一切从镜片说起 佳能顶级单反镜头探秘

　　作为佳能镜头技术深度解析系列的第一篇文章，今天我们将以佳能4大特殊镜片技术作为开场。从非球面镜片、萤石镜片、UD镜片、再到DO镜片，本文将为你详细解读这些在佳能顶级镜头中非常常见的特殊镜片。

　　超精确非球面镜片

　　大多数摄影镜头都是由多片球面镜组合而成，这种镜头只能靠设计中对镜片曲率的不断调试并且整合不同镜片的相对位置来获得接近理想的成像效果。虽然现代电脑自动化设计和模拟技术可以使球面镜的制作精度高而更高，但是球面镜本身的特点之一就是平行光束在理论上很难精确地聚集在一个点上，由此带来大光圈下的成像相对模糊，超广角端的图像扭曲以及镜头外形难以进一步缩小等问题。为了消除这种弊端，取得更佳的成像效果、更少的图像形变程度、更小的镜头尺寸，唯一的办法就是使用非球面镜技术。

球面镜与非球面镜光学原理对比

　　早在二十世纪六十年代，佳能已经开始开发非球面镜技术，刚步入七十年代时就已经初见成果。在1971年佳能成功地推出了一款商业级含非球面镜元件的单反镜头FD 55mm f/1.2AL。为此，佳能的技术团队还独立研发出“极坐标转换测量系统”以测量超精度非球面镜的镜片。在这项技术中，被测量的镜片置于一个转动的架子上并围绕镜片曲度中心旋转，同时一个干涉测量仪开始计算被测镜片表面与参考球面镜表面的区别，测量结果被实时录入电脑中，处理出的数据反馈回测量部门。“极坐标转换测量”技术的实现使测量精度达到了0.02微米，是光的波长的1/32。而在随后多年的非球面镜片发展中，这项科技也成为佳能不可或缺的核心关键。

　　为了精确加工非球面镜，佳能也建立起复杂精细的工序。镜片先在高精度控制下进行表面特殊形状打磨，然后进行更加细致的均匀抛光以防破坏非球面镜片的形状。起初时，镜片表面加工和高精度的球面测量不得不一次又一次地重复，因此镜片质量事实上更像手工制作。直到1974年，佳能开发出一台特殊的加工机，使得每月非球面镜片产量达到1000片以上，以此为大规模量产铺平了道路。

极坐标转换测量系统工作原理

　　80年代初，佳能投入更多精力对大光圈玻璃塑模非球面镜头进行研究与开发，在85年时制造出了可以量产应用的设备系统。这种玻璃塑模非球面镜直接由一部压模机在高精度非球面金属模具的控制下制造成型，既达到了可更换单反相机镜头的要求，又可以进行相对低成本的大规模生产。到了90年代，佳能研发出第四类非球面镜生产技术，这项科技实现了玻璃非球面镜表面上的镀膜。

　　在EF镜头的发展过程中，这四项非球面镜加工技术使佳能的工程师们在设计各种镜头时有极大的自由来选择最合适的技术应用。非球面镜能够极大减少球面镜镜头在大光圈下产生的像差，补偿广角端的图像扭曲并使得小规模、高画质的变焦镜头的生产技术得到发展。

EF与FD变焦镜头外形大小比较