镜头结构说明

两只镜头的结构图

    有时候，我们在选择一只镜头的时候，除了会遇到焦段、光圈和镜头口径等参数外，还可能会见到诸如非球面镜片、萤石镜片、ED/UD镜片等等词汇和描述，那么，这些词汇是什么意思呢？

    先来说非球面镜片(Aspherical Lens)。传统的镜片是球面的，加工方便，但光线入射时，镜片处的光线与镜头边缘处的光线入射角度并不一样。这样一来，镜头通过的光线和边缘通过的光线将不能聚焦到同一位置（称为球面像差），这样将不可避免地造成成像的模糊。非球面镜片则可以有效地解决这样的问题。相比球面镜片，非球面镜片的边缘更薄，镜头处通过的光线和边缘处通过的光线都可以正确地聚焦到同样的位置，有效矫正球面相差。并不是所有的镜头都需要非球面镜片。相对来说，由于广角镜头的视角宽，广角入射角度变化大，所以非球面镜片在广角镜头中被大量采用。

    非球面镜片也有高档之分。由于生产工艺的不同，非球面镜片可以分为三种：铸模、精密研磨和复合非球面三种。铸模非球面镜片生产加工最简单，成本最低；精密研磨非球面镜片可以达到很高的精度，但是生产费时费力，成本也相当高昂。而复合非球面镜片则位于两者之间。

    萤石：如果说广角镜头容易产生球面像差，那么长焦镜头则容易产生色散和色差。所谓色散，指的是由于不同颜色的光线的折射率不同所造成的现象（因为颜色不同，波长不同，而导致折射率不同）。这样一来，不同颜色的光线在通过透镜后也不能汇聚在同一个位置。另一方面，不同光线折射率不同，通过镜片的焦距也存在微小的差别，这种情况称为色差。这两种情况都直接影响到成像。而萤石镜片可以在很大程度上消除这一现象。但是整块的萤石在自然界中极其稀少，何况它易碎、难加工，所以可想而知一块萤石镜片需要多高的成本。因此，采用萤石镜片的镜头通常都极其高昂，光学素质也非常优秀。

    ED/UD：ED和UD分别是Extra Low Dispersion 和Ultra Low Dispersion的缩写。萤石虽然消色差和色散的本领高强，但是价格昂贵，加工困难，那么可否寻找到一种它的替代品？ED/UD玻璃就是其中之一（佳能称之为UD镜片，而其他厂商则大多数统称为ED镜片）。它的基本用途和萤石类似，都用来消除色散和色差。尽管其效果与萤石尚存在一定的差距，但是价格更为低廉，加工也更容易，所以得到了广泛的应用。例如，佳能经典的“小白”EF 70-200 F2.8 L USM就采用了4片UD镜片来消除色散和色差。对于佳能的UD认为，一般认为，2片UD镜片的消色散和色差效果等同于一片萤石。还有一种镜片被称为超级ED/超级UD，一般认为这样的镜片在消除色散和色差性能上已经和萤石媲美，但是其应用远不如普通的ED/UD来得广泛。需要注意的是，ED/UD镜片并非只在长焦镜头上才能见到，由于数码单反对色散和色差相对胶片相机更为敏感，所以，专为数码单反优化过的镜头，即使是广角镜头，也在大量采用这两种镜片，甚至是尼康入门级别的AF-S Nikkor18-55mm f3.5-5.6G ED也采用了ED镜片。

    可以看出，不管是哪种镜片，目的都是为了提高成像质量。为了达到这个目标，对于广角镜头，我们考虑得更多的是消除球面像差，而长焦镜头则考虑消除色散和色差。所以，如果一只变焦镜头需要同时涵盖广角和长焦，势必要同时考虑多方面的因素，这样一来也必然会在很多方面有所妥协，这也是为什么定焦镜头的光学素质会超越变焦镜头的原因。