复消色差是什么?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/15 07:15:06
复消色差是什么?
复消色差是什么?
复消色差是什么?
复消色差镜头
我们现在来着重谈一下复消色差镜头,即 APO镜头,这类镜头由于其优异的光学性能,极为引人注意.
我们在摄影中,尤其是彩色摄影,都希望能得到真实的色彩.几乎所有的现代摄影镜头都能正确地在胶片上记录下与人眼所见相同的色彩.但用长焦距镜头拍摄的胶片,将其放大后,就会看到在被摄主体的边缘环绕着彩色像斑,从而降低了照片的清晰度和分辨率,这就是说该镜头存在着色差(Chromatic Aberration).
产生色差的原因是组成白色光的各种有色光,其波长和在空气与透明体中的传播速度均不相同,在通过透镜时的折射率必然不一致,从而导致各种颜色不能会聚到同一个平面上,使成像的分辨率降低,在黑白照片上会出现模糊现象,而在彩色照片上画面影像则环绕着不同的颜色.这种现象称为位置色差或轴向色差.镜头的位置色差示意图见图 4-8.只要采用折射光学元件构成的折射式摄影镜头,都存在着位置色差.遗憾的是,我们使用的绝大部分镜头都是折射式镜头.
另外还有放大率色差,即透镜对各种有色光的放大率不同,因此同一物体经过透镜后生成的有色光的像的大小也不同.这种色差又称为垂直色差.
上述两种色差,为实际光学系统的完善成像增加了很大的困难.在实际的镜头中,除了上述两种色差外,还有伴随球差、慧差、像散、像场弯曲和畸变等而出现的所谓像差的色差.若只对两种有色光校正色差的,称为稳定的消色差镜头；若对三种有色光同时校正色差的称为复消色差镜头；而对四种有色光校正色差的则称为超消色差镜头.
现代绝大多数摄影镜头都是按消色差结构来设计的,可以将可见光光谱两端的红色和蓝色清晰地会聚到焦点平面上,其他颜色则稍微偏离焦点平面.用短焦距镜头和小光圈拍摄时,而且照片也不是放得太大的话,照片上的色差还是看不出的.虽然缩小光圈并不能消除色差,但可以使其他一些与色差有关的、影响成像质量的因素减少,所以用小光圈还是能够改进总体成像质量的,如提高清晰度和反差等.但用长焦距镜头拍摄时,尽管缩小光圈,其色差的影响还是很明显的,表现在影像的清晰度、明锐度、反差和彩色还原能力等均降低了.
APO 镜头对彩色三原色光(红、绿、蓝色)同时进行校正,使它们能会聚到同一焦点平面上,其结果不仅真实地再现了红、绿、蓝色,也可以大幅度地提高了彩色中间色的还原能力.用APO 镜头拍摄的照片整体成像质量很好,因为这类镜头常常采用非球面镜片设计,因此还对球面像差 (即镜头不同的区域将同一物像聚焦至不同的距离上,从而使成像柔和) 也进行了校正.复消色差镜头的聚焦曲线见图 4-9.
消除色差的常用办法之一是采用不同色散材料的光学元件来组成镜头,用其中的一种光学元件的正色散来抵消另一种光学元件所产生的负色差.但这种方法对于焦距较长 (如300mm以上)的镜头就不那么有用了.因为镜头焦距愈长,由色散而引起的色差也就愈严重,所以对于长焦镜头,更常用的办法是采用特殊色散或超低色散玻璃来制作光学元件.这类玻璃内掺有稀土元素,因此生产成本提高了.所以APO 镜头内的光学元件并不全是用超低色散玻璃来制造的,其中只有几片(一般为一至三片)是用这类材料来制造.此外,大多数APO 镜头均是大口径、长焦距和特长焦距的镜头.
许多厂家均生产了自己的APO镜头,但不一定用"APO"来指明.目前莱卡、美能达、理光和西格玛公司用APO 来标明复消色差镜头；而尼康和潘太克斯公司则用"ED"(超低色散)来表示 (即镜片中含有超低色散镜片)；佳能公司用"L"来表示(为Luxury之简写,表示"奢侈"或"高档"的含义)；腾龙厂用"LD"表示(Low Dispersion,低色散)；图丽厂则用"SD"(Super low Dispersion,超低色散)标明.大多数厂家生产的APO镜头除了用字母表示出来外,在镜头前端一般都有一圈特别的颜色加以标记,以区别于普通镜头.有些是金色或银色,大部分是采用红色,即所谓的"红圈"标记,购买时一眼就能认出来,非常醒目.由于超低色散光学玻璃的造价较高,因此这类镜头的价格都是比较高的,非一般业余摄影爱好者所能及的,读者将会在后面的表格中看到,所以也有人称这类镜头为"专业"镜头.