造商制造出更多新品种的镜头。当然,这些新品种的玻璃也能用于优化现有的镜头,令它们成像变得更好,或者变得更小。

玻璃的三棱镜效应又被称为色散,色散的程度用阿贝指数表明。而令光线偏折的能力则可用折射率表明。不同种类的玻璃,这两项特性参数不同。比如,火石玻璃(玻璃的一类)拥有高折射率和高阿贝指数(低三棱镜效应),而冕牌玻璃(玻璃的另一类)相反,拥有低折射率和高阿贝指数。我们在镜头介绍中经常见到的LD(Low dispersion低色散), ED(Extra-low Dispersion特低色 散 ) 以 及UD(Ultra-low Dispersion超低色散)其实都与 上面提到的阿贝指数有关,色散越低的玻璃一般价格也越高,质地也越软,它们是控制镜头色差的关键材料。

谈到低色散镜片就不得不提萤石镜片,萤石拥有比UD玻璃更低的色散,因此是制造长焦镜头的极佳材料。与此同时,萤石相对UD玻璃更高的折射率还意味着镜头可以被造得更短小。这两项特性都让萤石成为镜头制造商手中的王牌材料,然而自然萤石往往带有杂质,纯净的小块萤石曾经被用于制造显微镜的物镜,但是用于摄影镜头的萤石镜片是自然萤石无法实现的,因此只能通过人工合成的方式取得。1960年,佳能第一个开发出人工制造摄影用萤石镜片的技术,之后逐渐应用萤石镜片的佳能L系列镜头在行业内名声大噪。

此外,还有一类镜片也特

对页_佳能L系列镜头是人工与机械精确协同制造出来的产品。佳能的技师(takumi)会专注于镜头的开发流程。目前,很多镜头还是需要手工组装,而它们都是由具备多年经验的工匠(meister)完成的。

上图_镜头中大多数镜片都

是球面镜片,它们可以用机械大批量地完成打磨工作。对于那些形状特别的非球面镜片,工厂中还有专门生产这些镜片的模具。工厂中的镜片都由机器人运输。

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