像差[aberration]

理想的攝影鏡頭在成像時(shí)，必須具備下列幾點(diǎn)特性：①點(diǎn)必須成像為點(diǎn),。②正前方的面必須與光軸垂直成像為正的面,。③被攝體與鏡頭的成像必須是相似形。此外,，從映像表現(xiàn)面來(lái)看,，忠實(shí)的色彩再現(xiàn)性也不容忽視。如果只注意到靠近光軸的光線,，那么,，單色光（特定波長(zhǎng)的光）的場(chǎng)合就可以獲得接近理想鏡頭的描寫(xiě)性能。然而,，對(duì)于必須使用大光圈以獲取充分的光量,，對(duì)焦也不只限于近光軸區(qū)域，而是畫(huà)面的每一個(gè)角落的攝影鏡頭而言,，只要下列各項(xiàng)障礙因素存在,，滿足理想條件的鏡頭是不存在的。

1,。幾乎所有的鏡片面都是球面構(gòu)成的,，因此,，以點(diǎn)呈現(xiàn)出來(lái)的光，無(wú)法結(jié)成理想的點(diǎn),。

2,。光的波長(zhǎng)的不同，焦點(diǎn)位置也不同,。

3,。廣角、變焦,、望遠(yuǎn)等，改變畫(huà)角時(shí)所衍生的各色各樣的需求,。

包括這些因素在內(nèi)的成像,，和理想的像之間的差異，總稱為像差（aberration）,。

總之,，為了實(shí)現(xiàn)高性能鏡頭的目標(biāo)，如何全力減少像差,，以及如何盡量接近理想成像,，將是zui關(guān)鍵性的課題。像差分為不同波長(zhǎng)的光所引起的·色像差以及·單色光所引起的像差兩種,。

色像差[chromatic aberration]

當(dāng)像陽(yáng)光這種白色光（由于各種色光平均地混在一起,，所以感受不出色彩）通過(guò)三棱鏡時(shí)，我們可以觀察到彩虹光譜,。這是因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)的折射率（和色散率）不同所引起的現(xiàn)象（短波長(zhǎng)的折射率強(qiáng),，長(zhǎng)波長(zhǎng)的弱）。這種發(fā)生在三棱鏡的現(xiàn)象,，雖然程度有別,，但同樣會(huì)發(fā)生在鏡頭上。這種起因于不同波長(zhǎng)的像差,，我們稱它為色像差,。色像差分成兩種，一為光軸色像差（axial chromatic aberration）,，指的是光軸上的焦點(diǎn)位置,，因波長(zhǎng)不同產(chǎn)生異動(dòng)現(xiàn)象；另一為倍率色像差（chromatic difference of magnification）,，為畫(huà)面周邊因波長(zhǎng)的差異,，所引起的映像倍率改變之謂。在實(shí)際作品上,，光軸色像差引起色彩產(chǎn)生松蒙或光斑（flare）,，而倍率色像差則在畫(huà)面周?chē)鹕叔e(cuò)開(kāi),，如鑲邊（fringing）的現(xiàn)象。色像差的矯正,，一般是組合折射率和色散率不同的鏡片來(lái)進(jìn)行,。鏡頭的焦點(diǎn)距離愈長(zhǎng)，色像差的影響愈大,，特別是超望遠(yuǎn)鏡頭,，色像差矯正是獲得鮮銳畫(huà)質(zhì)的zui重要關(guān)鍵所在。僅僅仰賴光學(xué)玻璃的組合,，依然有它的極限,，不過(guò)自從采用各種低色散鏡片（CANON的人造結(jié)晶的螢石及UD鏡片，超級(jí)UD鏡片,，DO鏡片,；NIKON 的ED鏡片；騰龍：LD,，AD 鏡片,；適馬，圖麗：APO,SLD鏡片等）之后,，立刻有了突飛猛進(jìn)的改善,。另外，光軸色像差又稱為縱色像差（longitudinal chromatic aberration與光軸形成縱向）,，倍率色像差又稱為橫色像差（lateral chromatic aberration與光軸成橫向）,。注：色像差不僅影響彩色軟片的色彩再現(xiàn)，也會(huì)減低黑白軟片的解像力,。

消色差鏡頭[achromat]
針對(duì)兩個(gè)波長(zhǎng)的光線,，加以色像差矯正的鏡頭。攝影鏡頭上矯正的是藍(lán)紫色系與黃色系的光線,。

高校正鏡頭[apochromat]
針對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)的光加以消色處理的鏡頭,，特別是減少次光譜的消色差鏡頭。

賽德?tīng)柕奈逑癫?/strong>[five aberration of Seidel]
1856年德國(guó)的賽德?tīng)?，分析出五種鏡頭像差源之于單一色（單一波長(zhǎng)）,。此稱為賽德?tīng)栁逑癫睢?/span>

①球面像差[spherical aberration]

以鏡頭是球面構(gòu)成的觀點(diǎn)而言，這是一種無(wú)可避免的像差,。當(dāng)平行的光線由鏡片的邊緣通過(guò)時(shí),，它的焦點(diǎn)位置比較靠近鏡片，而由鏡片的中央通過(guò)的光線,，它的焦點(diǎn)位置則較遠(yuǎn)離鏡片（這種沿著光軸的焦點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)的量,，稱為縱向球面像差）?？趶接蟮溺R頭,，這種傾向愈明顯,。受到球面像差影響的點(diǎn)像（point image），近軸光線的影像,，其邊緣彷佛被周?chē)鷣?lái)的光斑（flare,，又稱為halo光暈，它的半徑稱為橫向球面像差）所包圍,。因此由畫(huà)面中央到周?chē)际艿接绊?，整體好象蒙上一層紗
似的，變成缺少鮮銳度的灰蒙影像,。對(duì)于球面鏡片的球面像差進(jìn)行矯正,，是件非常困難的工程。通常是以某一個(gè)入射距（從光軸起算的距離）的光線為基準(zhǔn),，然后使用凸,、凹兩枚鏡片予以適當(dāng)?shù)慕M合來(lái)
完成，可是,，只要是使用球面鏡片，某種程度的球面像差就無(wú)法獲得很大的改善,。不過(guò),，*消除大口徑鏡頭全開(kāi)狀態(tài)的球面像差，除了采用非球面鏡片之外別無(wú)他法,。

②慧星像差[coma/comatic aberration]

球面像差矯正過(guò)的鏡頭,，在它的畫(huà)面周邊zui常見(jiàn)的現(xiàn)象。當(dāng)光軸外的光線斜向射入鏡頭后,，在面上無(wú)法聚集成一點(diǎn),，向畫(huà)面中心或相反方向形成拖著尾巴的一種像差。拖著尾巴的樣好象慧星（掃把星）,，所以叫做慧星像差,，，這種松蒙現(xiàn)象稱為慧星光斑（comatic flare）,。即使是可以在光軸上,，將點(diǎn)成像成點(diǎn)的鏡頭，從離軸的點(diǎn)過(guò)來(lái),，通過(guò)鏡頭邊緣的光線,，和通過(guò)鏡頭中心的主光線相比,，有著不一樣的折矢（sagittal）像面的光束并無(wú)等價(jià)條件,，所以兩者的光線不能同時(shí)成為一點(diǎn),。子午像面的焦點(diǎn)在*位置時(shí),，弧矢像面的光線就結(jié)成線狀（同心圓方向/子午焦線）,，反之，弧矢像面的焦點(diǎn)在*置時(shí),，子午線面的光線也結(jié)成線狀（放射狀方向/弧矢焦線）。

④像面彎曲[curvature of field]

焦點(diǎn)對(duì)在平面物體時(shí),，像面并沒(méi)有結(jié)成平面，像碗狀一樣形成內(nèi)凹的一種現(xiàn)象,。因此,，當(dāng)焦點(diǎn)對(duì)在畫(huà)面中心時(shí)，四周趨清晰,，反之，焦點(diǎn)對(duì)在四周時(shí)中心就變模糊,。像面彎曲主要隨著像散現(xiàn)象的矯正方法而改變,，由于像面會(huì)出現(xiàn)在子午像面和孤矢像面之間，因此,，像散現(xiàn)象矯正得愈好，像面彎曲現(xiàn)象就愈少,。由于縮小光圈無(wú)法矯正像面彎曲,，因此設(shè)計(jì)上,，一般都是改變各種單鏡片的開(kāi)頭或者選擇光圈的位置上下功夫,。像散現(xiàn)象和像面彎曲需要同時(shí)矯正時(shí)，不可少的條件之一的就是匹茲萬(wàn)條件（Petzval’s condition/1843年）,。這個(gè)條件就是，將鏡頭使用的單鏡片數(shù),，加在各單鏡片的折射率乘以焦點(diǎn)距離的積的倒數(shù)上，它的和等于零,，這個(gè)和叫做[匹茲萬(wàn)和數(shù)]（Petzval’s Sum）,。