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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。