L鏡的故事 & L鏡的挑戰

引言

鏡身上那條鮮豔的紅線，就是Luxury的”L“。專業的品質，卓越的描寫性能以及優異的操作性，同時具備了耐候性，堅固的Canon EF鏡 L系列。 所謂的”L”就是採用螢石、SuperUD鏡片、UD鏡片、大口徑高精度非球面鏡片等特殊鏡片所製成的高性能鏡頭。完美的光學設計、建立於傳統光學理論之上的超精密加工技術。以上這些全部都是為了理想的追求，而且也已經達到目標了。

Canon EF鏡頭 L系列

L的故事

1940年代以來，Canon鏡頭的開發史，一直是追求鏡頭品質的一段歷史。 做為一家相機廠商，這是被寫在DNA裡面的使命。 隨著時代改變、攝影技術的進步，Canon對追求理想的堅持始終沒變。 朝著夢想中的鏡頭，不斷的努力、挑戰。
終於在1978年，第一支以”L”命名的高品質鏡頭問世。之後陸續誕生了超高性能的的鏡頭群，就是L系列。 攝影所需要的鏡頭是能夠盡可能的、清楚明確的成相。為了這個目標，L鏡首度採用螢石及研削非球面鏡等優秀高成本的光學材料。L鏡極致的畫面細節表現不管在報導攝影，人像攝影，或是棚內商業攝影等，都獲得專業使用者們的大力支持。 但是現在L鏡的超高評價不僅僅只因為他的光學表現而已，專業攝影師所要求的操作性、以及即使在嚴苛的拍攝環境下都能發揮最大性能，在所有領域的使用上都能完全發揮，這才是L的高評價。 另外從設計、試做、性能評比 這中間的過程，一直朝著品質提升而努力。Canon實現了理想中的鏡身有一圈紅線的超高性能鏡頭。 作為被世人所稱讚的高性能鏡頭群，一切都以極致為目標，為了進化而進化。 不論時代如何改變，Canon製造L的精神永遠不會變。

L的挑戰 – 光學技術篇

螢石

有一種石頭”Fluorite”，高溫加熱時，會產生光線向四周飛散的不可思議現象。就像是夏天夜裡的螢火蟲，故稱之為”螢石”。其化學記號為”CaF2″。 這種鈣的礦物是在自然界可見的一種礦石。 特徵為低折射率低色散，對於紅外線紫外線的穿透率也很高， 但更令人值得注意的是，其鮮艷又纖細的描寫力。這是光學玻璃所無法達到的。 因此，Canon以高性能鏡頭為目標，啟動”Canon F計畫”。
螢石受矚目的例子，在過去也不是沒有。 1800年代，已經有使用天然結晶礦物作為顯微鏡接物鏡的記錄。 之後也有人造螢石結晶，用於望遠鏡的大型鏡片。 但技術上的障礙很大，無法做為一般的鏡頭，無法普及。 面對這個問題，研究者的意志並未改變。 “自行開發螢石，自行開發鏡片” 這是一個很大的挑戰。 光線的偏移、顏色的誤差、銳力度不足，這些被稱為”色散”。 在研發鏡頭的時候，能否將這個色散消除是實現高性能鏡頭的重要關鍵。 要修正色散首先是將聚光的凸透鏡及散光的凹透鏡兩者結合，以控制光線的行進。 不過，在這個二合一的鏡片組的焦點附近仔細檢查， 我們發現紅色跟藍色光的波長之間的綠色光焦點還是存在偏移的現象。 這個僅存的色散現象我們稱之為”二次色散”或是”二次分解”。 能將二次色散給去除的，就是螢石了。
螢石他的散射情形很小，且具有玻璃鏡片所沒有的”異常部分分散”特殊性質。 利用這個特性，把螢石做成凸透鏡就可以有效的去除二次色散現象， 將紅綠藍三個顏色的光線緊密的合在一起，實現了只有L鏡才有的銳利的描寫性能。
在”Canon F計畫”開始兩年後的1968年，人造螢石結晶問世， 當然這是日本首度的成功。 但是要將螢石作為相機鏡頭的鏡片，還必須突破重重困難。 由於螢石較脆弱易刮傷，不能用一般玻璃鏡片的研磨方式，
為此我們開發了一個新的特殊研磨技術，是普通研磨的四倍時間，
研磨後的洗淨過程還要以手工一片一片的擦拭。 1969年，第一支螢石鏡頭終於問世 “FL-F300mm F5.6” 因為是長焦望遠鏡頭，二次色散的情況很嚴重，卻更能徹底發揮螢石的特性。 搭載著螢石的望遠鏡頭系列，不僅具有細膩的細節描寫，顏色對比度也很高，在全球的攝影界獲得極高的支持。

UD鏡片

雖然螢石具有優異的光學表現，但為了要將這種高性能表現普及化，
勢必要開發與螢石相同光學特性的鏡片。在1970年代的後半，低折射低散射的UD(UltraLowDispersion)鏡片被研發出來。 該光學鏡片具有與螢石同樣的”異常部分分散”特性。 由於實現了理想的光學材料，1978年，以”L”命名的高品質FD鏡頭群終於誕生。 1993年時，UD鏡片的性能已大幅提升，兩片UD的效果約等於一片螢石。 “EF 400mm F5.6L USM”這支鏡頭上首度採用，在色散修正及鏡頭小型化上，很有貢獻。
其後的L系列已有多款使用UD鏡。

非球面鏡片

要實現L鏡的高畫質還需要一種鏡片，這在實際製造上相當困難，
長久以來被光學研究者們稱為夢之鏡片的”非球面鏡片”(Aspherical Lens) 一般來說，相機所使用的鏡片，都是以光軸為球心，
然後將這個球面的一部分取下來，作為非球面鏡片。 但是球面鏡片具有”無法將平行光收斂於一點”的天生缺陷。 為了克服這個缺點，”將光線集中於一點的理想曲面”這個想法被提了出來。 雖然說是”非球面”鏡片，但看起來卻跟一般的球面鏡相同， 因為其曲面的變化是非常微妙的，加工精密度只有0.1微米。 為此必須採用超精密的光學加工技術，以及研磨技術。 到了1971年以上這些問題才徹底解決。
在單眼反射式相機上，發表了世界第一支研削非球面鏡頭”FD 55mm F1.2AL” 之後工廠的追加訂單便不斷的增加，研發工作也從沒間斷，
兩年後，世界第一台奈米量產加工機完成。 誤差範圍甚至連0.02微米都不容許，必須精準的研磨，以實現L鏡的高畫質性能。現在非球面鏡片的製造技術都還在持續進步中。 1980年代，大口徑的”GMo非球面鏡片”的研究開發又更進一步，1985年成功實用化。 由於超精密加工技術所製作的非球面模具，高溫的玻璃成形技術等等， 在2007年實現了凹面的非球面鏡片EF 14mm F2.8L II USM。

鍍膜技術

一支理想的鏡頭有以下四個條件

1. 被攝物上，一點發出的光，通過鏡頭也會集中於一點。
2. 垂直於光軸上的平片物體，其成像也是平面。
3. 垂直於光軸上的平片物體，其成像不會歪曲。
4. 忠實呈現物體的顏色。

為了達成這些條件，Canon制定了獨家的標準。 1960年代開始，專業的攝影人士開始使用正片， 目的就是不管用什麼鏡頭，都能獲得最接近實物的顏色。 當然Canon也是這麼認為的。 對於這個問題，Canon的做法是，徹底研究一整年每天的太陽光變化。 不斷的實際拍攝測試，並整合所有測試者的意見，統整數據，制定了自家的顏色基準。 之後在1980年代，由ISO所訂定的CCI業界基準，與本公司的數值幾乎相同。 但是Canon的基準寬容度更小，更嚴苛。 實現這個色彩技術的就是”鍍膜”。 消除了耀光、鬼影，且提升鏡片耐久性的表面硬度，一種穩定的多層膜鍍膜。 特別是對於耀光鬼影這些問題較嚴格的數位相機，提供了最適當的色彩平衡。

翻譯文章來源:Moblie01 XTR-tang

http://www.mobile01.com/print.php?f=244&t=1422942&p=1&v=17534025

原文:日本Canon L鏡網站

http://cweb.canon.jp/ef/l-lens-j/index.html