消色差透鏡在攝影中的應用
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色(se)差(cha)是(shi)不(bu)同(tong)顏(yan)色(se)的(de)光(guang)線(xian)穿(chuan)過(guo)透(tou)鏡(jing)之(zhi)後(hou)彙(hui)聚(ju)在(zai)不(bu)同(tong)焦(jiao)距(ju)上(shang)的(de)現(xian)象(xiang)。在(zai)攝(she)影(ying)學(xue)上(shang)，它(ta)導(dao)致(zhi)影(ying)像(xiang)整(zheng)體(ti)的(de)色(se)調(tiao)變(bian)得(de)柔(rou)軟(ruan)，顏(yan)色(se)邊(bian)緣(yuan)對(dui)比(bi)的(de)反(fan)差(cha)降(jiang)低(di)，像(xiang)是(shi)黑(hei)白(bai)色(se)之(zhi)間(jian)的(de)邊(bian)緣(yuan)。天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)上(shang)，透(tou)鏡(jing)的(de)問(wen)題(ti)更(geng)甚(shen)於(yu)麵(mian)鏡(jing)。
消色差透鏡隨是一個物理詞彙，英文是achromatic lens，是由兩種不同材質的透鏡組合而成，消色差透鏡的用途是把兩種不同顏色的光聚焦到同一點。
消色差透鏡可以將兩種不同顏色（通常是紅色和藍色）的光聚焦在相同的平麵上；複消色差透鏡的設計能將三種不同顏色（通常是紅、綠、藍三色）的光彙聚在相同的平麵。[1]殘餘的顏色偏差（二階光譜）可以比等效口徑和焦距的消色差透鏡低一個數量級。複消色差透鏡可以*兩個波長的球麵像差，也比消色差透鏡多了一個波長。複消色差透鏡將三個波長的顏色彙聚在同一個焦平麵上。（因為這個透鏡是為天文學設計的，所以有一個波長不在可見光的範圍內。）天文學的數位影像使用更寬廣的波段觀測目標，在光學上非常敏銳的CCD陣列接收的波長從紫外線經過可見光一直到紅外線，因此必須要使用複消色差透鏡。天文攝影使用的複消色差透鏡，口徑從60-150 mm，焦比從f/5 到f/7。在曝光期間進行適當的導引和聚焦，這些複消色差透鏡可以在給定的口徑下得到明銳和寬廣的天文攝影光學。用於形象藝術過程（拷貝）的照相機依般都使用複消色差透鏡以取得明銳的成像。傳統設計的複消色差透鏡一般的大孔徑被限製在f/9，近來，高速的複消色差透鏡已經可以使用在一般的媒體上，包括數位和35 mm的de照zhao相xiang機ji。複fu消xiao色se差cha透tou鏡jing的de設she計ji需xu要yao使shi用yong特te殊shu的de光guang學xue玻bo璃li，以yi達da到dao矯jiao正zheng三san種zhong波bo長chang色se散san特te性xing的de目mu的de。經jing常chang使shi用yong的de是shi昂ang貴gui的de螢ying石shi冕mian牌pai玻bo璃li和he反fan常chang的de燧sui石shi玻bo璃li，並bing且qie在zai玻bo璃li元yuan素su間jian的de空kong隙xi填tian充chong相xiang同tong透tou明ming度du的de液ye體ti，以yi平ping衡heng光guang學xue上shang異yi常chang的de色se散san。溫wen度du對dui玻bo璃li和he液ye體ti的de折zhe射she係xi數shu、色散的影響也在設計時的考量之內，必須在合理的溫度範圍之內，隻需要稍微的調整焦點就能獲得良好的光學品質。
對於色差方麵，利用不同折射率、不同色差的玻璃組合，可以消除色差。例如，利用低折射率、低色散玻璃做凸透鏡，利用高折射率、高色散玻璃做凹透鏡，然後將兩者膠合在一起。為了使兩者膠合後仍然等效於一個凸透鏡，前者（凸透鏡）屈光度要大一些，後者（凹透鏡）屈光度要小一些。我們分析這樣的雙膠合鏡對不同波長光線的作用：對於較長波長的光線，由於凹透鏡材料色散大、也ye就jiu是shi折zhe射she率lv隨sui著zhe波bo長chang變bian化hua大da，所suo以yi折zhe射she率lv比bi中zhong間jian波bo長chang較jiao小xiao，凸tu透tou鏡jing起qi的de作zuo用yong大da，雙shuang膠jiao合he鏡jing長chang波bo端duan焦jiao距ju偏pian長chang。對dui於yu較jiao長chang波bo短duan的de光guang線xian，由you於yu凹ao透tou鏡jing色se散san大da、也就是折射率隨著波長變化大，所以折射率較大，凹透鏡起的發散作用大，雙膠合鏡短波端焦距也偏長。後的結論是：這樣的雙膠合鏡中間波長焦距較短、長波和短波光線焦距較長。很明顯，中間波長是一個穀，它的周圍焦距變化小多了！設計時合理的選擇鏡片球麵曲率、雙膠合鏡的材料，可以使藍光、紅光焦距恰好相等，這就基本消除了色差。剩餘色差對於廣角到中焦鏡頭來說，已經很小了，因此，也就滿足了鏡頭消色差的要求。
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