[攝影小教室] 相機鏡頭是如何製造出來的?其中工序與眉角之複雜超乎你的想像(上)

by 陳寗
2017.06.16 09:25PM
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我們拍照都一定會用到相機鏡頭,但你知道相機鏡頭是怎麼製造出來的嗎?很久以前我有寫過一篇 Leica 鏡頭的文章,不過那時候說的是「手工製造」的 Leica,製造方式與流程其實跟這世界上八成以上的相機廠商還是挺脫節的。前天參加 Sigma 電影鏡頭發表會時,看到他們有拍攝一支介紹他們自己工廠的影片,雖然不長,但有拍到不少鏡頭製作的流程畫面。因此我就直接擷取影片的畫面,來跟大家說明這些重點步驟到底在做些什麼。

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原始影片是這支,有三集。大家可以先看過影片再來看文章。

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製造鏡頭可以分成兩個部分:鏡片與結構本體。在鏡頭的製造過程中,鏡片從準備要開始鍍膜起,直到被裝上鏡頭為止,都必須要在無塵室中進行作業,因此必須像上圖這樣穿好無塵衣並通過除塵關卡之後才可以進入工廠開始作業。

不過如果是鏡片最開始的拋光,或是製造鏡頭的本體結構時,由於製造過程本身就會產生很多粉塵,也沒有必要在無塵室中進行作業,就不需要穿無塵衣了。等等會看到穿藍色衣服的工作人員,那些就是沒有穿無塵衣的;而那些穿白色衣服的,則是在無塵室理工作的工作人員。

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上圖:其實無塵衣穿起來真的很不舒服,又悶又熱還得戴口罩,要上廁所也很不方便。

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鏡頭的鏡片與鏡身是分開製造的,上圖這是要開始製造鏡筒。很多人以為 CNC 是把一根圓柱體車掉內部變成一個圓筒,但其實這樣是非常非常浪費材料的。因此在製造圓筒時,通常都是用預先抽成管狀的金屬原料來加工,由於金屬原料是秤重在賣的,因此購買管狀原料會省下不少成本。

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雖然 CNC 的機器看起來好像都轉得非常快速,但實際上這些機器在車削、研磨的過程都是緩慢不急躁的。這是因為如果 CNC 機器轉速太快,會讓金屬發熱而影響強度,也可能會造成機具的損毀。因此即便在車削過程中有如上圖這樣不斷地用水或潤滑油來降溫,但製造過程仍然不能快。

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車削並研磨完成之後,就是一個一個的銀色圓筒啦~但除了 Leica 之外,現在幾乎沒有廠商的鏡頭還在做銀色的,因此必須靠陽極處理來將這些銀色圓筒變成黑色的。陽極處理的速度非常快,並不是我們想像中電解電鍍那樣緩慢需要等待,跟前面的 CNC 車削是完全相反的作業型態。

陽極處理要把金屬物件泡到藥水裡去通電,如果數量很大的話,大型的工廠就會如上圖這樣用機器來處理。

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有時候也會如上圖這樣用人手來作業,但由於陽極處理上色的速度非常快,因此這其實是一門技術活,必須靠豐富經驗才能掌握時間拿捏顏色,否則就會出現每一批鏡頭顏色都有落差的可笑失誤。

不過這段影片讓我滿驚訝的,因為陽極處理的藥水都是劇毒,理應要戴著口罩進行作業。先前在某地看「土炮」陽極工廠時,還曾經說什麼「台灣人就是一點都不在乎自己健康」,結果現在發現日本人也這麼幹...還真是不能亂講話啊!

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到這裡就成功把銀色零件變成黑色的囉!另外陽極處理也可以做出其他各種不同的顏色,就好像 iPhone 也能做出玫瑰金一樣,陽極處理什麼紅橙黃綠藍靛紫通通都可以做出來,並不局限於黑色~

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金屬加工的器材都非常巨大,因此工廠意外時有耳聞,就是因為這些器材對於人類來說都是力大無窮怪物,稍微意外碰到不該碰的,可能就是斷手斷腳的慘劇。因此作金屬加工的都可說是藝高人膽大的大師啊!可千萬不要因為他們都手髒髒的就把他們當成工人來對待~

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其實對於鏡頭一直有個誤解,總會認為相機一定要是很精密零公差的東西,但實際上卻並非如此。整台相機之中,如果從 Leica 古早時代看到現在的話,那麼過往的相機鏡頭製造通常是鏡頭精密,相機不那麼精密。

會有這樣的情況是因為鏡頭牽涉到對焦的問題,而整組鏡片在鏡頭裡面移動時會影響到光學成像品質,因此如果無法依照鏡頭原來設計的方式動作的話,畫質就有可能受到折損。

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Leica 以前有顆鏡頭,內部鏡片在對焦時移動的距離不到 2mm,但卻能完成從最近距離到無限遠對焦,由此可見鏡頭的精密度是非常重要的。但同樣是注重鏡頭精密的 Leica,過去製造 Leica M3 時就有「兩台相機零件無法共用」的困境,就是因為相機公差太大,導致每台相機都必須經過師傅個別打磨之後才裝得上去的情況。

雖說現在都是以大量自動化機械輔助生產了,但如果該廠商沒有特別關注公差的話,那麼直到今日仍有可能出現不夠精密的問題。看看一些中國品牌、甚至台灣品牌的智慧型手機,還會出現鏡頭並沒有安裝在鏡頭孔正中間的問題,就可以知道絕對不是自動化生產就能絕對精密。

 

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作者:陳寗@癮科技

 

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