小鐘兄:
這也是一個我常常在想的問題.....
簡單說,就是天文望遠鏡要對應不同世代的感光材料所做的對應.......(19世紀 對應 生物性 的柱狀/桿狀感色光細胞架構肉眼 20世紀對應 類比 鹵化銀/偶氮鹽染劑 化學底片 21世紀對應 數位 運作的電荷耦合感光材料)
以老貓的觀點就是兩點:
1.底片型和數位型的材質,光學設計和鍍膜不同: 底片型式針對底片的感色特性和材料特質來設計.這和目視觀測專用望遠鏡不同. 底片是一種三色塗層做感色(後期更發展到四層塗佈), 以溴化銀為觸媒遇光產生潛像(latent image).所以它的感色和CCD不同.底片如上所說,它有三層塗層.所以有不同厚度微差. 這要考慮到望遠鏡光線進入底片後,因為三原色的折射率不同,會產生不同的焦點.加上化學層的折射.三個原色的焦點如何能盡量重疊.這是底片消色差設計必要的考慮. 再說感色性和肉眼的感色性不同.所以20世紀的星光測光學上,分有攝影星等,肉眼星等等....
如底片的感色性在光譜分光曲線表現上,雖有不同的目的而有不同的感色性. 在一般的底片感色性上,藍光的感色比較敏感些.所以在黑白或彩色的底片上,需要考慮要壓制天文望遠鏡的藍光色差修正.但因為底片的感光對於微弱星光的量子效應太差（Quantum efficiency，常縮寫為 QE，一般底片QE約在10%以下），所以APO的超低消色就足夠將藍光壓制。所以在以前，底片型望遠鏡只要考慮目視的感色性即可。
2.數位型的CCD或CMOS等這類感光體.基本上是平坦的光學平面(波長精度達1/6-1/10波長).同時對紅光和藍光的感色性比起底片更為敏感（CCD的QE約在50-70%,CMOS的QE約80 -90%.)所以數位型的望遠鏡要考慮到的就是像場平坦,藍色光(約400-450nm)這類短波長的修正(就是壓制! 特別是 APO這類高次的二次短波長色光的藍紫色光壓制 )比較注重. 所以減焦鏡的色像差,彗像差和焦點分布平坦修正 在底片和數位望遠鏡是有差異的.
最後談一談現在望遠鏡對應數位鍍膜....
老貓記得小貓時代,最常說到PENTAX 的 SMC Takumar鏡頭（1971年，日本）,因為這是最早的商業多層鍍膜的鏡頭. 雖然當時也有製造商也開發出自己的專有多層鍍膜,如美樂達(Minota)的rokkor 鍍膜 老實說,這些早期 MC 鏡片上的鍍膜,都是以氟化鎂 (magnesium fluoride )和"其他成分"所組成 互相競爭! 不過能活到現在21世紀的日本鍍膜光藝. 老貓要推薦的是富士底片(Fuji film)更先進的11層EBC（電子光束鍍層）! EBC鍍膜有名是因為和當時的鍍膜先驅 OCLI（光學鍍膜實驗室公司）合作. 不過要說富士底片的EBC,以後有時間再聊........
現代的天文APO折射鏡上不採多層鍍膜不可能的(早期有所謂色素鏡頭)! 因為現代多鍍膜表面的總體透光率效率要達到 99.7% 甚至更高! 但是較差的APO鏡,對於紅色光和藍色光的表現大約是90%的透光率.只有中間的黃綠色光透光率可達較高的透光率 .這是要對應數位CCD/CMOS的感光和感色性. 另外一個是吸收光透過鏡片內在不同介質時的反光缺點. 簡單說,現代的鍍膜只有兩個目的,一是提高天文的紅色色光透光率,壓制藍光色光的透光率. 二是壓制透鏡間的反射光.(消除產生鬼影或眩光等).
*.説到眩光，在古早以前，有一個很類似色差的星星照片。就是高橋的 FS78鏡筒拍射M45,M42較亮的星星,當長時間的曝光下，光線進入底片後，絕大部份的光線被感光塗佈所吸收。但有極少部份的光透過塗佈層，碰到片基底部再反射到感光塗層, 隨著長時間曝光，漸漸地產生一圈繞著星星的圓形光圈，這會將不同折射率的色光反射在不同位置塗層上,彩色照片就會有類似藍光色差的圓型光芒(藍光最外圍）產生。這和光學物鏡的藍光色差光芒是不同的。
最後老貓稍微 話多一點....老貓喜歡螢石的多層鍍膜,如Borg的90FL. 他是採用最新的 Canon 螢石獨家開發鍍膜. Canon的螢石鍍膜對應數位相機的色彩處理,不論開發時間和專利技術 在日本首屈一指.
人工蛍石結晶採用レンズの発売から50周年
キヤノン株式会社 1969年 - 2019年
圖1: 一般的 CCD的分光感色性曲線 短波長部分感色性在量子效應上都遠高於底片的感色性 .
圖2：彩色負片底片的三色感色性，和對應的照片還原三原色（Y=黃色 M=洋紅 C=青色），圖中看到藍光的感色性滿高的，這是需要色彩平衡後的結果。
最後3圖：
Spectral sensitivity of the color layers of Agfachrome Precisa 200 ISO slide film.
德國愛克發彩色幻燈片（正片）對三原色的感色性
圖4：著名的Kodak Tri x pan 400的感色性，黑白底片對顏色的感色性雖類似彩色底片，但在黑白灰階（gray scale)的線性表現對於彩色底片較為優異且平均，所以適合做加熱增感或氫氣增感來提昇整體感度。此圖是對著不同波長的色光利用0.5秒曝光，沖洗後,利用透射式光學濃度計測得的金屬銀的常用對數濃度，取得全光譜感色性。
老貓曰：若將底片的感色性延申到20世紀的底片測光學，因為天文測光的底片kodak 103a系列(103a F),Kodak Technical Pan 4415 底片在天文影像的粒子質量和分解率極佳。
在良好的視野中，但最常用的是4415,因為具有更好的粒狀性和更高的光度線性精確度！（因TP的片基+chemcial fog極低，星場背景化學霧狀濃度乾凈，可運用於更微弱的暗星測光）不過早期這類的天文測光底片有感色性在藍光較敏感，對紅光較為微弱的缺點。所以拍出的藍光星等會比肉眼看到的亮度還亮,相對的對於紅光的紅星亮度會比肉眼看到的亮度還昏暗。所以在經過適當的測光濾鏡修正後,可以底片星點濃度計測得常用對數濃度再轉呈攝影星等。但在後期，因CCD等新一代的測光感測掘起，新的名詞，所謂儀器星等逐漸取代攝影星等。
我們早期測光的鐵律 CCD16bit 是唯一 用於測光使用的利器。現在隨著更便宜，量子效率更高的CMOS 改善早期的缺點，天文觀測上，大面積高效的CMOS 也逐漸地取代CCD了。
這是老貓最近購買美國 專業的測光濾鏡廠商 Custom scientific 期間, 和David Marcus博士 閒聊到的CMOS和CCD目前在美國photometry的狀況.
*.I really don't know anything about color cameras or detectors. What I was saying was what I thought to be common sense. It was my understanding that all professional, research level astronomers use monochrome CCD detectors, and CCD instead of CMOS when possible. However, there are probably some people doing photometry with color CMOS but I don't know who they are.
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Best regards,
David Marcus, PhD
Custom scientific 是美國一家專門提供給歐美國家天文台測光的濾光鏡專業廠. 老貓自2005年就使用其測光濾光鏡系統. 當時也是一邊採購一邊討教! 才了解此廠多是擁有專業天文學位的工程師 (
https://customscientific.com/index.html)
TP4415的35mm typeTP2415 在20世紀的業餘天文攝影，特別在後期是最常用的天文攝影底片之一，主因是因為TP2415底片在氫氣增感後，其氫離子感光會非常敏感，加上粒狀性極佳，所以就取代了103a E。不過缺點是反差極大！中間的階調有被壓縮（H-D curve 斜率極大，常用對數濃度可達4）。
最後一圖
Film KODAK Technical Pan 2415, 4415 et 6415
Fascicule technique photo professionnelle spectra curve
曹大貓咪
