白光是指由各種波長的光線平均混合在一起光線,感覺不出色彩,人眼可以感受到的可見光的波長為400nm(紫色)~700nm(紅色)。
光學玻璃的折射率隨通過的光波的波長變化而變,它對短波長的光的折射率比長波長的折射率更大,當白光通過三棱境時,我們可以觀察到彩虹光譜。由對波長的折射率不同而引起的彩虹光譜稱之為色散現象(Dispersion)。
在攝影鏡頭中。這種起因於不同波長的像差,我們稱它為色像差(chromatic Aberration)。
色像差分成兩種:
1、軸向色像差(Axial chromatic aberration):指的是光軸上的位置,因波長不同產生不同顏色有不同焦點的現象。如上圖,紅色光線的焦點比藍色光線的焦點更遠離鏡片。
2、倍率色像差(Chromatic difference of magnification):系指像的周圍因光線波長的差異,所引起的映像倍率之改變。這是一種軸外像差,隨視場角的增大而增大。
軸向色像差涉及到成像的焦點距離,引起色彩產生鬆散或光斑(flare);而倍率色像差別則涉及到成像的大小,在畫面周圍引起色彩錯開,形成擴散的彩色條紋,如鑲邊(fringing)現象。
色像差不僅影響彩色膠片上成像的色彩再現,也會減低黑白膠片上成像的解像力。
軸向色像差的矯正,一般是採用不同折射率/色散率的鏡片來進行組合,使它們的色像差相互抵消。典型的視採用一個正的冕牌透鏡與一個負的火石透鏡組合。會聚的冕牌透鏡具有低折射率和小的色散,而發散的火石透鏡具有高折射率和更大的色散。
倍率色像差的矯正比較困難,它對像質的劣化作用隨焦距增大而加劇,並且不會隨光圈縮小而減少。倍率色像差的有效矯正辦法是採用異常/超低色散的光學玻璃。
鏡頭的焦點距離愈長,色像差的影響愈大,特別是超長焦鏡頭,色像差矯正是獲得鮮銳畫質的最重要關鍵所在。僅僅仰賴光學玻璃的組合,依然有它的極限,異常/超低色散,才能具有明顯的改善。