3 非球面镜诞生Lens III 9706

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1、1鏡頭III非球面鏡2非球面鏡誕生非球面鏡的英文寫法是Asphericlens，最早成功量產並使用非球面鏡技術的，就是日本佳能Canon。日本Canon公司在1971年時就推出了世界上第一支包含非球面鏡的可交換單眼相機（SLR）鏡頭FD55mmf1.2從此開創了鏡頭設計的新時代。1976年佳能公司創新研製非球面鏡生產和製作技術，並將其縮小用於5mm電影機攝製鏡頭之中，也就是著名的K35系列。3最早利用非球面鏡技術製作最早利用非球面鏡技術製作出第一顆鏡頭的是1966年Leitz(Leica)Noctilux50mmf/1.2，這

2、是著名NOCTILUX第一代的鏡頭，也是相當罕見大光圈（f/1.2）的設計，這顆鏡頭的結構採用4群6片設計，其中有兩片非球面鏡片（第一片和最後一片）用來矯正球面像差。由於1966年打磨非球面鏡片的技術尚未成熟，製作難度相當高。由於成本實在太貴，且生產速度太慢，後來新版NOCTILUX就不再採用非球面鏡設計。現存最早的非球面鏡頭是1968年由日本Nikon公司所生產的Nikkor(Nikon)OPFisheye10mmf/5.6以及Noct-Nikkor58mmf1.2，這兩顆鏡頭並未大量普及生產，採特殊訂購方式，主要用於科學研

3、究和工業領域。4成像品質球面鏡會產生許多像差，導致影像模糊失焦。克服上述像差，鏡頭設計者必須在鏡頭中使用很多片透鏡來補償。在成像品質提高的同時，鏡頭也就變得又大又沈。非球面鏡（Asphericallens）適時出現，剛好可以在鏡頭的光學系統中，可以大幅度提高相機使用大光圈時的成像品質，減小廣角鏡頭的桶狀變形，一片非球面透鏡可以替代好幾片球面透鏡補償像差，能夠非常明顯地簡化鏡頭的光學設計，減小它的體積和重量。市面有不少迷你型的數位相機、傻瓜相機、APS相機之鏡頭，特別是變焦鏡頭，幾乎清一色的都採用了非球面鏡片，特別是3X以上光學

4、變焦的鏡頭無不採用非球面鏡設計，以提高影像品質。5非球面鏡原理6球面鏡片(Sphericlens)非球面鏡片為什麼這麼神奇？首先，我們來看，一般相機鏡頭若是採用球面鏡片(Sphericlens)時，所形成象差的問題。這是因為當不同波長的光線，以平行光軸入射後鏡片上不同的位置時，在平面（或稱底片/CCD）上不能聚焦成一點，因而影響影像的品質。使用球面鏡的投影是開放分散的圓。非球面鏡片改變了鏡片呈現非球面的弧度，從鏡片邊緣看，你發現坡度不是完美的弧形。要選用哪種弧度，二次、三次曲線、甚至更高階層的計算公式，各家製造商都有其專利的計

5、算方式。這些設計與計算就是方便光線入射到非球面鏡面時，光線能夠聚焦於一點，消除各種象差和變形(枕狀或桶狀)。這項特點，特別適用變焦鏡，因廣角造成桶狀變形而至望遠之枕狀變形之消除。7非球面鏡的極限非球面鏡技術被視為解決鏡頭設計複雜的萬靈丹。特別是電腦技術發達之後，過去需要用手和計算尺算到腦筋斷掉的坡度設計，現在只要CAD/CAM就出來了。但是問題還是卡在製作的關節上，特別是因為光學原本就是相當傳統的技術與產業，向來重視經驗累積與傳承，即使在先進國家，最後的拋光也常需要老師父幾十年工作經驗的一雙巧手，做最後修飾，才能成就出一件堪稱

6、藝術品的精品。過往的非球面鏡之單價高昂，被視為精品中的精品才有資格享用。球面因為加工比較容易，在品管上也可以達到較高的良率，達到節省成本的目的，還是佔了鏡頭組成的大宗。8非球面鏡加工非球面鏡可以利用壓模方式大量生產，不需要經過複雜的手工處理，普及率提高，價格也大幅下降。加工方法反而又成為了限制非球面鏡發展的一道門檻。爲什麽所有的鏡頭都不用非球面鏡呢？關鍵在於模壓技術只能使用特定的玻璃材料才適合，不同材質的原料雖有更好的光學性能，可是卻會在玻璃冷卻過程中表面變形。模鑄技術限制了非球面鏡的實際尺寸，有待新技術或新科技加以解決。9色

7、散的成因當太陽光通過不同的介質時，例如：玻璃或水，不同波長的光線因為會有不同的折射率，導致藍光、綠光和紅光會聚在不同焦點上。這就如同牛頓手上的三菱鏡一般，白光進入-->七彩分色光線出來。就自然界來說，這是構成色彩的必要成分，可是就鏡頭來說，這樣的特質會形成影像上的大災難！特別是使用鏡片群組特多的『變焦望遠』鏡頭，面對這樣的難題可以說是非常的頭痛。10縱向與倍率色差隨著相機工業自19世紀興起，鏡頭的設計越來越複雜且具備更多的功能。不可避免的鏡頭設計工程師必須跟『色差』打交道，透過不斷的實驗和測試，光學玻璃所產生的影像色彩分散現象

8、大致被分解為『縱向色差』，也就是聚焦中心部分會出現同心圓狀的色滲現象與『倍率色差』，在聚焦影像的周圍形成異色光斑，並從中心部分開始逐漸向邊緣部分擴大，而當鏡頭的焦距越長（望遠），色差也就越明顯。11天然螢石是最佳抗色差早期的研究發現，天然螢石具有獨特的消除色差作用，但天然螢石