我們?cè)诩涯苡疃紝m市工廠探索高品質(zhì)鏡頭的制作過(guò)程。

在介紹器材時(shí)，我們通常會(huì)用巨大的篇幅介紹新機(jī)身的各種功能特性、操控手感以及性能表現(xiàn)，換成鏡頭后介紹的篇幅只有寥寥數(shù)行。對(duì)于鏡頭來(lái)說(shuō)這有些不公平，其實(shí)在攝影師眼中，有時(shí)候鏡頭比機(jī)身更重要，一些攝影師會(huì)對(duì)特定鏡頭產(chǎn)生特別的感情，哪怕機(jī)身更新了兩三代，鏡頭仍然保持不變。從保值角度講，經(jīng)典鏡頭貶值速度遠(yuǎn)比同年代的數(shù)碼機(jī)身慢得多，一些鏡頭的價(jià)格甚至還會(huì)略微走高。

造就以上兩點(diǎn)原因是因?yàn)閮?yōu)秀鏡頭具有經(jīng)典的設(shè)計(jì)且制造成本不菲。現(xiàn)在，鏡頭的設(shè)計(jì)變得越來(lái)越復(fù)雜，考慮因素也更加豐富，無(wú)論鏡片還是鏡身其他部分使用的材料也更加多種多樣。制造周期也變得越來(lái)越長(zhǎng)，有些工序還需要經(jīng)驗(yàn)豐富的手工操作，即使使用機(jī)器代替人工，設(shè)計(jì)程序以及調(diào)試過(guò)程也會(huì)非常耗時(shí)。

鏡頭可不是簡(jiǎn)單的一堆玻璃

使用現(xiàn)在的技術(shù)，把玻璃制造成特定的形狀并不算難，但鏡頭畢竟不是一堆玻璃，它需要精確的設(shè)計(jì)安排才能達(dá)到想要的效果。在設(shè)計(jì)鏡頭時(shí)，設(shè)計(jì)師需要考慮玻璃的各種特性，比如對(duì)（不同波長(zhǎng)）可見(jiàn)光的透過(guò)率，化學(xué)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性等等，當(dāng)然還要考慮塑形時(shí)的難易程度。

對(duì)于玻璃本身，光學(xué)設(shè)計(jì)師更多考慮的是其使光線偏折的能力。利用這一點(diǎn)，鏡頭才能讓光線重新匯聚到傳感器上實(shí)現(xiàn)成像。不過(guò)，就像三棱鏡一樣，鏡片在令光線偏折時(shí)會(huì)對(duì)不同顏色（波長(zhǎng)）的光產(chǎn)生偏折程度不同的問(wèn)題，這會(huì)對(duì)鏡頭成像造成嚴(yán)重的影響，也就是我們常說(shuō)的色差。為了消除色差，鏡頭往往需要更多的鏡片，利用不同特性和形狀的鏡片消除上面描述的三棱鏡效應(yīng)。

如今，能夠用在鏡頭上的材料越來(lái)越多，這意味著更好的玻璃制造廠能夠支持鏡頭制造商制造出更多新品種的鏡頭。當(dāng)然，這些新品種的玻璃也能用于優(yōu)化現(xiàn)有的鏡頭，令它們成像變得更好，或者變得更小。

玻璃的三棱鏡效應(yīng)又被稱為色散，色散的程度用阿貝指數(shù)表明。而令光線偏折的能力則可用折射率表明。不同種類的玻璃，這兩項(xiàng)特性參數(shù)不同。比如，火石玻璃（玻璃的一類）擁有高折射率和高阿貝指數(shù)（低三棱鏡效應(yīng)），而冕牌玻璃（玻璃的另一類）相反，擁有低折射率和高阿貝指數(shù)。我們?cè)阽R頭介紹中經(jīng)常見(jiàn)到的LD（Low dispersion低色散），ED（ Extra-Iow Dispersion特低色散）以及UD（ Ultra-IowDispersion超低色散）其實(shí)都與上面提到的阿貝指數(shù)有關(guān)，色散越低的玻璃一般價(jià)格也越高，質(zhì)地也越軟，它們是控制鏡頭色差的關(guān)鍵材料。

談到低色散鏡片就不得不提螢石鏡片，螢石擁有比UD玻璃更低的色散，因此是制造長(zhǎng)焦鏡頭的極佳材料。與此同時(shí)，螢石相對(duì)UD玻璃更高的折射率還意味著鏡頭可以被造得更短小。這兩項(xiàng)特性都讓螢石成為鏡頭制造商手中的王牌材料，然而自然螢石往往帶有雜質(zhì)，純凈的小塊螢石曾經(jīng)被用于制造顯微鏡的物鏡，但是用于攝影鏡頭的螢石鏡片是自然螢石無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因此只能通過(guò)人工合成的方式取得。1960年，佳能第一個(gè)開(kāi)發(fā)出人工制造攝影用螢石鏡片的技術(shù)，之后逐漸應(yīng)用螢石鏡片的佳能L系列鏡頭在行業(yè)內(nèi)名聲大噪。

此外，還有一類鏡片也特別適合用于長(zhǎng)焦鏡頭，它們叫做DO（Diffractive Optic衍射鏡片）鏡組，它們利用鏡片，的微觀結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)光線（還不會(huì)造成色散），不僅可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)鏡片還可以大幅度減輕鏡片的厚度和重量。不過(guò)曾經(jīng)的衍射鏡組會(huì)造成嚴(yán)重的散射和眩光，嚴(yán)重影響拍攝效果。隨著工藝技術(shù)的更新，這些問(wèn)題已被解決，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以看到市面上已經(jīng)有一些使用DO鏡組的超短超輕的長(zhǎng)焦鏡頭了。

值得一提的是佳能目前還獨(dú)有BR（藍(lán)色譜異常折射）鏡組，佳能利用這項(xiàng)技術(shù)成功生產(chǎn)出L系列鏡頭（EF 35mm f/1.4 II）。這項(xiàng)技術(shù)的引入使得鏡頭在設(shè)計(jì)層面具有更多的可能性。需要指出的是BR鏡片使用的材料并不是一種玻璃，而是一種特別的樹(shù)脂材料。球面鏡片VS非球面鏡片

現(xiàn)代鏡頭都擁有復(fù)雜的鏡組結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)構(gòu)又是由分散的鏡組構(gòu)成的。這些鏡組可以是單獨(dú)的鏡片，也可以是兩片甚至三片鏡片膠合在一起構(gòu)成的。這些鏡組在鏡頭中會(huì)起到不同的作用，比如令變焦鏡頭改變焦距（視角）的變焦組，還有讓鏡頭改變焦點(diǎn)的對(duì)焦組等等。對(duì)于單片的鏡片又可以分為球面鏡片和非球面鏡片。

鏡頭中大多數(shù)的鏡片都是球面鏡片，顧名思義這些鏡片的表面是球面的一部分，它們有些曲度大有些曲度小，有些是凸透鏡有些是凹透鏡，它們制造起來(lái)較為簡(jiǎn)單，因此價(jià)格也便宜。

不過(guò)球面鏡片并不是用來(lái)制造鏡頭的完美組件，單純用球面鏡片會(huì)積累這類鏡片對(duì)畫(huà)質(zhì)造成的削弱（球差）從而影響整支鏡頭的表現(xiàn)。所以在一些高端鏡頭上你還會(huì)看到另一類鏡片，也就是非球面鏡片。非球面鏡片的表面呈現(xiàn)不規(guī)則的曲面，具體形狀需要精妙的設(shè)計(jì)。制造非球面鏡片需要更加精確的工序。雖然打磨非球面鏡片的原理與球面鏡片相同，但非球面鏡片不規(guī)則的曲率變化需要其在不同的機(jī)器中打磨多次才能成形，整個(gè)過(guò)程要比球面鏡片復(fù)雜得多，因此價(jià)格也要昂貴得多。

除了打磨法，鑄模法也是制造非球面鏡片的辦法。將融化的玻璃注入精確的模具中就能得到非球面鏡片。不過(guò)實(shí)際過(guò)程并沒(méi)有描述的這么容易。因?yàn)殓R片在冷卻過(guò)程中會(huì)變形，變形的程度與溫度變化和玻璃的成分息息相關(guān)，因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)需要綜合考慮各種因素。佳能將這樣制造出來(lái)的鏡片叫做GMO（玻璃鑄模鏡片）。隨著人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的熟悉，越來(lái)越多的高精度GMO被用在了高級(jí)鏡頭上，它們通常都有著巨大的直徑，在超廣角鏡頭上最為常見(jiàn)。

鏡頭設(shè)計(jì)流程

新鏡頭總在從畫(huà)質(zhì)更佳、重量更輕、體積更小、更易制造等等角度出發(fā)，這些都對(duì)鏡頭設(shè)計(jì)部門不斷提出挑戰(zhàn)。接下來(lái)我們將為你介紹一支新鏡頭的設(shè)計(jì)流程。

1.需求

在佳能，所有的需求來(lái)自用戶的反饋和建議，佳能會(huì)將此作為最高優(yōu)先級(jí)。此外，新材料或者新工藝也會(huì)直接催生新鏡頭或者老鏡頭的優(yōu)化版誕生。

2.設(shè)計(jì)

這一步將會(huì)在極其復(fù)雜的CAD軟件中進(jìn)行，設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅會(huì)考慮到玻璃的光學(xué)特性，還會(huì)初步考慮到制造過(guò)程中的誤差，并用來(lái)模擬產(chǎn)品生產(chǎn)的難易程度。通過(guò)此步的方案會(huì)制作實(shí)體樣本。

3.可能性

上一步通過(guò)的方案明鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)，接下來(lái)就是鏡頭開(kāi)發(fā)部門介入的時(shí)間了。他們會(huì)充分考慮鏡頭制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，并調(diào)試機(jī)器，以求最大生產(chǎn)效率和最高的生產(chǎn)水準(zhǔn)。

4.制造

佳能宇宮都工廠擁有先進(jìn)的制造機(jī)械，比如可以自動(dòng)校正誤差的鏡頭打磨機(jī)器。但更重要的是經(jīng)驗(yàn)豐富的工人，無(wú)論是訓(xùn)練機(jī)器、組裝鏡頭還是測(cè)試鏡頭，都需要技藝精湛的工人參與完成。

5.自動(dòng)化

優(yōu)化后的流程可以實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，并且可以在佳能的其他工廠輕松快速?gòu)?fù)制。不過(guò)最精細(xì)的手工部分流程仍需要在宇宮都工廠中完成，這也就是為什么所有L鏡頭的誕生地都在這里的原因。

佳能之最 不斷推新

最微 大多數(shù)微距鏡頭能夠提供1：1的放大倍率，而這支MP-E 65mm f/2.8 1-5x Macro微距鏡頭可以提供最高達(dá)到5倍的超大放大倍率，它是佳能目前產(chǎn)品線中最適合拍攝細(xì)微結(jié)構(gòu)的鏡頭。

最廣最直 這支樣子奇怪的鏡頭是TS-E 17mmf/4L，它是目前佳能視角最廣的移軸鏡頭，也是你能找到的視角最廣的全畫(huà)幅移軸鏡頭，建筑攝影師借助它可以拍出線條筆直的宏大結(jié)構(gòu)。

佳能L系列鏡頭要么是定焦鏡頭要么是恒定光圈的變焦鏡頭，而這支EF 28-300mm是目前佳能L系列鏡頭中變焦比最大的，其10.7倍提供廣角到長(zhǎng)焦的焦距范圍。