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ED镜片

ED镜片,中文意思为“超低色散镜片”,其中的ED为英文 Extra-low Dispersion 的简写,是日本Nikon公司生产的一种可有效解决光学镜头产生色散色差问题的镜片。

自19世纪相机工业兴起,镜头的设计越来越复杂,且具备更多的功能。镜头设计工程师不可避免的要跟“色差”打交道。

一般的光学镜头,具有较低的球面像差,但是相对而言,也会伴随产生较大的光线散射,也就是色差(Chromatic aberration),主要是因为不同颜色的可见光(红、 蓝、绿等)的波长不同,经过光学镜片折射率也不同,无法汇聚在同一平面位置,尤其是在长焦距的望远镜头上,波长较长的红光、波长较短的蓝光容易明显造成色散,影像锐利度及色彩鲜明度大大受影响。

透过不断的实验和测试,工程师们将光学玻璃所产生的影像色彩分散现象大致被分解为“纵向色差”--聚焦中心部分会出现同心圆状的色渗现象 与“倍率色差”--在聚焦影像的周围形成异色光斑,并从中心部分开始逐渐向边缘部分扩大。镜头的焦距越长(望远),色差现象也就越明显。

早期的研究发现,天然萤石具有独特的消除色差作用,但天然萤石结晶太小、太贵,无法运用在镜片的制作上。直到1968年末,日本 CANON 公司首创人工合成大片人造萤石(CaF2氟化钙)的技术,并于1969年推出首次采用萤石镜片的镜头 Canon FL-F300 F5.6和FL-F500 F5.6,到了1973年,CANON更推出了著名的 FL300 F2.8萤石镜头。

由于合成萤石镜片的成本实在太高,稍后CANON 公司又发展出另一种由光学玻璃混合专利氧化物的替代品,取名为低色散镜片“UD - Ultra Dispersion”以及更进步的“Super UD”镜片,混合 UD 与 萤石镜片的镜头,在往后的三十年里为 Canon 打下著名的“L”镜传奇。

尽管 Canon 所开发的萤石镜片名噪一时,可是早期的氟化钙镜片会使镜头的折射率产生偏差进而影响对焦,加上价格昂贵,不是一般的业余摄影玩家所能普遍拥有。同是日本摄影龙头的Nikon 公司在 1972 年成功试产了合成 ED镜片,命名为“Extra-low Dispersion”,不仅拥有极佳的锐利度表现,而且抗色差的性能不逊于 Canon 的 UD 系列。Nikon也迫不及待的将这项产品应用在同年发表的 Nikkor 300mm f/2.8 ED 望远镜头之中。

由于Nikon 的ED 镜片抗色散技术便宜又可靠,因此它被大量广泛应用于天文望远镜、望远镜头中。加上 Nikon采用开放的行销策略,将 ED 镜片售与其他无法生产抗色散镜片的厂商,逐步打开 ED 的知名度,而其效果也广被大众所接受。

1972~1985 Nikon 的镶金边镜头(使用 ED 镜片的特殊标记),搭配 PENTAX、OLYMPUS的大力支持,成功的向大众行销了使用“ED”低色散镜片的镜头。这个时期的报导和测试比较认为ED与萤石镜在性能表现上是一致地,不过 ED的结构却会吸收掉一些色光,特别是红光色域,相对的萤石就没有这样的结果,因此萤石镜头可以表现的比ED更为明亮,更能表现出高反差的优异性能,也因此Canon 的萤石镜头并未因 ED 的出现而消失。

由于价位的因素,加上大众普遍可以接受 ED 的效果,同为日本镜头设计大厂 TAMRON 腾龙公司开发出新一代的抗色散镜片技术“LD Low Dispersion”。TAMRON 研究出一种特别处理的树脂非球面表层,透过粘着的方式附在LD玻璃镜片上,形成LD-非球面混合镜片,一举解决掉抗色散与变焦变形两大困扰。在 1995年 TAMRON 发表了这项技术的首次应用 AF 200-400mm f/5.6 LD zoom,为世界上第一支可以变焦到 400mm 的望远镜头。

而其他致力于抗色散镜片技术的,还有SIGMA开发了“SLD/ELD 超低色散镜片”、MINOLTA的“AD低色散镜片”、TOKINA的“SD镜片”以及 中片幅相机 MAMIYA的“ULD镜片”等。这一类广泛使用抗色散镜片的镜头,也有了一个新的标准,简称“APO镜头”(APO 系英文Apochromatic的简写,泛指通过精密的光学计算、镜片研磨、镜头装配等,生产出可以将三种色光聚焦于同一点,增加清晰度和色彩还原度之镜头产品)。通常,绝大多数的APO镜头使用了“低色散镜片”进行修正第二级频谱的色差(correction of secondary spectrum),但并非所有的APO镜头一定都使用了低色散镜片。

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