一、 AS非球面

　　一般鏡頭中所用的鏡片，都可以看作是球體的一部分，它的表面曲率是固定的，在由光軸上同一物點(diǎn)發(fā)出的光線，通過(guò)鏡頭后，在像場(chǎng)空間上不同的點(diǎn)會(huì)聚，從而發(fā)生了結(jié)像位置的移動(dòng)，這就是球面像差。它的產(chǎn)生是由于離軸距離不同的光線在鏡片表面形成的入射角不同而造成的。當(dāng)平行的光線由鏡面邊緣（遠(yuǎn)軸光線）通過(guò)時(shí)，它的焦點(diǎn)位置比較靠近鏡片;而由鏡片的*通過(guò)的光線（近軸光線），它的焦點(diǎn)位置則比較遠(yuǎn)離鏡片。這種沿著光軸的焦點(diǎn)間錯(cuò)開(kāi)的量，稱為縱向球面像差。由于這種像差的緣故，會(huì)在通過(guò)鏡頭中心部分的近軸光線所結(jié)成的影像周圍，形成由通過(guò)鏡頭邊緣部分的光線所產(chǎn)生的光斑，使人感到所形成的影象變成模糊不清，畫(huà)面整體好象蒙上一層紗似的，變成缺少鮮銳度的灰蒙蒙的影像。這個(gè)光斑的半徑稱為橫向球面像差。

　　可以想象，在鏡頭光圈全開(kāi)，或接近全開(kāi)時(shí)，鏡頭的通光量大，像差對(duì)于成像的影響也大，而且口徑越大的鏡頭，這種影響越明顯。這也在一個(gè)側(cè)面解釋了，為什么在光圈全開(kāi)時(shí)，成像的銳度不如光圈收小的問(wèn)題。因此，有時(shí)適當(dāng)?shù)夭捎眯∫恍┑墓馊?，可以有效地提高成像?huà)質(zhì)，增加景深，避免因?yàn)楣馊^(guò)大而引起的焦點(diǎn)較淺，容易跑焦與畫(huà)面銳度不夠的情況。但單靠收小光圈來(lái)降低像差對(duì)成像的影響并不是一個(gè)根本的解決方案，因?yàn)槿绻癫钸^(guò)大，通過(guò)縮小光圈消除像差時(shí)，可能會(huì)引起聚焦面的移動(dòng)。對(duì)于球面鏡片的球面像差矯正，通常是以某一個(gè)入射距的光線為基準(zhǔn)，然后使用凸、凹兩枚鏡片加以適當(dāng)?shù)慕M合來(lái)完成，但這種方法并不*，想要*消除球面像差，現(xiàn)有條件下只有采用非球面鏡片來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　非球面鏡就是為了校正球面像差而開(kāi)發(fā)出來(lái)的，功能就是通過(guò)修改鏡片表面的曲率，讓近軸光線與遠(yuǎn)軸光線所形成的焦點(diǎn)位置*重合。這樣畫(huà)面整體感覺(jué)會(huì)銳利而清晰，邊緣部分的解像力也大為提高。

　　通常一片非球面鏡片就能達(dá)到多個(gè)球面鏡片矯正像差的效果，因此可以減少鏡片的數(shù)量，使得鏡頭的精度更佳、清晰度更好、色彩還原更為準(zhǔn)確、鏡頭內(nèi)的光線反射得以降低，鏡頭體積也相應(yīng)縮小。非球面鏡頭具有變倍高、物距短、光圈大的特點(diǎn)。變倍高可以簡(jiǎn)化鏡頭的種類，物距短可以應(yīng)用在近距離攝像的場(chǎng)合，光圈大則可以適應(yīng)光線較暗的場(chǎng)所，因此應(yīng)用領(lǐng)域日漸寬廣。

         二、SD超低色散

　　復(fù)合光（白光）通過(guò)三棱鏡等分光器被分解為各種單色光的現(xiàn)象，叫做光的色散。分開(kāi)的單色光依次排列而成的光帶叫做光譜。各種顏色的光在真空中都以恒定的速度傳播;而在介質(zhì)中，光波的傳播速度要減小;而且不同波長(zhǎng)的光波，傳播速度也各不相同。因此，同一介質(zhì)對(duì)不同的單色光折射率是不同的，紅色光的折射率zui小，紫色光的折射率zui大，分離之后，聚焦于不同點(diǎn)（如圖3）。消色差就是使得色光能重新聚焦在同一點(diǎn)。zui初的消色差只能針對(duì)某兩種色光進(jìn)行，后來(lái)改進(jìn)為可以對(duì)某三種色光，就稱為復(fù)消色差。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)消色差，可以采用很多種手段。其中zui常見(jiàn)的減低色差方法就是應(yīng)用低色散鏡片，該鏡片材料具有超低色散系數(shù)，有助于減小色差，一般被應(yīng)用于長(zhǎng)焦鏡頭中。

　　低色散鏡片在鏡組中的構(gòu)成片數(shù)及鏡片大小也是因鏡頭的設(shè)計(jì)取向而定，一般而言，它在一個(gè)鏡組中鏡片越大越好、越多越好。但由于低色散鏡片的制造成本要高于普通鏡片，所以目前市場(chǎng)上采用這種SD超低色散鏡片的產(chǎn)品還不是太多。如日系某品牌電動(dòng)系列變焦鏡頭里就采用了SD超低色散鏡片。

        三、紅外ED

　　光作為一種帶有能量的電磁波，具有波的特性，肉眼可見(jiàn)的波長(zhǎng)范圍是350nm-700nm，稱之為可見(jiàn)光;波長(zhǎng)為700nm以上的光稱之為紅外光，紅外光是肉眼不可見(jiàn)的，但攝像機(jī)的圖像傳感器卻可以感知并成像。

　　作為一個(gè)基本物理現(xiàn)象，不同波長(zhǎng)的光線通過(guò)鏡頭之后，因折射率不同，聚焦面的位置不同，普通鏡頭只能讓可見(jiàn)光匯聚于一個(gè)聚焦面，但對(duì)波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅外光無(wú)法與可見(jiàn)光匯聚于同一個(gè)面。所以在鏡頭將可見(jiàn)光的焦面匯聚于攝像機(jī)CCD的靶面時(shí)，紅外光線所成的焦面與可見(jiàn)光的焦面不在一個(gè)面上，由于色差及聚焦面的偏移，就會(huì)導(dǎo)致成像畫(huà)面模糊。紅外鏡頭（亦稱紅外矯正鏡頭）采用了特殊的ED玻璃材料，可見(jiàn)光與紅外光通過(guò)時(shí)，匯聚的焦面可以聚合成一個(gè)面，這樣就保證了24小時(shí)復(fù)雜光源條件下的成像依然清晰銳利。為了防止使用普通鏡頭時(shí)，紅外光作為雜光影響成像，所以普通的攝像機(jī)CCD前面一般會(huì)有紅外濾光鏡（IR Cut Filter）將紅外光濾掉，以保證可見(jiàn)光可以成像清晰。但在光線微弱的場(chǎng)景，如黃昏或夜晚，可見(jiàn)光已達(dá)不到攝像機(jī)CCDzui低照度時(shí)，就需要外加紅外燈來(lái)幫助成像，這時(shí)就要將CCD前的紅外濾光鏡移開(kāi)，讓盡可能多的紅外光進(jìn)來(lái)。但是，這種日夜型彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)，在與普通的鏡頭配合時(shí)，雖然也可以讓紅外光通過(guò)，但卻無(wú)法解決焦面偏移的問(wèn)題，畫(huà)面依然會(huì)出現(xiàn)模糊;只有與紅外鏡頭配合時(shí)，并且外加紅外光源，才可以得到的效果（如圖5）。這種紅外的效果，有些廠家采用的是寬域的鍍膜來(lái)增加紅外光透過(guò)率，更有效的是采用特殊的玻璃材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。紅外光因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)較長(zhǎng)，具有很好的穿透性，如穿透煙霧、水氣等，所以紅外鏡頭在易因大霧引發(fā)事故的高速公路、河道、船只進(jìn)出港以及經(jīng)常大霧彌漫的邊海防監(jiān)控等場(chǎng)景中，具有不可替代的作用。


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