相关知识与技术
推动相机镜头
的高性能化发展
特殊镜片的作用
相机镜头光学性能的发展是通过开发各种特殊镜片来实现的。特殊镜片在提高画质的同时,对镜头的小型轻量化也做出了很大贡献。如果没有通过先进技术开发出来的这些特殊镜片,就没有高性能的相机镜头。现代的优秀镜头汇集了基础研究所带来的各种最先进技术的精华。
 
可对多种像差进行补偿的非球面镜片
佳能引以为豪的精密非球面镜片。设计时采用了计算机自动解析技术,并使用激光干涉测光计进一步提高了精度。实现了光波长的1/32,也就是20纳米(十万分之二毫米)级超高精度测定,从而保证了镜片的质量。针对不同镜头开发出的不同非球面镜片已被广泛应用于从超远摄镜头到超广角镜头的各种EF镜头中。
将多片球面镜片的效果集于一身
对镜头的小型化有很大作用
 
    非球面镜片是指表面不仅为球面、同时还有曲面的镜片。与仅有球面成型的镜片相比,具有像差更小的特点。而球面镜片的特性决定了它无法避免像差的产生。由于单独的球面镜片无法消除像差,在非球面镜片出现以前,通常采用将凸透镜与凹透镜精密组合的方法来减少像差。佳能公司从1960年中期开始着手研发非球面镜片,1971年成功实现了商品化。通过使用非球面镜片可减小各种像差,而且它还具有多片球面镜片组合才能达到的效果,可减少镜片数量,为镜头的小型化创造了条件。非球面镜片还具有提高大口径镜头性能以及对超广角镜头歪曲像差进行补偿等效果。其制造工艺也不断发展,包括了研磨、高精度树脂成型(PMo)、使用具有高精度模具的成型机进行玻璃材料加工(GMo)以及在球面镜片表面复合树脂形成非球面镜片(复合法)等多种加工方法。
大口径玻璃模铸(GMo)技术所使用的非球面模具,生产效率很高。现在佳能采用了4种不同的工艺来生产非球面镜片,一款镜头内采用以不同工艺生产的多片非球面镜片的情况也不少见。例如比较有代表性的EF 16-35mm f/2.8L II USM,就同时分别使用了采用玻璃模铸、研磨以及复合3种不同工艺生产的非球面镜片。
 
 
非球面镜片效果原理
球面镜片的球面像差 非球面镜片使焦点统一
 
使用非球面镜片
提高补偿效果、减少镜片数量
 
    右图为使用非球面镜片对球面像差进行补偿的示意图。球面像差是指当光线通过球面镜片时,由于光线通过镜片的位置不同,产生的折射率差异造成光线无法成像于一点,最终导致成像面为曲面的现象。球面像差较大时会显著降低拍摄图像的锐度。如图所示,使用非球面镜片,可使焦点一致,能够使从任意位置入射的光线集中至理想的一点。在非球面镜片出现以前,通常采用将凸透镜与凹透镜精密组合的二合镜片(doublet)来减少像差。而非球面镜片可以用一片镜片来实现原来需要两片镜片才能实现的功能,并且可以得到更佳的效果。