色差現象 (Chromatic Aberration)

相機鏡頭是用白光來形成影像的,而白光則是由各種不同波長的可見光組合而成。雖然同是電磁波,不過不同波長(顏色)的可見光在穿過玻璃時會有不同的速度,因此亦有所謂不同的折射率。利用這個原理,我們只要利用菱鏡便可將白光分解成不同顏色(波長)的光線。

相機鏡頭由玻璃構成,利用折射原理將可見光聚焦而成為影像。光線穿過鏡頭後,有機會出現類似菱鏡的效果,不同波長的光線不能在同一焦點上聚焦,在影像上形成色散,即是所謂的紫邊現像。大家可以透過下圖了解鏡頭的色差如何在影像中央及邊緣形成色散現像︰

理論上色散在影像中央及邊緣都可以發生,不過由於邊緣的光程較長,因此色散也就特別明顯。由於短波長的折射率較高,因此紫色對色差也特別敏感。由色差而形成的紫邊,通常可以在畫面邊緣看到,而由於紫色折射得較多,所以紫邊一般都是由內向外擴散。此外,遠攝鏡頭的光程長,色散的現像也就特別容易看到。

色散現像在鏡頭邊緣較為明顯,而紫邊一般都是由內向外擴散。


影像中央的色散紫邊較少。

為解決色差問題,鏡頭廠商就想盡辦法從鏡片的構造入手,包括採用不同折射、散射特性之鏡片組合。Canon 早就成功以人工螢石晶體(CaF2)的低色散特性大大減少鏡頭色差,於 1969 年推出首支採用螢石鏡片的超遠攝鏡頭 FL-F300mm f/5.6。時至今日,螢石鏡片及 UD 超低色散鏡片已廣泛採用在 Canon 高質素 EF 鏡頭內。兩片 UD 鏡片相等於一片螢石鏡片的減色差效果,而一片超級 UD 鏡片則可提供相等於一片螢石鏡片的效能。


螢石鏡片及超低色散鏡片可減少鏡頭色差問題。


Canon FL-F300mm f/5.6 是第一支配備螢石鏡片的鏡頭。


Canon EF70-200mm f/4L USM 設有一片螢石鏡片及兩片 UD 鏡片。

 
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            顏色三大屬性 (3 Color Attributes)

資料來源 :  http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%B6%88%E8%89%B2%E5%B7%AE%E9%80%8F%E9%8F%A1

消色差物鏡圖(雙合透鏡)。

消色差透鏡複消色差透鏡(achromat)是被設計用來將色差球面像差減至最小的透鏡,屬於消色差透鏡組

最普通的消色差透鏡的形式是雙合透鏡,這兩片透鏡分別用兩種色散能力不相同的玻璃製成。兩個透鏡元素被組合在一起,以便一片的色差由另一片來抵消。當冕牌玻璃正透鏡的光學倍率不會被燧石玻璃的負透鏡抵消時,它們的組合能將不同波長一起聚焦在焦長更長的一個焦點上。消色差透鏡能讓兩種不同波長的光聚焦在相同的平面上。

可以相信的是,消色差透鏡大約是在1733年由一位名為切斯特·穆爾·霍爾英國律師發明的。

第一片消色差透鏡確實的發明日期並不清楚,也不清楚第一位發明人是誰。依據牛頓18世紀時對系統可行性理論上的探討,認為這樣的修正是不可能達成的(參見望遠鏡的歷史)。有些概念展示了由和玻璃製成的透鏡,但第一個實用的透鏡不知是何時製成的,直到18世紀初期,才在霍爾的指導下,由一位眼鏡師喬治·貝斯製成。第一個消色透鏡的專利權大約是在1758年授予了獨力進行理論實驗約翰·杜蘭(John Dollond)。

能再次消除色差的三合透鏡1763年彼得·杜蘭(Peter Dollond)發明。

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