玩机小胖TB■价差从何而来?,技术详解:近似规格的镜头( 二 )


玩机小胖TB■价差从何而来?,技术详解:近似规格的镜头
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佳能RF50mmF1.2:
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以及“惊天动地”的尼康Z58mmF0.95:
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其实还有很多 , 就不逐一举例了 。 虽然计算机解决了求解初始解的算力问题 , 但在使用如ZEMAX、CODEV等像差平衡优化软件时 , 依然需要非常多的人工干预来修改结构参数、权因子、像差目标值等 , 如果是变焦镜头就还要对多个参考焦距进行逐一计算并找到均衡点 。 总体而言 , 全新结构意味着从头开始的全新研发 , 人力物力时间成本都会明显增加 。
用料是影响镜头成本的第二大因素 , 包含光学材料和机械材料 , 光学材料又包含材料品牌、用料数量、坯料类型、尺寸、加工方式、加工精度等方面 , 因目标值不同也有不同的良率 , 这些都会产生不同的成本 。
比如最常见的低色散材料(ED、UD等) , 虽然玻璃厂的熔制频率很高 , 但其坯料成本也是普通材料的十数倍甚至数十倍 , 所以一般中低端产品很少有特殊镜片 , 并且不同原料厂和加工厂的成本还不一样 , 比如国产镜头更是主要以国产材料+国产加工为主 , 日本品牌的中低端镜头如果采用特殊镜片 , 往往也会选择相对低价的渠道 。
而且在工艺上 , 加热退火、坯料取芯要考虑膨胀、气泡、析晶等影响良率的问题 , 结合两面的面型曲率进行模压/抛光 , 又要考虑面型精度公差等问题 , 进而导致成本的继续爬升 。 所以一般的材料工艺都是单工艺对单镜片 , 很少有复合工艺 , 因为这相当于把两个良率不高的项目叠加到一起 , 会导致成本的猛烈上增 , 但复合设计的优点是减少了镜片使用数量 , 利于小型化 , 代表作就是佳能RF70-200mmF2.8里的那片UD+非球面复合:
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理论上应该是同时具备低色散+低软化点的氟磷酸盐材料 , 当然像FCD1这样的材料转移温度本身也比较低 , 方便做模压成型非球面 , 不会太浪费模具(毕竟碳化钨模芯的成本很高) 。 但显然这一片的良率也并不高 , 是其价格比其他两颗RF大三元要贵不少的原因之一 。
而说到非球面工艺 , 大方面主要是模压和研磨两个类型 , 光学材料的模压工艺其实并不简单 , 针对不同的材料要有不同的模压温度、摩擦系数和模压速率 , 不过因为方便批量化操作 , 基本无需人工干预 , 所以单件成本相对低 , 在这里可以多说一句:手机镜组往往是全模压塑料非球面 , 因其尺寸很小、数量少所以成本相对低 , 并且依然可以获得非球面的性能优势 , 所以全非球面这一工艺逻辑并不稀奇 。 而模压工艺最大的问题是波前差相对较高 , 面型精度低 , 所以性能也是最低 , 但相对球面表面依然有性能优势 。
非球面研磨工艺主要分为两类 , 其一是使用CNC数控磨轮和金刚石钻头来对材料表面进行抛光 , 这显然要比模压的精度高很多 , 波前差一般比模压非球面低20~50倍 , 但研磨工艺的效率要低不少 , 致使其成本上扬;其二是磁流变抛光 , CNC数控抛光精度受制于磨轮和钻头尺寸 , 而磁流变抛光使用的是微米级的磁敏颗粒 , 比如羰基铁粉与纳米级抛光粉调和于基液中 , 在无磁场作用时为牛顿流体形态 , 在磁场作用下颗粒之间密集排列呈链状 , 进而用于高精度的抛光 。
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根据实际测试数据 , 磁流变抛光元件的点扩散函数与理想点扩散函数之比(斯特涅尔判据)在可见光范围内都超过了0.9 , 因此可以认为此元件性能仅受限于衍射极限(大于0.8) , 从数据表现来看远超其它工艺 , 是目前的最佳工艺 。 不过考虑到成本和实用性的关系 , 大多数民用摄影镜头研磨依然以CNC数控机抛光为主 。