[攝影小教室] 鏡頭怎麼做出來的?來看 Leica 如何生產一顆 38 萬的鏡頭吧~

by 陳寗
2015.09.06 01:01AM
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是[攝影小教室] 鏡頭怎麼做出來的?來看 Leica 如何生產一顆 38 萬的鏡頭吧~這篇文章的首圖

每個攝影玩家每天都在拿相機與鏡頭,但大家知道鏡頭是怎麼製造出來的嗎?

最近我在 Leica 官網上看到一個鏡頭製造的小短片,用短短兩分半的影片讓大家看到 Leica 製造鏡頭時如何將「嚴謹」、「精準」與「純手工」這三個看起來極端矛盾的特質結合起來。雖說大家直接看影片也行,但有些動作不解釋的話恐怕對一般人來說就只是一閃而過的畫面,並不知道這些動作有哪些意義。

不過有件事要注意一下:這則影片是 Leica 放出來的,而 Leica 又恰好是一個除了最頂級 S 系列鏡頭之外都是手動鏡頭的公司 ... 所以這則影片只著重鏡片加工。你如果想看自動對焦那些結構,就等我之後找支日廠如 Nikon / Canon 的影片再來介紹吧!

Leica Lenses (English) from Leica Camera on Vimeo.

其實這則影片是用來說明「為什麼 Leica 鏡頭」這麼貴的廣告,因此每個截圖上面都有 Leica 的廣告詞,例如下圖的「100 種不同種類的光學玻璃」,下面還有一行小字,但我看不清楚那寫啥。

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大家或許會好奇,到底那晶瑩剔透的鏡片是怎麼來的?

我們拋開那些沒有誠意的塑膠鏡片不談,光是玻璃鏡片本身的原料就已經是難上加難的高科技工業。以 Leica 鏡頭來說,裡面使用的鏡片光是配方就有超過百種(還有一些以前用過,現在已經停產的),在經過配方融解、混合、凝固之後,還必須經過非常長時間的「退火」,也就是讓玻璃從融解高溫降到能用手拿的程度。

由於玻璃退火速度越慢越能提高鏡片的折射率,因此 Leica 的玻璃退火需要六週,差不多是每小時降溫一度。這不僅意味著做一顆鏡頭要很久(約五十二周),再加上 Leica 堅持不用化學藥劑幫助玻璃融解、精密控溫等,直接造成 Leica 鏡頭成本與售價暴漲,這也是為什麼會有一顆鏡頭賣到 38 萬,正是成本過高所致。

Leica 成立過百年,歷史上有不少同樣型號的鏡頭。這些鏡頭除了結構改變之外,最大的特點就是玻璃配方不同,有些鏡頭甚至是因為玻璃配方突破之後才得以實現設計圖理念的!

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既然對玻璃品質那麼在意,那麼嚴格檢查也就不是什麼奇怪的事情了。Leica 宣稱這些玻璃將接受老經驗技師的 60 項檢查,不過請不要以為都是像上圖這樣用肉眼檢查,當然還會配合各種不同的儀器來檢查玻璃的品質,畢竟 Leica 鏡頭都那麼貴,要是賣顆不良品出來也是砸招牌的是。不過以今天的收藏家炒作來看 ... 要是買到難得的開箱不良品,大概反而會像變體鈔票那樣增值吧 ...

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在確認玻璃品質符合要求之後,就可以將那些玻璃塊打磨製成鏡片啦!一開始的玻璃原料看起來霧霧的是因為外表還沒拋光,這些玻璃內部可都是非常晶瑩剔透的!在經過精密的電腦控制器材打磨、拋光之後,才能製作出 Leica 鏡頭的粗胚,之後再經過鍍膜、邊緣處理、膠合之後才能組裝成鏡頭。上圖的英文寫的是非球面鏡片拋光,根據 Leica 的說法,非球面鏡片製造是 Leica 獨家開發的技術,不過這就跟自動對焦是 Leica 發明的一樣,現在都已經是人人都會的東西了。

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完成拋光之後,鏡片才會如上圖這樣呈現晶瑩剔透的外觀。以前我曾經拆過一顆 1960 年代的 Leica 鏡頭,那驚人的透明度 ... 令人忘記他的年齡,實在令人印象深刻,當然驚人的銳利度與畫質也一樣讓人印象深刻。上圖是鏡片正在超音波洗淨機裡面清潔,這是為了稍後的鍍膜作準備,避免在打磨拋光過程中產生的碎屑影響鍍膜品質。

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很久以前我寫過一篇文章:[攝影小教室] 紫邊?色散?新鏡、老鏡都要注意的成像問題,但其實解決方法超簡單!

這篇文章裡我提到一個問題:紫邊與色散,這兩個問題是因為鏡片的邊緣與中央的光線色彩折射率不同所導致的顏色異常現象。這個問題可以藉由特殊玻璃改進,也可以利用兩片玻璃黏合在一起的方式校正色散。一般比較常見的都是利用膠合玻璃的方式處理,上圖針筒擠出來的是鏡片專用特殊膠水,塗上去之後會直接把另一片玻璃放上去黏合,在本文最前面的影片中有動作示範,大家會發現:其實做鏡頭也不是那麼機械化的事情。

膠合鏡片是解決色散的好方法,但如果從膠合處往內發霉、或是脫膠也會特別麻煩。不過好在經過眾多鏡頭師傅長期摸索之後,這些問題已經不再是「絕對要送回原廠才能處理」的麻煩事,有些師傅自己就能把鏡片分開清乾淨再黏回去,像我先前介紹過的林師傅就有這個能力:[癮科技名人錄] 排隊平均超過四十五天!「老鏡回春記」林緯倫讓宣判死亡的鏡頭也能起死回生!

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到這一步就差不多完成鏡片啦!最後要做的一件事就是「幫鏡片的邊緣上黑漆」。

這個動作在原廠影片上並沒有詳細說明是幹嘛用的,不過先前採訪林師傅的時候倒是有獲得答案:用來避免鏡片內反射與鏡筒反光。由於光線進入鏡頭之後並不會全部照著物理圖的路徑那樣跑,有些光線會在打到鏡片邊緣之後往內反射,造成相片上出現鬼影之類的問題。因此用特殊配方的黑墨水把鏡片邊緣塗黑就能避免這種情況發生,而鏡筒內部都會塗黑也是為了這件事所做的設計。

根據林師傅的說法,這個黑漆原廠使用的都是獨家配方的墨水,絕對不是自己拿個奇異筆塗一塗就能了事的,除非能弄到原廠墨水,否則自己處理一定會對鏡頭畫質造成影響。

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鏡片完成之後還要再經過一次測試,這部分除了用儀器測試之外,也要經過肉眼測試才能完成。

註:Leica 二戰時期的鏡頭到今天依舊相當有競爭力,天曉得在那個沒有電腦的時代是怎麼做出來的 ...

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完成鏡片之後,接下來就是製造鏡筒啦!

Leica 鏡頭外殼都是金屬製造+CNC 刻印,這點是 Leica 與日系鏡頭最大的不同之處(Panasonic 那個只是掛 Leica,跟德國原廠其實沒啥關聯)。很多人都會以為製造鏡頭只有鏡片屬於精密工業,但實際上鏡筒製造的精密度要求並不亞於鏡片!為了能在後續人工組裝時確保精密度,鏡筒的製造甚至比鏡片還要更麻煩!根據知名 Leica 圖鑑作者 Erwin Puts 的書中所述,Leica 某些鏡頭的全對焦行程只讓內部鏡片前後移動 0.75mm, 足見鏡筒製造工藝的重要。

 

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完成鏡筒之後,還要經過電鍍、烤漆等工序才能打造出我們常見的銀色 / 黑色鏡筒。上圖是工程師正在幫鏡頭銘環(鏡頭前面寫型號的那圈)上漆。這裏的做法很簡單,先把漆整個灌滿上上圖中用 CNC 機器車出來的凹槽,再如下圖那樣用布擦拭整個環,就能讓凹槽留下白字、邊緣則維持黑色或銀色的外邊。

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這是很重要的資訊!

大家可以看到,這些小凹槽的字體顏色其實根本不是用什麼特殊工具塗上去的,很單純的就是直接把整個字都塗滿之後再把外面擦乾淨。因此如果你的 Leica 鏡頭已經出現字體掉漆的問題,那麼你直接買支模型漆筆(做鋼彈那種)把整個字都塗滿,在用布在外面反覆擦拭把漆都擦乾淨,就可以幫掉漆的鏡頭補漆啦!

 

 

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上圖:平常大家看到的正妹照片就是用這顆鏡頭拍的!

鏡筒組裝起來之後就像上圖這樣,是一種一筒套一筒的複雜結構,而所有的鏡片就藉由鏡筒卡在結構之中。由於這些一筒一筒的東西必須在對焦 / 變焦過程中能前後移動,因此設計這些結構的難度並不亞於設計鏡頭光學結構。

舉例來說,Leica Summilux 35mm 鏡頭早期有近距離對焦畫質下降的問題,一直到開發出浮動鏡片結構(一種會讓鏡筒內的所有鏡片都能移動的結構)之後才解決這個麻煩,而光是這個開發就讓這個型號鏡頭歷經了 49 年(1961~2010)才獲得最佳化改進,足見鏡頭開發的高困難度。

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上圖:很多人看到入塵就崩潰,但你知道其實鏡頭在生產過程中就已經入了一大堆塵嗎?與其去擔心入塵的問題,還不如認真把照片拍好比較實際。

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最後就是鏡頭組裝啦!Leica 鏡頭到今天還是手工組裝(所以做一顆平均要 52 週),但其實並不是每家廠商都是這樣的!想想看,有些鏡頭便宜到只要兩三千就能買到,全手工組裝怎麼可能划得來?因此適當的機具使用是必然的現象,不過各種不同程度的不精準也就因此產生。畢竟人手組裝可以針對每顆鏡頭製造的誤差做調整,機器組裝則是裝完就過了,本質上還是有很大的不同地~

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上圖:這個藍色的膠就是平常拆鏡頭會看到的藍 / 綠色彈性膠質,是用來避免鏡頭螺絲鬆脫用的

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上圖:這顆就是售價 38 萬的 Leica 50mm Noctilux 0.95,是目前光圈最大(f0.95)鏡頭之一

鏡頭製造不分好壞,基本上流程就是如上圖這樣,除了用料品質、製造流程、組裝用心程度等會影響鏡頭最終品質之外,基本上製造過程都是差不多的!且其他自動對焦鏡頭還會有馬達電路等結構要放進去,組裝起來也未必會比較簡單。當然,像 Leica 這種品質優先、成本第二的廠商現在也就這麼一兩家,因此並不是每家都這麼花時間的!想想看,像 Nikon / Canon 銷量這麼大的公司,一顆鏡頭要花上 52 週製造,像話嗎?

適當的轉移產地(例如 Nikon 移到泰國去)、降低勞動成本、引進自動化機械、簡化鏡片生產(例如塑膠鏡片)等都是現在鏡頭製造廠的必修課,但這也是我把所有現代鏡頭都出掉的原因:比起紫邊、耀光,我更在意鏡頭本身的品質啊!一顆拿在手上沈甸甸的鏡頭對我來說的滿足感才是最高的~

註:先前被人嗆說 Leica 只是吃品牌的,品質根本爛爆 ... 對於這種說法,我也只能笑笑囉~

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作者:陳寗@癮科技

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