数码相机镜头知识——色散、低色散与超低色散

本文介绍了光学介质中的色散现象及其对成像质量的影响。详细解释了色差产生的原因,并探讨了萤石镜片及超低色散镜片如何改善这一问题。
同一光学介质,对不同波长光的折射率是不同的,也就是说,对于一枚镜头而言,不同色光的焦点位置实际上是不一样的,这必然导致很多成像问题,其中之一就是色散。
众所周知,我们看到的白光都是由不同波长的光合成的。当白光通过三棱镜时,我们会看到七色光谱,这种复色光被分解为单色光的现象,即被称为“色散”。而这种现象导致的结果则被称为色差,是由于镜头没有把不同波长的光线聚焦到焦平面而造成的。它会导致画面清晰度降低。如果色差非常严重,就会使照片中对比强烈部分的边缘上出现异常颜色线条。
为尽力解决色散问题,厂商开始着手开发以低色散材料为基础的镜片。
在天然材料中,一种叫萤石的矿物质就具有局部色散的超低色散特性。质地均匀且透明的萤石是一种极为珍贵的材料,俗名冷翡翠。
天然萤石镜片具有非常优秀的消色差性能,但是其性质并不是很稳定,而且生产成本过于高昂,所以通常只应用在极少数售价高达数万元的高端镜头上。由于天然萤石结晶体积一般很小,而且质地并不都很均匀,所以佳能公司开发了人工萤石结晶技术,制造出人工萤石镜片,一般直接称为萤石镜片。
然而,不论是天然还是人造萤石镜片,成本对于大众来说都太高了。所以各大厂商又纷纷研发萤石镜片的替代品。这些由光学玻璃混合专利氧化物制造的镜片被称为超低色散镜片,有着和萤石镜片相近的光学性能和相对较低的成本。采用这些镜片的镜头具有很强的抗色散能力,成像清晰度高,色差小。
不同厂商生产的超低色散镜片名称不同,如佳能的UD、尼康和宾得的ED、腾龙的的LD和适马的SLD等等,我们可以在部分产品上看到这些标注。当然,为获得更好的效果,现在一些消费级DC的镜头中也采用了超低色散镜片。
先看效果: https://renmaiwang.cn/s/jkhfz Hue系列产品将具备高度的个性化定制能力,并且借助内置红、蓝、绿三原色LED的灯泡,能够混合生成1600万种不同色彩的灯光。 整个操作流程完全由安装于iPhone上的应用程序进行管理。 这一创新举措为智能照明控制领域带来了新的启示,国内相关领域的从业者也积极投身于相关研究。 鉴于Hue产品采用WiFi无线连接方式,而国内WiFi网络尚未全面覆盖,本研究选择应用更为普及的蓝牙技术,通过手机蓝牙单片机进行数据交互,进而产生可调节占空比的PWM信号,以此来控制LED驱动电路,实现LED的调光功能以及DIY调色方案。 本文重点阐述了一种基于手机蓝牙通信的LED灯设计方案,该方案受到飞利浦Hue智能灯泡的启发,但考虑到国内WiFi网络的覆盖限制,故而选用更为通用的蓝牙技术。 以下为相关技术细节的详尽介绍:1. **智能照明控制系统**:智能照明控制系统允许用户借助手机应用程序实现远程控制照明设备,提供个性化的调光及色彩调整功能。 飞利浦Hue作为行业领先者,通过红、蓝、绿三原色LED的混合,能够呈现1600万种颜色,实现了全面的定制化体验。 2. **蓝牙通信技术**:蓝牙技术是一种成本、短距离的无线传输方案,工作于2.4GHz ISM频段,具备即插即用和强抗干扰能力。 蓝牙协议栈由硬件层和软件层构成,提供通用访问Profile、服务发现应用Profile以及串口Profiles等丰富功能,确保不同设备间的良好互操作性。 3. **脉冲宽度调制调光**:脉冲宽度调制(PWM)是一种高效能的调光方式,通过调节脉冲宽度来控制LED的亮度。 当PWM频率超过200Hz时,人眼无法察觉明显的闪烁现象。 占空比指的...
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