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  • 鏡頭的制造工藝及構成材料的幾個知識

    欄目:行業動態 發布時間:2021-01-30
    如果鏡頭使用的透鏡數目夠多,透鏡的相對位置又可以移動,就可以產生不同的焦距,也就是變焦鏡頭。到了這一步,透鏡總數通常都是10多片,但并不是所有透鏡都為了提高鏡頭的銳度。

        一、變焦鏡頭

        上面討論的都是定焦鏡頭。如果鏡頭使用的透鏡數目夠多,透鏡的相對位置又可以移動,就可以產生不同的焦距,也就是變焦鏡頭。到了這一步,透鏡總數通常都是10多片,但并不是所有透鏡都為了提高鏡頭的銳度。細心的設計,使用高級光學玻璃,可以使變焦鏡頭的成像相當好,但他們仍比不上好的定焦鏡頭。

        為達到一定水平的銳度,變焦范圍越大,需要的透鏡越多。對變焦范圍的衡量,通常使用變焦比。一般焦距越長,變焦比可以越大;而廣角端焦距越短,就越難提供大變焦比。

        大光圈需要更多,廣角需要更多透鏡,變焦需要更多透鏡,應此變焦鏡頭通常光圈較小并不奇怪。大部分變焦鏡頭在f/4左右,可能有些較大到f/3.5左右,有些較小只有f/4.5左右,不過f/4是一個較好的平均值。大光圈變焦頭不成比例的巨大、沉重,且更昂貴:從f/4f/2.8只有一檔,但你可能要多花三倍的錢。問題不在廣角端,而在于長焦端。一支200mm f/2.8已經很大很貴,而一支70-210mm f/2.8將更大更貴。

       另一條路是選擇變光圈變焦鏡頭。這種鏡頭的結構比恒定光圈變焦鏡頭簡單,但長焦端的光圈會比較小,而且中間焦段的實際光圈不容易確定,不過使用通鏡測光的話問題不大。

        二、遠攝和倒置遠攝結構(Telephoto and Reverse-Telephoto

        解決上述兩個問題的辦法驚人的相似。為了縮短長焦鏡頭的長度,一組新的鏡片--稱為“遠攝組”--被放在主鏡組的后面。這就是一個遠攝鏡頭(Telephoto)和一個長焦鏡頭(Long-focus)的區別。

        另一方面,為了使廣角鏡頭后面有足夠空間,一組新鏡片加在了主鏡組的前面,被稱為“倒置遠攝”組,因為產生的效果和遠攝鏡頭剛好相反。

        新加入的鏡片組只是改變后組與膠片的距離,并不能提高鏡頭的銳度,甚至會產生負作用。一支普通長焦鏡頭可以比遠攝鏡頭更銳利,一支普通廣角鏡頭也可能比“倒置遠攝”結構的鏡頭更銳利。因此有些長焦和廣角鏡頭仍在生產,而廣角鏡頭用在單反機身上時必須鎖起反光鏡,對焦要靠另外的取景器。有些成像質量相當好,比如ZeissNikon21mm,以及Canon19mm。不過遠攝鏡頭和“倒置遠攝”鏡頭的方便性是毋庸置疑的。

        三、反差和透鏡數量

        你現在可能認為,使用足夠的透鏡,正確的種類和正確的形狀,就可以制造幾乎任何鏡頭。大體上來說,就是這樣。但一個不能逃避的事實是,更多的透鏡,意味著更低的反差。雖然多層鍍膜可以大幅度減小鏡片表面的反光,但還無法完全消除,這些反射的雜光降低了反差。

        早期無鍍膜鏡頭在每個鏡片表面可以反射百分之五到十的光線,這就是為什么要盡量減少鏡片空氣接觸面的數量。比如,Zeiss 50mm f/1.5 Sonnar只有六個鏡片空氣接觸面,而Leitz 50mm f/1.5 Summarit有十個。Summarit分辨率更高;但Sonnar的反差更大,以至看起來更銳利。

        如今鏡片表面的反光率只有大概百分之1.50.01。廉價鏡頭的鍍膜效果也較差,而昂貴鏡頭雖然有較多鏡片,但鍍膜質量也更高,使得反差更高。

        鍍膜使用了光的“干涉”原理,鍍膜的厚度必須是光波長的四分之一。顯然,一層鍍膜只能減弱一種波長(顏色)光線的反射。多層鍍膜可以減弱多種波長光線的反射。不管其他廠商怎么說,Leitz看起來應該是早使用多層鍍膜的廠家,在五十年代晚期。

        鍍膜和多層鍍膜似乎使遮光罩失去了以往的重要性,但有些情況下好的遮光罩仍然可以產生驚人的效果。理想的遮光罩應該適于底片的長寬比,并且可調長度。這在大中幅設備中很普遍,但在35毫米系統中幾乎沒有。有些人把中幅機的遮光罩用在35毫米鏡頭上。

        四、制造工藝

        無論你的鏡頭設計的多么好,理論上能到達多么高的水平,如果制造不當,一起都前功盡棄。精確的鏡頭到膠片距離是明顯,也是容易做到的。還有,鏡頭的組裝必須達到不可想象的精確;所有鏡片的軸心都必須完全吻合;每一個鏡片都必須精確的固定在鏡桶上。固定必須非常牢固,不然鏡頭掉落或受到碰撞時就會改變結構。一支昂貴的鏡頭將得到非常精密的組裝,以及在每一步的測試和試驗。一支廉價鏡頭可能軸線沒有完全對齊;或者雖然對齊了,但在日常使用中的碰撞就可能倒置鏡片位移。(也就是不抗造。一分錢一分貨的道理。)

        對焦機構必須精確和順暢,并且耐用。光圈和葉片,以及相連接的機構也必須順滑。所有螺絲和壓環必須擰緊,并且保持不變。廉價鏡頭比昂貴的鏡頭更容易松動,雖然很大程度取決于你怎樣保養鏡頭。比如說,騎摩托長途旅行,肯定對鏡頭不利。

        五、材料

        與使用方式比起來,鏡頭卡口使用的材質并不太重要。即使塑料也沒什么不可以,因為那畢竟不是軸承表面,并且如果它的強度足夠應付日常的積壓和拉伸。輕金屬合金可以替代黃銅,如果它們做得當的表面處理(通常是電鍍),但鋼(除了不銹鋼)應該謹慎使用,如果有腐蝕的可能。對于接觸面,特別是卡口,較硬的材質如不銹鋼或厚鍍層的黃銅,顯然要比裸露的黃銅或輕金屬合金更合適。

        六、計算機輔助設計(CAD

        計算機輔助設計使現代的鏡頭更,即使便宜的變焦頭效果也可以接受。使用計算機,設計、測試和修改可以在幾小時或幾天內完成,而以前需要幾星期甚至幾個月。

        然而,CAD并不總是為了制造可能的銳利的鏡頭。比如較便宜的鏡頭,通常在銳度和成本之間進行折衷。聰明的程序僅使用廉價的光學玻璃、小曲率的曲面和球面透鏡就可以設計出不錯的鏡頭。但為了得到佳成像,必須使用特殊玻璃、大曲率和非球面等更昂貴的技術。

        《鏡頭的制造工藝及構成材料的幾個知識》吉林省新星亮光電有限公司  

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