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搞懂鏡片│為什么帶有ED的望遠(yuǎn)鏡價(jià)格更高?

2022年11月07日 18:22:09      來(lái)源:歐尼卡光學(xué)(武漢)有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺(tái)      閱讀量:153

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相信大家在選購(gòu)?fù)h(yuǎn)鏡的時(shí)候會(huì)有一個(gè)疑惑:為什么ED鏡片的望遠(yuǎn)鏡這么貴?

其實(shí)兩句話就可以總結(jié):

1.ED玻璃能減少紫邊、降低色差,提高成像的銳度;

2.一分錢一分貨,ED玻璃造價(jià)比普通玻璃貴幾倍甚至十幾倍,價(jià)格自然高。

雖然這個(gè)問(wèn)題有了答案,但相信有人和我一樣還是難以理解這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

1.首先了解一下玻璃對(duì)望遠(yuǎn)鏡的重要影響

我們知道,光的不同色彩,本質(zhì)就是波長(zhǎng)的不同,人類的視錐細(xì)胞只能感受到某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光,因而有了可見(jiàn)光。我們所說(shuō)的可見(jiàn)光,就是光學(xué)意義上的三原色——藍(lán)綠紅,在RGB中,將這三種顏色組合在一起,就變成了白光,而這三原色任意“重合/組合”,人眼看到的世界就變得五彩斑斕。

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「光學(xué)上的三原色為藍(lán)綠紅」

人眼看見(jiàn)的光的范圍還受大氣層影響,因而在陰天,你會(huì)發(fā)現(xiàn)你用望遠(yuǎn)鏡是很難看清物體和天空的。

望遠(yuǎn)鏡是通過(guò)光線折射或反射使物體發(fā)出的光來(lái)會(huì)聚成像,使用的光學(xué)玻璃是最主要的部件,其性能參數(shù)將直接影響到鏡子的成像質(zhì)量。


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「望遠(yuǎn)鏡內(nèi)部的鏡片結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,一般由物鏡、棱鏡、目鏡組成」


2.你的望遠(yuǎn)鏡或者攝影鏡頭為什么會(huì)有紫邊等現(xiàn)象?

光學(xué)玻璃由化學(xué)成分構(gòu)成,根據(jù)具體的化學(xué)成分,每種類型的玻璃都具有特定的折射率色散率,這些材料的折射和色散是無(wú)法控制的。

TIPS:藍(lán)紅綠三原色光的折射率差異越大,該光學(xué)材料的色散率就越高。如果一種材料隨著波長(zhǎng)變化引起折射率變化很大,我們就說(shuō)這種材料是“高色散”的,反之,則稱為“低色散”。

高色散意味著白光將被分離成更寬的彩色光譜帶,光線因不能聚集而模糊,也會(huì)使光線在物體周圍形成彩色邊緣,尤其在高反差環(huán)境下明顯。


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「如圖,因?yàn)楣獾牟煌凵洌⑤^大,不能聚集在一個(gè)點(diǎn)」

有了色差,會(huì)有這樣的缺點(diǎn):

1.由于不同色光焦距不同,物點(diǎn)不能很好的聚焦成一個(gè)的像點(diǎn),所以成像模糊;

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2.由于不同色光焦距不同,所以放大率不同,畫面邊緣部分明暗交界處會(huì)有彩虹的邊緣。

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當(dāng)變焦倍數(shù)越大,鏡片組成越復(fù)雜,越容易造成光線的色散。對(duì)于喜歡高倍望遠(yuǎn)鏡、觀鳥(niǎo)鏡、天文望遠(yuǎn)鏡、喜歡高色彩還原度的用戶來(lái)說(shuō),升級(jí)至低色散玻璃的鏡子是有必要的。

消色差的原理,是利用不同折射率、不同色差的玻璃組合,達(dá)到消除色差的目的。白光通過(guò)鏡片時(shí),由于各種色光的折射率不同而分離,聚焦于不同點(diǎn),消色差使得色光能重新彌合,聚焦在同一點(diǎn)。


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「普通消色差,利用兩片鏡片的組合,能有效消除色光」


由于光的波段有不同區(qū)間,消除色差的技術(shù)有限,同一個(gè)鏡片,要么紅光色差大、要么藍(lán)光色差大。那無(wú)法消除剩余色差,被稱為二級(jí)光譜。但是后期經(jīng)過(guò)不斷探索,我們終于引進(jìn)了復(fù)消色差(APO)技術(shù)。

3.目前掌握的消色差技術(shù)

普消色差、ED(低色散玻璃)和APO(復(fù)消色差)都是為了解決色差而產(chǎn)生的,但是注意的是,ED是材料,APO是結(jié)構(gòu)。

1. 普消色差

利用兩種鏡片相反的色差性質(zhì),膠合在一起消除兩種色光,就可以有效地控制色差。

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普消色差示意圖

對(duì)于一般的手持雙筒望遠(yuǎn)鏡來(lái)說(shuō),普消色差與更高級(jí)的消色差區(qū)別并不明顯,如果是高階望遠(yuǎn)鏡玩家,也許能看出一些成像質(zhì)量的差別。

近年來(lái),具有特別色散特性或很高折射率的光學(xué)玻璃已經(jīng)被應(yīng)用于現(xiàn)代鏡頭的設(shè)計(jì)之中。這些類型的玻璃能更加有效的降低鏡頭的色彩畸變。懂一些的朋友肯定聽(tīng)過(guò)螢石。螢石是一種具有特殊色散特性的玻璃,它折射率和色散極低,對(duì)紅外線、紫外線的透過(guò)率好,能非常有效的校正鏡頭色差。但由于螢石易碎,天然螢石尺寸通常較小,可滿足光學(xué)精度要求的很少,加上其可加工性與化學(xué)穩(wěn)定性較差(微溶于水),因而造價(jià)昂貴。使用特殊晶體形成技術(shù)制造人工螢石成本也很高昂,設(shè)計(jì)師轉(zhuǎn)而使用一些低色散光學(xué)玻璃,這就是我們說(shuō)的ED。

2. ED(低色散玻璃)

ED玻璃是具有特別色散特性或很高折射率的光學(xué)玻璃,光線折射后散射很小,所以既能消除色差(彩色邊),色彩還原度高,同時(shí)由于折射后的光線匯聚,所以成像的銳度也比較高。

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使用了ED玻璃,色散比普消色差更小

一般來(lái)說(shuō)ED在鏡組中鏡片越大越好、越多越好,能提高色彩還原性,使色彩更艷麗更真實(shí)。

近些年來(lái),一系列高折射率低色散玻璃(主要是鑭系稀土玻璃)的采用,能更好地改善成像質(zhì)量,使鏡頭質(zhì)量進(jìn)一步提高。

3. APO(復(fù)消色差)

通過(guò)精密的光學(xué)計(jì)算、鏡片研磨、裝配等,生產(chǎn)出可以將三種色光聚焦于同一點(diǎn),增加清晰度和色彩還原度,能對(duì)多種色光(超過(guò)兩種)消除色差,追求零色差。絕大多數(shù)的APO使用了ED來(lái)消除二級(jí)光譜。

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色差已經(jīng)降到了極低的范圍

總之,產(chǎn)品一分錢一分貨,低色散鏡片的制造成本要高于普通鏡片。優(yōu)秀的望遠(yuǎn)鏡往往需要應(yīng)用一些比較高性能玻璃,比如螢石、鑭系玻璃等,這些材料加工難度高、成本高,價(jià)值是常用玻璃的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。

有些光學(xué)結(jié)構(gòu)能夠有先天優(yōu)勢(shì),例如相同級(jí)別下的保羅式望遠(yuǎn)鏡一般比同類型的屋脊式望遠(yuǎn)鏡成像效果更好,但是保羅鏡體積較大、重量一般也較屋脊鏡重,光軸易歪,總之屋脊鏡和保羅鏡各有所長(zhǎng)。

對(duì)于初級(jí)使用者來(lái)說(shuō),ED與非ED差別不是很大。如果是焦距長(zhǎng)的高倍望遠(yuǎn)鏡或者天文鏡,建議還是選ED或者擁有APO的,高倍時(shí)色差就比較明顯了,選擇它們能減少色散提高成像銳度。

除了玻璃,望遠(yuǎn)鏡還有很多材料以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠提高品質(zhì),例如鍍膜等等,這其中材料成本以及加工精度都決定了它的價(jià)格。


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