為什麼拍攝日食時照片上會出現月牙形光斑?

這是最近8月21日美國日食時我同事拍的兩張照片,坐標洛杉磯,設備很簡陋,iphone前置攝像頭拍攝,沒有東西遮擋,所以看不清太陽的形狀,但兩張照片中都出現了一個藍綠色的小光斑,呈日食的太陽形狀,請光學大神解釋一下這兩個光斑是怎麼形成的


就是鬼像,Ghost Image。

我們分析光路的時候一般認為光線全部透過光學鏡片的,但實際上,在鏡片表面還是有一部分光被反射回去的。

這個反射的能量比例,對於可見光作用在普通玻璃而言大約在3% - 4%左右。如果玻璃表面鍍膜,那麼可以輕鬆達到1%以下,精良的鍍膜做到0.1%以下也不難。

對於鏡頭而言,我們都是按照光透射來設計光路的,然而總是有部分光線會在鏡片表面反射。

反射一次,那麼光路會往鏡頭外面走,不足為慮,但是反射二次的光就還是有可能會來到成像面上。當然反射四次甚至六次的光強太小了,也就忽略不計了。

譬如一個鏡頭長這樣:

如果把先到第六個面上反射一次,再到第一個面上反射第二次的光路畫出來,會是這個情況:

多畫點光線:

說回這個問題,假設手機鏡頭,每個鏡片表面的反射率大約在1%,那麼二次反射的能量只有透射光路的萬分之一不到,所以在日常攝像中,根本看不見。

但是,如果拍攝物是太陽,或者其它對比環境光強非常多倍的光源而言,二次反射形成的這個光路的光強依舊會比周圍的環境光強很多。假設環境光為1,太陽光強為100000,那麼二次反射後形成的像強度為10,二次反射後的光強雖然比起太陽來可以忽略不計,但是依舊比環境光強了很多。

而數碼相機的動態範圍調整又會自動檢測到比周邊環境強的光點,並故意放大之,以此增加弱光環境下的暗部細節(譬如夜拍),這一放大剛好又把原本對比起太陽來忽略不計的二次反射光點展現出來了。

鏡頭設計行內會把這種拍到明明不應該存在的物體稱為鬼像。

題主這個是個教科書般的鬼像案例。

對於光學設計而言,鬼像/雜散光分析一直是一門大學問,如果想要進一步了解雜散光分析,可以看看以下這個視頻:

OpticStudio-Recordings - Zemax


鏡頭裡面有幾層鏡片,鍍膜質量不好,直視太陽光很強,在內部產生了多次的反光。晚上拍路燈也很可能有。


這叫Ghost,鬼像。
光線在鏡片之間反射,或是鏡片與鏡頭內部機構物之間反射,最後匯聚在像面上所形成。手機鏡頭中,鏡片鍍膜可以改善這一現象,但通常無法完全消除。
從這個Ghost的形狀看,大概率是鏡片之間反射的光匯聚在了像面上。


鏡頭眩光。多層鏡片之間反射而成。


個人感覺是多次反射形成。


鏡頭眩光。。你需要SMC/T*/EBC


審題,第一點照片上的光斑,第二點月牙形。

先說第一點,光斑。這東西俗稱鬼影,是由於鏡頭表面反射光線形成。因為鏡頭的透光率不會達到百分之百,總會有一小部分光線被各個透鏡零件反射,最終匯聚形成如幽靈般鬼魅的眩光。實際上拍照設備都會有這樣的問題,在鏡頭鍍膜減少反射光會解決一些這樣的問題。

第二點為啥是月牙形,實際上眩光的形態就是光源的形態,由於正在進行的日食使太陽變成了月牙形,因此眩光也呈現出月牙的形狀


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flare現象。
在拍攝強光的時候經常會出現。
可能的原因有鏡片鍍膜沒鍍好;鏡桶內壁不夠黑or消雜光設計有問題;鏡片邊緣沒有做塗黑處理,等,使得強入射光在鏡頭內部發生了多次反射,最後打在CCD上,造成了這種現象。


鬼影,鬼影是一個看日食的好方法,子初就是這麼做的


關於此問題的補充:
歷史上有幾次UFO的發現就是這種光斑引起的。光斑有兩個性質,一個是照片中必定有一個相對於其他位置亮度極高的點,另一個是光斑必定和那個亮點關於圖片中心對稱。
所以在照片中看到滿足這兩條性質的亮斑,基本都不是真實存在的,是由光線在鏡片組的作用下產生的。


為什麼用前置攝像頭不用後置。。


鬼像。


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