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[摄影小教室]相机镜头是如何制造出来的?其中工序与眉角之复杂超乎你的想像(下)

消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-15

报价宝综合消息[摄影小教室]相机镜头是如何制造出来的?其中工序与眉角之复杂超乎你的想像(下)

在上一篇文章介绍了镜头外壳的制造,那么镜头的核心“镜片”呢?比起镜头外壳,镜片的制造更加费时费力,也更是一家镜头厂商的立命根本。虽说制造镜头外壳也并不容易,但就像以前那位号称“台湾阿部宽”的 STC 滤镜老板所说,只要愿意砸钱买几台、愿意花钱冲良率,那么要做出精密的机壳真的是相对简单的事情。

但镜片可就不只是这样了,从最开始的玻璃原料开始就是各大品牌的机密,尔后再到光学结构设计、镀膜结构设计、制造技术工法等,都是各大镜头厂的不传之秘。不过今天可不是要来说别人制造镜片的机密为何,毕竟那也不是我能知道的事情,因此这篇文章要说的,是通用的“镜头镜片制造”流程,也就是每一家厂商都必定要做的制造步骤。

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有些厂商的镜片会使用自己的配方,例如 Leica 或蔡司,而其中蔡司更是自己拥有 Schott 肖特这个全球首屈一指的玻璃制造研发商。但并不是每家厂商都有能力有财力这么搞,因此多数的小镜头厂终究还是得向那些大品牌购买玻璃来制作镜片。例如上图这是 Sigma 影片的截图(影片请见本文的上篇),里面用的是 Hoya 的镜片。

镜片的玻璃原料决定了这颗镜头最终的光学品质,如果一开始就用了二线品牌的玻璃,那么就算后面结构再厉害、抛光再用心,做出的成品终究还是比不上那些一开始就用好原料的厂商。这也是为什么 Leica 永远是 Leica,蔡司永远是蔡司,正是在原料上有着根本上的差异,就算用了完全一样的结构也仿制不出同样的效果来。

上上图可以看到那些镜片都是雾雾的,这些都必须倚赖长时间抛光才能将镜片抛到像我们平常看到的镜片那样晶莹透亮。

抛光就像上图这样,一边润滑,一边用抛光轮不断旋转抛光,有点像是帮汽车打蜡那样。不过抛光可不只是耗费时间,如何有效率且不破坏镜片地抛光,也是非常重要的事情。先前介绍过的台湾 STC 滤镜,他们今年推出的零牛顿环超光滑滤镜,就是得花上数小时,用上特殊技术才能抛出如此光滑平整的表面。

镜片是否光滑会影响很多事情,其中最大的影响,就是画面细节。以滤镜为例,如果抛光不足,套上长焦镜头时就会出现相片细节线条扭曲等问题;反之若能充分抛光,就能让相片保留更多的细节,让画面更锐利。

上图是抛光完成的镜片,在经过长时间抛光后,已不复见前面镜片那种雾雾的感觉,而是上图这样晶莹剔透的外观。

不过在抛光过程中肯定会有一些损耗,或是玻璃本身材质问题造成的不良品。因此在完成抛光之后,就要做大量的检测来确保不会有不良品被放进锅炉里面镀膜。但为何要这么麻烦呢?这是因为镀膜的成本特别高,且是几乎无法节省的定额成本,请看下图:

如果你曾看过台湾滤镜厂商 STC 的那篇品牌故事,应该也有看过如上图的东西。那放在桌上看起来圆圆像盾牌的东西,是用来放置镜片的伞架。工作人员必须把镜片一一放在伞架上面的制具里,之后再放进锅炉里镀膜。

由于锅炉一次只能放一个伞架,因此每开锅一次所能处理镀膜的镜片都有其数量限制。而镀膜时必须在真空、高温下进行,开锅的成本都是以数万台币起跳计价...看到这里,各位应该明白为何要先把有问题的不良品挑出来了吧?就是要避免那些镀了也没用的不良品占据空间,浪费成本啊!

检查镜片是非常非常麻烦的事情,上图的工作人员在一片漆黑中检查镜片,先前我拍摄 STC 工厂也是如此。这并不是为了相片拍摄效果而特别弄出来的光影效果,而是在无尘室中检查玻璃就是用这种方式处理:在漆黑的环境里开一盏台灯,靠着台灯的光线检查镜片上是不是有任何刮伤、破损、脏污、灰尘,并在放上伞架之前将坏的挑掉、脏的擦干净。

坏的镜片挑掉,但脏的要怎么擦干净呢?其实也没什么特别的方法,就是用无尘纸沾点酒精把镜片擦干净而已。事实上在进到这个步骤之前,镜片通常还会用特殊的洗净机再洗一次,避免抛光造成的粉尘、沾上的润滑液等留在镜片上,造成镀膜失败。但事情没有绝对,即便经过层层清洗关关检查,上到伞架之前都还是可能会有漏网之鱼,因此每一片镜片放上伞架之前都要在细细检查一遍才行。

镀膜除了锅炉设定、镀膜层设计等可以靠电脑机械辅助之外,剩下的都是大量人工手工操作。在放进锅炉之前,除了要用肉眼检查之外,每一片镜片放上伞架都必须靠人手一片一片地放到伞架之上。

但你以为这样就结束了吗?不,镜片镀膜必须两面都处理,但伞架可不会自己翻面。因此镀完一面之后,必须拿出来靠人手在一片片地翻过来才行。

镀膜锅炉有很多厂商在制造,但都有同样的特色:非常昂贵,随便都是千万起跳的高贵器械。如果是巨大玻璃要用的锅炉,价格更是三级跳!不过像上图这种只是用来替镜片镀膜的,所以不需要太大台,在台湾约莫千万就能买一台回来自己玩玩。

不过开锅一次又是几万几万的电费...只能说这东西真的不是我们普通人能玩的。镀膜完成之后其实还再次检查,因为镀膜还是会因为各种不可思议的神秘因素而出现镀膜不均匀,或是脱膜的情况。因此实际上镀膜完成之后还得再检查一次才行,只是前面已经放过图了,这里就不再放一次。

镜片镀膜完成之后,最后的步骤就是上漆、上胶等工序。上漆指的是上图与下图的工序,是在镜片的边缘用特殊不反光的黑漆涂黑,减少光线通过镜片时在镜片的边缘与边缘之间不断反射,造成画质下降。

这道手续其实没有什么诀窍,就是把镜片边缘涂黑而已,真正有影响的是黑漆的吸光能力,以及镜片内抗反射的性能表现。至于上胶则有两个用途,第一是替镜片装上固定镜片的外框,让镜片能被镜筒内控制镜片前后移动的机构固定;第二种情况则是针对那些必须将两片镜片黏合起来的光学结构设计,用特殊透明光学胶将镜片黏在一起。

胶合镜片是件麻烦事,镜片之间所使用的光学胶不仅会影响画质表现,同时也会影响镜头的使用年限。几十年前 Leica 曾经用过一种很容易变质的光学胶,导致部分型号的镜头很容易在没发霉的情况下出现镜片中间雾化,甚至破坏镀膜等问题。因此上胶、上漆都不是太麻烦的事,但用上的漆与胶的配方,才是各家镜头厂的绝密。

镜片处理好之后,最后就是跟前面制造的镜筒、镜身等结构组装起来,再加上那些自动对焦的马达、控制电路等,就可完成一颗镜头了。虽说最后就只是把所有零件装起来,但请不要忽略这个步骤!镜头安装时的精度,不仅会影响对焦的性能,同时也会对画质好坏形成重大影响。这也是为什么我们买镜头时还是会希望能买到日本制造,甚至德国制造的镜头,就是信任这两个国家对精密机械组装的实力,才会有此坚持。

最后再经过简单的测试,确定镜头可以正确动作之后,就可以送出去包装成盒,发往各地贩卖啰~

这里有件有趣的事:包装不见得一定在工厂内处理,有可能会装成一大箱送到别的地方去包装。

先前看乐高积木的制造影片,里面就有提到,当乐高在丹麦工厂制造出来之后,会用火车送到捷克去包装成盒。为什么要那么麻烦,把积木送到别的国家去包装?这是因为每个国家、每个地区的人工费用有很大差异,在丹麦需要花大钱来监工避免乐高积木品质出问题,但包装...这就不需要用上那么贵的人力,因此送到人工便宜的捷克去包装,就是个不错的选择。

而在日本也可能会有同样的问题,因此镜头在镜头厂内组装完成后,再送到别的地方去让地方的大妈包装也不是不可能的事情,这就要看各家厂商控管成本的方法与能力啰~

 

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作者:陈寗@瘾科技

 

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2018-06-14 05:32:00

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