衍射镜片在相机镜头上的应用
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光线在通过镜片后会发生折射。不同颜色(波长)光线的折射率有所差异,这就导致平行光线通过镜片后很难汇聚在一点,使成像画面也有了色像差。
*这里主要说的是轴向色差/LCA。
绝大多数镜片都是对短波(蓝色)的折射率更大。包括萤石镜片在内的绝大多数低色散镜片,也只能做到缩小不同波长光线的折射率差异。
而“衍射镜片”(也称作“菲涅尔透镜”)则与绝大多数镜片刚好相反,它对长波(红色)的折射率更大。将它与普通镜片组合在一起,不仅可以通过“负负得正”的方法抵消色像差,还能有效缩短镜片间距,兼顾小型化与轻量化。
普通的衍射镜片会产生更多杂光与眩光,多用于幻灯机、放大镜等对精度要求不高或入射光波长较为集中的设备。临近年,佳能提出了“多层衍射光学元件”,让绝大多数入射光都能用于成像,减少了光线损失与眩光*,这才让衍射镜片可以应用在镜头设计中(而且佳能的“多层衍射光学元件”还兼具了非球面镜片的功能,可以校正球面像差和其他像差)。
年9月6日,佳能展示了首款具有“多层衍射光学元件”(“DO”是DiffractiveOptical的缩写,而Diffractive就是衍射)的镜头EFmmF/4DOISUSM。4年后,尼康在推出COOLPIX8便携相机时提供了选购配件的TC-E3PF增距镜,通过菲涅尔透镜(“PF”是PhaseFresnel的缩写,原理与佳能DO基本相同)实现了小型化。
到目前为止,佳能共推出了5款DO镜头,包括:EFmmf/4DOISUSM、EF70-mmf/4.5-5.6DOISUSM、EFmmf/4DOISIIUSM、RFmmF11ISSTM和RFmmF11ISSTM。其中EFmmf/4DOISUSM相比没有采用DO镜片的设计原型短了约26%、轻了约36%。
年9月,佳能在CanonExpo上展示了应用DO和BR镜片的mmF4镜头,比当时在售的mmF4镜头短了很多。
尼康在年1月推出了采用PF镜片的可交换镜头AF-S尼克尔mmf/4EPFEDVR,相比之前的AF-S尼克尔mmf/4DIF-ED短了约75mm、轻了约g(并且增加了IS防抖)。之后,尼康又推出了AF-Smmf/5.6EPFEDVR、Zmmf/6.3VRS和Zmmf/6.3VRS。
除佳能、尼康外,目前还没有其他品牌推出具有类似技术的镜头。尽管两家厂商都已通过材料、工艺改进尽可能减少了DO/PF镜片的炫光,但在逆光或画面中存在高亮度点光源时,应用DO/PF镜片的镜头依然会有比普通镜头稍明显的炫光。通常认为此类镜头更适合自然光线下的拍摄,是生态摄影的好帮手。
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