非球面鏡片是光學技術的一項突破,提供了真正革命性的光學特性,是 Canon L 系列鏡頭卓越性能和銳利影像解析度的關鍵。由於非球面鏡片的出色銳利度和生動細節,幾乎讓人感覺彷彿揭開了一層帷幕,真實展現出鏡頭後方所見的世界。因為非球面鏡片製造困難,多年來一直只是光學工程師的夢想。與一般球面攝影鏡片不同,非球面鏡片需要在光軸處移除鏡片元件球面的一部分。然而,由於這些鏡片無法將平行光線聚焦於同一焦點,理論上存在限制。解決方案是製造具有理想曲率的非球面鏡片——能將平行光線聚焦於單一焦點的鏡片。
某些非球面鏡片設計中,非球面程度非常小。肉眼看起來就像一般球面鏡片。曲率程度微小到需要計算精確加工公差至百分之一毫米,即 0.1 微米。儘管當時量產仍有一些問題,Canon 還是在 1971 年推出了 FD55mm f/1.2AL。這是有史以來第一個使用研磨非球面鏡片元件的單眼相機鏡頭(無反光鏡鎖定機制)。鑑於這款鏡頭獲得正面迴響,Canon 決定加強非球面鏡片研究並增加產量。僅僅兩年內,公司就推出了世界首台量產奈米級機器,公差小於百萬分之一毫米。
鏡片拋光精度低至 0.02 微米,相當於可見光波長高度的 1/32。L 系列鏡頭是唯一能夠提供這種精密度所保證的高光學性能的鏡頭。
製造球面鏡片的技術不斷發展。1980 年代開始研發大口徑玻璃模製(GMo)非球面鏡片,這些元件在 1985 年成功應用於實際用途。玻璃模製技術使用非球面、高精度金屬模具和高溫熔融玻璃,實現了優異的表面公差。2007 年,使用這項技術製造而成的首個凹面非球面鏡片橫空出世。現今許多 RF L 系列鏡頭都採用相同技術製造。
高溫熔融玻璃和非球面鏡片。
Canon 的複製非球面鏡片於 1990 年為 EF 鏡頭系列開發,以球面基礎鏡片元件的尺寸和材料選擇方面的高度設計自由度而著稱,是滿足多種需求的非球面鏡片之一。作為 RF 鏡頭系列的一部分,RF24-105mm f/2.8L IS USM Z 也使用了複製非球面鏡片。製造技術的進步使複製非球面鏡片擁有超越 EF 鏡頭的表面精度。這款新鏡頭在明亮的 f/2.8 光圈下提供一致的性能,焦距範圍為 24mm-105mm,由於光學設計自由度增加而體積更小。