在上一篇文章介紹了鏡頭外殼的製造,那麼鏡頭的核心「鏡片」呢?比起鏡頭外殼,鏡片的製造更加費時費力,也更是一家鏡頭廠商的立命根本。雖說製造鏡頭外殼也並不容易,但就像以前那位號稱「台灣阿部寬」的 STC 濾鏡老闆所說,只要願意砸錢買幾台、願意花錢衝良率,那麼要做出精密的機殼真的是相對簡單的事情。
但鏡片可就不只是這樣了,從最開始的玻璃原料開始就是各大品牌的機密,爾後再到光學結構設計、鍍膜結構設計、製造技術工法等,都是各大鏡頭廠的不傳之祕。不過今天可不是要來說別人製造鏡片的機密為何,畢竟那也不是我能知道的事情,因此這篇文章要說的,是通用的「鏡頭鏡片製造」流程,也就是每一家廠商都必定要做的製造步驟。
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有些廠商的鏡片會使用自己的配方,例如 Leica 或蔡司,而其中蔡司更是自己擁有 Schott 肖特這個全球首屈一指的玻璃製造研發商。但並不是每家廠商都有能力有財力這麼搞,因此多數的小鏡頭廠終究還是得向那些大品牌購買玻璃來製作鏡片。例如上圖這是 Sigma 影片的截圖(影片請見本文的上篇),裡面用的是 Hoya 的鏡片。
鏡片的玻璃原料決定了這顆鏡頭最終的光學品質,如果一開始就用了二線品牌的玻璃,那麼就算後面結構再厲害、拋光再用心,做出的成品終究還是比不上那些一開始就用好原料的廠商。這也是為什麼 Leica 永遠是 Leica,蔡司永遠是蔡司,正是在原料上有著根本上的差異,就算用了完全一樣的結構也仿製不出同樣的效果來。
上上圖可以看到那些鏡片都是霧霧的,這些都必須倚賴長時間拋光才能將鏡片拋到像我們平常看到的鏡片那樣晶瑩透亮。
拋光就像上圖這樣,一邊潤滑,一邊用拋光輪不斷旋轉拋光,有點像是幫汽車打蠟那樣。不過拋光可不只是耗費時間,如何有效率且不破壞鏡片地拋光,也是非常重要的事情。先前介紹過的台灣 STC 濾鏡,他們今年推出的零牛頓環超光滑濾鏡,就是得花上數小時,用上特殊技術才能拋出如此光滑平整的表面。
鏡片是否光滑會影響很多事情,其中最大的影響,就是畫面細節。以濾鏡為例,如果拋光不足,套上長焦鏡頭時就會出現相片細節線條扭曲等問題;反之若能充分拋光,就能讓相片保留更多的細節,讓畫面更銳利。
上圖是拋光完成的鏡片,在經過長時間拋光後,已不復見前面鏡片那種霧霧的感覺,而是上圖這樣晶瑩剔透的外觀。
不過在拋光過程中肯定會有一些損耗,或是玻璃本身材質問題造成的不良品。因此在完成拋光之後,就要做大量的檢測來確保不會有不良品被放進鍋爐裡面鍍膜。但為何要這麼麻煩呢?這是因為鍍膜的成本特別高,且是幾乎無法節省的定額成本,請看下圖:
如果你曾看過台灣濾鏡廠商 STC 的那篇品牌故事,應該也有看過如上圖的東西。那放在桌上看起來圓圓像盾牌的東西,是用來放置鏡片的傘架。工作人員必須把鏡片一一放在傘架上面的制具裡,之後再放進鍋爐裡鍍膜。
由於鍋爐一次只能放一個傘架,因此每開鍋一次所能處理鍍膜的鏡片都有其數量限制。而鍍膜時必須在真空、高溫下進行,開鍋的成本都是以數萬台幣起跳計價...看到這裡,各位應該明白為何要先把有問題的不良品挑出來了吧?就是要避免那些鍍了也沒用的不良品佔據空間,浪費成本啊!
檢查鏡片是非常非常麻煩的事情,上圖的工作人員在一片漆黑中檢查鏡片,先前我拍攝 STC 工廠也是如此。這並不是為了相片拍攝效果而特別弄出來的光影效果,而是在無塵室中檢查玻璃就是用這種方式處理:在漆黑的環境裡開一盞檯燈,靠著檯燈的光線檢查鏡片上是不是有任何刮傷、破損、髒污、灰塵,並在放上傘架之前將壞的挑掉、髒的擦乾淨。
壞的鏡片挑掉,但髒的要怎麼擦乾淨呢?其實也沒什麼特別的方法,就是用無塵紙沾點酒精把鏡片擦乾淨而已。事實上在進到這個步驟之前,鏡片通常還會用特殊的洗淨機再洗一次,避免拋光造成的粉塵、沾上的潤滑液等留在鏡片上,造成鍍膜失敗。但事情沒有絕對,即便經過層層清洗關關檢查,上到傘架之前都還是可能會有漏網之魚,因此每一片鏡片放上傘架之前都要在細細檢查一遍才行。
鍍膜除了鍋爐設定、鍍膜層設計等可以靠電腦機械輔助之外,剩下的都是大量人工手工操作。在放進鍋爐之前,除了要用肉眼檢查之外,每一片鏡片放上傘架都必須靠人手一片一片地放到傘架之上。
但你以為這樣就結束了嗎?不,鏡片鍍膜必須兩面都處理,但傘架可不會自己翻面。因此鍍完一面之後,必須拿出來靠人手在一片片地翻過來才行。
鍍膜鍋爐有很多廠商在製造,但都有同樣的特色:非常昂貴,隨便都是千萬起跳的高貴器械。如果是巨大玻璃要用的鍋爐,價格更是三級跳!不過像上圖這種只是用來替鏡片鍍膜的,所以不需要太大台,在台灣約莫千萬就能買一台回來自己玩玩。
不過開鍋一次又是幾萬幾萬的電費...只能說這東西真的不是我們普通人能玩的。鍍膜完成之後其實還再次檢查,因為鍍膜還是會因為各種不可思議的神祕因素而出現鍍膜不均勻,或是脫膜的情況。因此實際上鍍膜完成之後還得再檢查一次才行,只是前面已經放過圖了,這裡就不再放一次。
鏡片鍍膜完成之後,最後的步驟就是上漆、上膠等工序。上漆指的是上圖與下圖的工序,是在鏡片的邊緣用特殊不反光的黑漆塗黑,減少光線通過鏡片時在鏡片的邊緣與邊緣之間不斷反射,造成畫質下降。
這道手續其實沒有什麼訣竅,就是把鏡片邊緣塗黑而已,真正有影響的是黑漆的吸光能力,以及鏡片內抗反射的性能表現。至於上膠則有兩個用途,第一是替鏡片裝上固定鏡片的外框,讓鏡片能被鏡筒內控制鏡片前後移動的機構固定;第二種情況則是針對那些必須將兩片鏡片黏合起來的光學結構設計,用特殊透明光學膠將鏡片黏在一起。
膠合鏡片是件麻煩事,鏡片之間所使用的光學膠不僅會影響畫質表現,同時也會影響鏡頭的使用年限。幾十年前 Leica 曾經用過一種很容易變質的光學膠,導致部分型號的鏡頭很容易在沒發霉的情況下出現鏡片中間霧化,甚至破壞鍍膜等問題。因此上膠、上漆都不是太麻煩的事,但用上的漆與膠的配方,才是各家鏡頭廠的絕密。
鏡片處理好之後,最後就是跟前面製造的鏡筒、鏡身等結構組裝起來,再加上那些自動對焦的馬達、控制電路等,就可完成一顆鏡頭了。雖說最後就只是把所有零件裝起來,但請不要忽略這個步驟!鏡頭安裝時的精度,不僅會影響對焦的性能,同時也會對畫質好壞形成重大影響。這也是為什麼我們買鏡頭時還是會希望能買到日本製造,甚至德國製造的鏡頭,就是信任這兩個國家對精密機械組裝的實力,才會有此堅持。
最後再經過簡單的測試,確定鏡頭可以正確動作之後,就可以送出去包裝成盒,發往各地販賣囉~
這裡有件有趣的事:包裝不見得一定在工廠內處理,有可能會裝成一大箱送到別的地方去包裝。
先前看樂高積木的製造影片,裡面就有提到,當樂高在丹麥工廠製造出來之後,會用火車送到捷克去包裝成盒。為什麼要那麼麻煩,把積木送到別的國家去包裝?這是因為每個國家、每個地區的人工費用有很大差異,在丹麥需要花大錢來監工避免樂高積木品質出問題,但包裝...這就不需要用上那麼貴的人力,因此送到人工便宜的捷克去包裝,就是個不錯的選擇。
而在日本也可能會有同樣的問題,因此鏡頭在鏡頭廠內組裝完成後,再送到別的地方去讓地方的大媽包裝也不是不可能的事情,這就要看各家廠商控管成本的方法與能力囉~
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作者:陳寗@癮科技