镜头技术

萤石是一种能在高温下散发光芒的神奇矿石。这种石头因具有美丽的荧光特性而得名“萤石”。氟化钙（CaF2）是一种天然形成的结晶矿物。人工合成的氟化钙晶体具有出色的光学特性：低色散、低折射率，以及出色的红外光和紫外光透光率。最重要的是，萤石与传统光学玻璃不同，使用萤石可以拍摄出更清晰细腻的画面。因此佳能启动了“F”项目，决定利用萤石的特性研发高性能相机镜头。

几个世纪以来，萤石一直是人们关注的焦点。在19世纪，天然氟化钙晶体已被用作显微镜的物镜。后来，人们尝试生产人工萤石晶体，希望将其用于制造望远镜等大型仪器的透镜。当然，这也面临着技术难题。许多人认为萤石无法应用在标准镜片中。这一挑战未能磨灭佳能研究人员的热情。他们肩负起重任，努力将萤石研发成一种可用的光学材料，将其用于制造高性能镜头。

不同波长的光汇聚的点不同，这会影响图像的清晰度，并在图像中表现为渗色。从技术的角度，这种现象被称为“色差”。设计高性能镜头的关键就是找到能校正色差的结构配置。一般来说，将低色散凸透镜和高色散凹透镜组合使用，能使光波的方向统一起来，汇聚到同一个点上。

然而，仔细检查这种透镜汇聚点周围的区域，会发现绿色波长的焦点上有残余像差，分散在红光和蓝光之间。这种轻微的残余色差称为“二次色差”或“二次光谱像差”。萤石色散低且特殊，与普通光学玻璃不同。使用萤石可以有效消除这种持续出现的二次光谱像差。使用萤石凸透镜后，红、绿、蓝光的焦点几乎都汇聚到了同一点上。1968年，即“F”项目启动两年后，佳能的研究人员成功制造出了人工萤石晶体。

研发人员克服了许多困难后才将萤石用于相机镜头上。萤石较脆弱，不能像光学玻璃那样进行研磨。佳能依托现有的镜片研磨技术，开发出一种特殊的萤石处理技术。这种研磨过程耗时是标准工艺的四倍，镜片经研磨后都需要手洗。

1969年，佳能成功生产出以萤石制造的镜头，即FL-F300mm f/5.6镜头，它是佳能第一支采用萤石镜片的相机镜头*。远摄镜头因为焦距较长，更容易受到二次光谱像差的影响。萤石的使用改善了这种镜头的性能。今天，佳能L级萤石超远摄镜头，以精细的画面和出色的对比度，赢得了世界各地摄影师的认可。

*指一般消费者使用的可换式镜头相机的镜头。