消色差透鏡

普通消色差透鏡是指將三種波長（藍光、綠光、和紅光）的光線的色差進行校正的透鏡組。

因會聚透鏡所會聚的光線藍色像焦點近，而凹透鏡對藍色光發散率高，二鏡色差正負相反，可使紅、藍兩色像重合為一，基本消除色差。新月形表面可限制球面像差和彗形像差。但存有象散和畸變。早期多用於拍攝風景，故名風景透鏡。

外形為新月形(凹凸)，由兩塊折射率、色散率不同的透鏡膠合而成。最早由卡威蘭於1821年製成(平凹與雙凸透鏡粘合);後由格拉必於1857年改進(新月形)。此後又出現多層粘合的消色差透鏡。

基本介紹

• 中文名：消色差透鏡
• 外文名：achromatic lens
• 組成：兩種不同材質的透鏡
• 別名：修正色像差、風景透鏡

色差

色差是源於不同波長的光線在玻璃里的色散和折射係數的差異，從而導致不同波長的光線有不同的焦點。利用不同材料的搭配，如冕牌和火石玻璃在會聚透鏡和發散透鏡中的搭配，每種玻璃的色散可以被另一種玻璃所補償，從而使得綜合色差降至最低。

消色差原理

消色差透鏡由兩種光學性質不同的玻璃製成的凸、凹透鏡粘合而成。常用折射率較小而色散本領較大的冕玻璃製成凸透鏡，用折射率較大而色散本領較小的火石玻璃製成凹透鏡。消色差透鏡一般只能把被認為是主要的兩種色光的像點重合在一起(見圖)，從而消除這兩種色光的色差。例如，對於助視光學儀器，考慮到是用眼睛直接觀察，可消除C線(波長656.3納米的紅光)和F線(波長486.1納米的藍光)的色差;對於照相鏡頭，從光化學方面考慮，可消除D線(波長589.3納米的黃光)和G線(波長430.8納米的紫光)的色差。雖對其它色光仍有剩餘色差，但對一般套用來說影響不大，可認為基本上消除了色差。

兩片式消色差透鏡

兩片式消色差透鏡是消色差透鏡中結構最簡單的一種，它分兩種類型：雙膠合與雙分離型。當然，消色差透鏡也可以由多片式透鏡組成，其取決於它的使用需要。孔徑比較大的消色差透鏡通常都是分離型，裝配在鏡框裡，綜合性能十分優異。對於雙分離透鏡而言，兩片透鏡中的間隙實際上就相當於第三塊透鏡，較膠合鏡而言，可以更好地消除色差。因此，它就可以在相當廣的波段範圍內平衡象差，在寬頻成像領域裡發揮作用。

發展歷史

C.M.霍爾於1729年首先設計並製做成功，但他當時並未發表這一發明。1758年，倫敦光學儀器商J.多朗德又獨立地製成了消色差透鏡，並用於望遠鏡。1761年J.多朗德的兒子P.多朗德又把消色差透鏡成功地用於顯微鏡。

套用

消色差透鏡不但可消色差，而且通過適當改變各面的曲率半徑還可消球差。如果構成雙合透鏡的兩種玻璃可以任意選擇，則它同時還能消彗差。

也有對三種或四種色光矯正色差的，這時的剩餘色差更小，但由於設計和製造上的困難，這樣的消色差透鏡只套用於某些特殊場合。消色差透鏡的套用很廣，一個多透鏡的光學系統常由多個消色差透鏡組成。優質的顯微物鏡、照相鏡頭等都是既消色差又消其它各種單色像差的複雜的透鏡組合系統。

目前簡易的方盒照相機、兒童照相機多裝有消色差透鏡。