Kern 100mm F3.3 在無窮遠時，最佳畫質光圈測量實驗 @ 阿鶴的部落格

0730_2011_更新

致謝：感謝小霆慷慨出借Kern 100mm F3.3，小沛慷慨出借Sony NEX-5機身，沒有你們，這篇文章寫不出來，謝謝你們！

鏡頭設計是以使用球面鏡片為主，因為球面鏡匯聚光線，因此可以讓被攝人物的眼睛光線發散後匯聚在底片上某一特定A點，手指頭發散的光線聚集在底片上另一特定B點，腳踝光線發散後聚集在底片上第三特定C點，許多點匯集後，於是底片上呈現一個人的像，是上下左右顛倒的實像。

因為使用球面鏡，所以會產生球面像差，光線越偏離主軸（越靠近鏡片邊緣），折射角度越大（sinθ），距離焦平面越遠，球面像差是一個圓的最外面，照片是在圓內取一個長方形，對應在照片上的位置就是四邊邊角，越靠近邊角影像越是扭曲，畫質越差。

光經過三稜鏡時，折射後，會產生紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等顏色，這是因為三色光（紅、藍、綠）的波長不一樣，所造成的色散。因為色散（或稱為色差）是會產生的，不論您使用球面鏡、凹透鏡、或是三稜鏡。為了降低色散可以使用螢石晶體做為鏡片，或著其他低色散鏡片，例如：Nikon的ED鏡片、Canon的UD鏡片。這些是利用材料降低色散，屬於材料論。另一種是利用光學設計來降低色散，當三原色校準在一定光波長範圍內，達到低色散的效果，可稱為APO（apochromatic），這是結果論，我印象中LEICA和ZEISS對於APO的要求和定義是不一樣的，不過效果都是相當好的。如果色差嚴重的話，可以在高低反差的交界帶，看到紫邊效應或綠邊效應。

一條白光如果射向鏡心，無疑的，可以較精準投射到焦平面，同樣的色散造成的影響也比較小。但是如果一條白光靠近鏡片邊緣（越偏離主軸）而投向焦平面，因為球面像差，所以越偏離正確的焦點，偏折角度越大，這時同樣的色差在此時因為偏折角度越大的關係，色差就顯得較為明顯。

目前可以在鏡頭內加入一到兩片非球面鏡，以降低球面像差。非球面鏡從一開始是利用「研削方式」而得，到目前利用「鑄模方式」取得以及「複合方式」取得，至於哪一種方法取得的非球面鏡效果比較好，這就牽涉到該公司願意投入的心血有多少。

目前阿鶴手頭有一顆鏡頭，是Kern 100mm F3.3 C接環鏡頭，我記得這一顆沒有使用非球面鏡片，這顆鏡頭是設計給電影底片規格使用的，不是135底片的規格，所以成像圈較小。但由於成像圈較小，才有機會看到成像圈的邊緣表現。

把這顆鏡頭專接到Sony NEX-5機身上面，可以明顯看到成像圈，這是我使用NEX-5而不使用M43規格機身的原因。

縮光圈可以降低球面像差，但是會讓繞射產生，所以不宜把光圈縮到最小拍照，因為通常最小光圈的畫質是不好的。

在此阿鶴做了簡單的實驗，就是：把鏡頭裝到NEX-5機身上，架上三腳架，找一個遙遠的物體（臺大醉月湖中的亭子），讓鏡頭對焦到無窮遠，ISO降到最低，從F3.3光圈，一路縮到F22，同樣的曝光EV值，看看哪一個光圈下其成像品質最好。

因為PIXNET部落格上面的原圖照片顯示出來不夠大，所以細節看不出來，不容易看出F11是最佳光圈。茲將螢幕上的照片放大到100％，擷取螢幕畫面，因為是100％的放大率，所以沒有放大補點的問題存在。最後將F8、F11和F16的照片擺在同一張照片內，由上往下分別是F8、F11和F16，方便比較解析力和色彩還原力，以利看出F11是最佳光圈。

資料如下：