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EF镜头的技术介绍

DO多层衍射光学元件

DO多层衍射光学元件

佳能研发的微米级衍射光栅层叠结构,逆向思维利用通常会降低画质的衍射现象控制光路。1片DO镜片就能达到萤石镜片和非球面镜片的补偿效果。采用DO镜片可补偿色像差,实现高画质及镜头的小型化。

补偿色像差实现镜头小型化

为了解决色像差等难题,并实现远摄镜头的小型轻量化,佳能开发出相机用DO镜片,即多层衍射光学镜片,能使镜头画质与E镜头中高性能的“L级镜头”相媲美,同时实现小型化。DO多层衍射光学元件是佳能自行研发的一种层叠结构光学元件。在玻璃镜片表面精密制成的衍射光栅以微米(1微米等于百万分之一米)的精度互相贴近形成的层叠结构。它利用反射光学镜片与折射光学镜片所产生的色像差正好相反的性质抵消色像差。

利用折射率的差异补偿像差

利用折射率的差异补偿像差 一般光学镜片对于波长越短的光线(蓝色)折射率越大。

利用折射率的差异补偿像差 DO镜片对于波长越长的光线(红色)折射率越大。

利用折射率的差异补偿像差 两组镜片对不同波长光线的折射率相反,利用此特性组合使用可有效抵消色像差。

一般情况下,镜头中透过镜片的不同波长(颜色)的光折射率有微小差异,会造成色像差。DO镜片产生色像差的特性与一般光学镜片相反,因此组合使用DO镜片与一般光学镜片可以抵消色像差,实现良好的补偿效果。

DO镜片使镜头轻便小型化并带来更高的画质

DO镜片 按照以往方式设计的400mm f/4镜头。

DO镜片 采用DO镜片的400mm f/4镜头。全长约缩短了84毫米、重量减少了约920克。

一般的超远摄镜头又大又重,如果为实现其小型化,通过缩小镜片间距来缩短镜身长度,则会使色像差变大。使用DO镜片可以有效补偿色像差,兼顾小型化与高画质。

利用无缝双层结构抑制眩光

双层结构 双层结构

3层结构 3层结构

无缝双层结构 无缝双层结构

佳能已开发了3种多层衍射光学元件。将其用于变焦镜头时为抑制多余的衍射光线,开发了第二代的3层结构。2014年发售的EF 400mm f/4 DO II USM采用了第三代的无缝双层结构。通过去除两层衍射光栅间的空气层,减少因空气导致的衍射率降低,可使更多光线发生衍射。在画面内有强光源的情况下也能有效抑制眩光。

高精度的复合技术带来实用化的相机镜头用镜片

相机镜头

衍射元件相互啮合,从正面看呈现出同心圆的形状。这种镜片的生产利用了EF镜头中复合非球面镜片技术的储备。它要求进行高精度的位置调整,并使用了三维空间高精度精细加工工艺。

在相机镜头用DO镜片开发出来之前,结构简单的单层衍射光学元件就已经被使用激光头读取数据的CD/DVD光驱所采用。但如要应用于相机镜头,其结构还要进行改良。这是因为射入镜头的光线与激光不同,它包含很多不同波长的光。而如何让射入镜头的光线都发生衍射,是将它应用于相机镜头的关键。为了解决这个问题,佳能提出了“多层衍射光学元件”的设想。“多层衍射光学元件”是由两片具有同心圆状分布的衍射元件的单层衍射光学镜片相对拼合组成的。从镜头射入的光线穿过多层衍射元件,不会发生多余的衍射,基本都能被用于生成图像。这一技术的研发成功,使DO镜片 的实际运用成为了可能。真正的多层衍射光学元件是由球面玻璃以及在玻璃上由特殊树脂塑模成型的衍射光栅所组成。光栅的成型也用到了佳能的技术储备,其间距由几毫米到几微米不等。

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