非球面鏡片到底是做什麼用的?從這款問世 50 年的經典鏡頭講起

非球面鏡片到底是做什麼用的?從這款問世 50 年的經典鏡頭講起

在相機領域中我們常聽到所謂「非球面鏡片」,這指的究竟是什麼呢?常看到廠商文宣指出它可以提升畫質,但究竟是如何提升的呢?又能有什麼功效?這點我們或許可以從 50 年前推出的經典鏡頭:Canon FD 55mm F1.2 AL 來談起。 

今年是 Canon 搭載「非球面鏡片」鏡頭的 50 週年,這款 1971 年推出的 Canon FD 55mm F1.2 AL 首度採用了非球面鏡片,目前許多搭載非球面鏡片的鏡頭均有效減少各種鏡頭像差,達到更好的影像畫質。

非球面鏡片到底是做什麼用的?從這款問世 50 年的經典鏡頭講起

那麼,非球面鏡片有什麼技術上的特點呢?首先是非球面曲面能夠將光線匯聚於一點,但球面鏡片受限於其固有特性,以致未能將平行進入的光線完整地聚焦於同一點,鏡片的表面為球形所產生的影像往往會顯得模糊,此現象稱為球面像差,而其他光學像差問題亦會出現。

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為了修正球面像差,以往需要利用多片球面鏡片作特定的組合和排列。然而,受惠於「非球面鏡片」的獨有特性,只需採用一片非球面鏡片便可達到相同效果。以 Canon 為例,他們早在 1963 年就開始了非球面鏡片的研發計劃,以期能將所有入射光線聚焦於同一點,並以能忠實呈現清晰影像的「完美鏡頭」為目標。

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而為了能量產非球面鏡片,Canon 需要精確度達 0.1 微米以內的加工技術,以及準確度高達 0.01 微米的測量儀器。經過反覆研究設計及處理方法,Canon 終於成功研發出可用作量產非球面鏡片的技術。於 1971 年 3 月,Canon 首款加入非球面鏡片的可交換式單眼相機鏡頭 FD 55mm f/1.2 AL 正式誕生。

隨後於 1973 年,Canon 研發出達到 ALG-Z 奈米水平的超高精度非球面鏡片研磨機器,進一步提升鏡片加工技術的精確度。而後 Canon 於 1985 年迎來另一項里程碑,成功將大口徑玻璃鑄模(GMo)非球面鏡片應用於新推出的 FD 35-105mm f/3.5-4.5 鏡頭(1985 年 12 月推出),成為全球首支使用 GMo 非球面鏡片的可交換式單眼相機鏡頭。

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自此,用於製造及測量非球面鏡片的技術,便成為 Canon 日後締造各類高性能鏡頭不可或缺的重要元素。這項技術也延續迄今,相當廣泛的應用在 Canon 旗下許多產品,例如廣播級鏡頭、半導體光刻系統、望遠鏡等,而其他相機廠商也具備非球面鏡片的技術。

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