佳能降低鏡頭眩光與鬼影的秘密：ASC鍍膜

佳能於2014年11月公布的EF 100-400mm F4.5-5.6L IS II USM遠攝變焦鏡頭中首次引入了全新研發的ASC空氣球體鍍膜(Air Sphere Coating)技術。那這是什麼技術呢？為何時至今日，大多數佳能高端鏡頭，尤其是長焦鏡頭中都會使用到這一技術？

簡單地說，這就是佳能降低高端鏡頭出現眩光和鬼影的「秘密」。但要了解ASC鍍膜，就需要了解佳能目前正在使用的多種鍍膜技術，以及眩光和鬼影是如何對畫質產生影響的。

ASC空氣球體鍍膜結構。

ASC空氣球體鍍膜

(Air Sphere Coating)

ASC鍍膜是一種結合現有真空氣相沉積多層鍍膜及單空氣接觸面的超低折射率外層的全新防反光技術，能有效減低傳統多層防反光鍍膜無可避免的眩光及鬼影問題，實現更出色的防反光表現。

超光譜鍍膜由多層鍍膜組成。

多層防反光鍍膜：超光譜鍍膜

(Super Spectra Coating)

當光線進入及離開一片無鍍膜的鏡片時，在每個空氣與鏡片間的界面會因折射率的改變造成約5%的光線被反射。這不僅會減少進光量，亦會導致鏡片之間的光線重複反射，造成不必要的眩光或鬼影。為了防止這種反射，鏡片表面會加入一層防反光的真空氣相沉積塗層。而佳能的防反光真空氣相沉積塗層稱為超光譜鍍膜(Super Spectra Coating)。

超光譜鍍膜是由多層擁有正確折射率差的薄膜組成(即多層鍍膜)，利用光線相消干涉(Destruction Interference)的特性去抵消每層真空氣相沉積鍍膜邊界產生的反射光，有效加強各種不同可見光波長的防反光度(低反射度)。在這些不同塗層的組合中，擁有最接近空氣折射率的低折射率塗層會被安排在最外層(與空氣接觸的一層)以獲得最佳的防反光效果。除了防反光以外，超光譜鍍膜亦能統一不同鏡片的色彩平衡、讓不同型號EF鏡頭的色調特性保持一致。

出現「鬼影」的照片。

出現「眩光」的照片。

眩光與鬼影

多層防反光鍍膜對與鏡片垂直進入的光線最為有效，防反光效果隨著入射角度增加而減少，因此在某些情況下仍然會出現無可避免的眩光(flare)與鬼影(ghosting)。眩光和鬼影是由於光線從鏡片表面反射到其他鏡片或影像感應器而產生於影像上的光學現象。當拍攝時面對強光源例如背光情況，畫面上部分地方會霧化變白，此一現象稱之為眩光(flare)；當畫面上不該有光源的地方出現光點聚集時，此一現象則稱之為鬼影(ghosting)。

為了進一步改善因反射產生的眩光與鬼影，佳能特別研發出ASC空氣球體鍍膜技術。如前所述，ASC鍍膜由現有真空氣相沉積多層鍍膜及一層超低折射率外層組成。其中超低折射率層是一層加入了整齊排列的納米大小空氣球體的薄膜，這個特殊結構能提供遠比現有真空氣相沉積多層鍍膜折射率低的超低折射率。雖然超低折射率層中存有空氣，但因為這些空氣球體的直徑只有約10納米(nm)，比可見光波長更短；加上空氣球體的整齊排列，光線穿過時並不會出現散射(scattering)的情況。超低折射率外層令ASC鍍膜達致比現有真空氣相沉積鍍膜更低的反射率、提供更優秀的防反光效能。

無鍍膜的玻璃鏡片表面反光率高，將很大部分進入的光線反射了出去。

多層鍍膜（真空氣相沉積鍍膜）擁有較高的透光率，但仍然會反射部分光線。

ASC鍍膜（超低折射率外層+真空氣相沉積鍍膜）能大幅減少反射光線，讓更多光線進入鏡頭。

ASC鍍膜與SWC鍍膜

ASC鍍膜是利用光線相消干涉(Destruction Interference)的原理去抵消反射光，對於近乎垂直進入鏡頭的光線最為有效，不過即使入射角度增加，ASC鍍膜仍能大幅減低傳統真空氣相沉積多層鍍膜無可避免的眩光及鬼影。ASC鍍膜亦適用於各種鏡頭，應用較靈活。

SWC次波長結構鍍膜(Subwavelength Structure Coating)則採用與ASC鍍膜截然不同的原理去減少反光，這項由佳能研發的先進技術是將無數比可見光波長還要短、僅200-400微米大小的金字塔型結構排列於鏡片表面，由於這結構不存在折射率突變的分界面，因此可以逐漸改變空氣與鏡片之間的折射率以減少入射光線的反射。SWC鍍膜具有特別優異的入射角度特性，即使面對入射角度特別大的光線仍表現出比ASC鍍膜更優異的防反射效果。此技術能應用於弧度較大的鏡片上，即使是廣角鏡頭大弧度鏡片邊緣所產生的眩光及鬼影亦能有效抑制。

鏡頭設計與鍍膜

鏡頭從一開始的光學設計上已經考慮到減低眩光與鬼影的重要性，根據鏡頭的類型及規格，佳能工程師會在最適合的鏡片上採用SWC鍍膜或ASC鍍膜消除眩光與鬼影，以提升鏡頭的影像質素。這就如使用螢石、UD超低色散鏡片、研磨非球面鏡片或玻璃鑄模非球面鏡片一樣，以鏡頭整體性能作考慮在適當的位置使用適當的技術。

文章刊發於《中國攝影報》·2018年·第67期·6版

圖文 | 張雯

編輯 | 唐瑜

聲明：本文內容如需轉載，請聯繫作者取得授權

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