(示意圖)

相信不少攝影愛好者都試過從取景器取景時,看到畫面的角落有點模糊,然後懷疑原因是自己買了「廉價鏡頭」,於是儲錢買一支更貴更高階的鏡頭,最後卻發現,無論買多昂貴的鏡頭,像差問題仍然存在。

其實早在 2000 年前,希臘數學家 Diocles 已在《Burning Mirrors》一書提出球面像差的問題:由於鏡片以球面製成,光線會因折射的差異而造成球面像差,令畫面中央比角落銳利。

球面像差:

十七世紀的牛頓及數學家 Gottfried Leibniz,都曾致力解決球面像差問題,不過卻仍未找到方法。至 1949 年,科學家 Wasserman 及 Wolf 在《皇家學會報告》科學期刊中發表論文,講解如何以數字分析的方式設計一個沒有球面像差的鏡頭,成功以非球面元素來校正光學像差,得出更清晰的影像,不過得出的只是近似值。

去年,墨西哥國立自治大學(UNAM)的博士生 Héctor A. Chaparro-Romo 及 墨西哥科技大學(Tec de Monterrey)的博士生 Rafael G. González-Acuña 聯手,終於成功找到解決方法:

二人以 500 條光束進行實驗,證明公式的正確率達 99.9999999999%,於是將結果發表到《Applied Optics》期刊上:根據第二塊非球面鏡片的形狀,去決第一塊非球面鏡片的形狀及物像距離,以第二塊鏡片去消除第一塊鏡片所造成的球面像差。

不過,二人發表的方程式只是理論上可行,在實際上,如要做到如此工藝,成本就會高得多,所以暫時仍未有運用此方程式製成的鏡頭成品面世。

如想了解更多,可瀏覽兩名博士生發表的論文《General Formula for Bi-Aspheric Singlet Lens Design Free of Spherical Aberration》。

via Peta Pixel