佳能庆祝人工萤石应用于镜头50周年纪念

  【天极网数码频道】2019年11月7日，佳能股份有限公司及佳能奥普特龙股份有限公司今日宣布，佳能1首款应用人工萤石并应用在消费领域的可换镜相机镜头FL-F300mm f/5.6(1969年5月上市)迎来了诞生50周年纪念。除了应用于可换镜相机镜头以外，人工萤石还广泛应用于包括广播电视镜头、天文望远镜头等光学产品上。

  很早以前，人们就关注到，当氟化钙(CaF2)结晶而成的矿物质萤石与光学玻璃组合在一起时，可以用接近理想的方式校正色像差。然而天然生成的萤石晶体体积很小，基本无法应用于相机镜头中。为了实现普通光学玻璃无法实现的生动、精细的影像表现，佳能早期就将注意力转向对萤石的有效利用上来，并于1966年8月启动了佳能F计划。该计划的目标是开发一支使用萤石的高性能镜头，并将公司的研发重点转向高性能镜头研发。

  1950年前后，使用天然萤石晶体作为原材料制作人工萤石的技术被发明出来，这为人工萤石作为光学材料的应用铺平了道路。然而，包括萤石在内的氟化物晶体需要在1000摄氏度以上的真空环境中才能生成，为了实现大尺寸、高纯度晶体的量产，研发工作还需要解决安装、制造工艺等方面存在的诸多问题。

  佳能的研发人员怀揣着“通过自己的双手开发萤石，并发展高性能镜头”这一强烈愿景，成功地在1967年3月制造出第一块人工萤石晶体，并于1968年2月确立了人工萤石晶体的生产技术。在当时，萤石还不能像普通光学玻璃那样进行抛光。为此，佳能开发了一种非传统的加工技术，可以对精细材料进行抛光，使得加工时间达到原来的四倍。1969年5月，佳能旗下第一款使用人工萤石的可换镜相机镜头FL-F300mm f/5.6上市。从那时起，应用人工萤石就成为佳能设计高性能镜头的手段之一。

  1974年12月，为了使佳能研发的萤石晶体量产技术实现商业化，奥普特龙股份有限公司(现在的佳能奥普特龙股份有限公司)成立。佳能奥普特龙股份有限公司在完善其高温真空技术和温度控制技术的同时，还开发了多种其它光学晶体材料，用于人工萤石的量产。2006年7月，佳能奥普特龙股份有限公司为史密松天体物理天文台(Smithsonian Astrophysical Observatory)提供了12枚镜片，其中包括一枚直径近40厘米的人工萤石镜片，用于观测100亿光年以外的信号，为解开银河系之谜做出了贡献。

  佳能将持续专注光学技术，不断改进影像技术，提供满足广泛用户期待的产品和技术。与此同时，佳能还将不断追求并制造亮点突出的可靠产品，在推动贡献社会的光学技术方面发挥作用。

  参考：关于萤石特性

  当光线遇到水或透明的东西时会发生折射现象，镜头便利用这一特性使通过的光线聚焦。然而，折射的程度取决于颜色，例如：波长较短的蓝光比波长较长的红光折射角度更大。因此，从同一光源发射出的光在镜头中被分离成不同颜色，它们的焦点位置也有所不同。这便导致了一种被称为“色像差”的色彩渗晕。

远摄镜头下图像的色像差(色像差位于树枝轮廓边缘)

  由于色像差会分别发生在凸透镜和凹透镜的相反方向，因此，可以通过将分散小的凸透镜与分散大的凹透镜进行组合的方式抑制色像差，使光线行进的方向调整到一致，从而抵消色像差，使焦点匹配。然而，即使通过组合镜片的方式来校正色像差，处于红光和蓝光波长之间的绿光的焦点，仍然会在焦点附近偏移。这种轻微的残余色像差被称为二次色像差或二次光谱(次级光谱)，“萤石”则可以有效地抑制这种色像差。

  与光学玻璃相比，萤石镜片具有“非常低的折射率”、“低分散且异常部分分散特性”、“对红外线和紫外线出色的透过性”等特点。研发人员利用这一在普通光学玻璃上难以实现的特点，制造出了萤石凸透镜，通过消除色像差使二次光谱变得非常小，使几乎所有的红色、绿色和蓝色光的焦点得到重合，光线因此聚焦在一点上，色像差几乎完全消除。

使用萤石抑制色像差

  在超远摄镜头中，由于其焦距很长，二次光谱会产生很大影响，萤石应用于此非常有效。为此，佳能在其如“EF 400mm f/2.8L IS III USM”、“EF 600mm f/4L IS III USM”(均于2018年12月上市)的新镜头上均采用萤石。使用萤石的超远摄系列镜头以其精致的细节呈现和高对比度，受到世界各地摄影师的喜爱。

  参考：关于采用萤石的EF镜头

  佳能至今共推出28款采用萤石镜片的EF镜头，其中11款镜头仍在生产。(截至2019年11月7日)

  1. 为方便读者理解，本文中佳能可指代：佳能(中国)有限公司，佳能股份有限公司，佳能品牌等。

  2. 已停产。