在空中偵察攝影或大地測量系統(tǒng)中,物距很遠(yuǎn),可是卻希望獲得較大的垂軸放大率。垂軸放大率與焦距成正比,而與物距成反比。在有些情況下,照相機(jī)不可能接近被攝體。在這種情況下,只好采用長焦距物鏡。
我們在攝影中,尤其是彩色攝影,都希望能得到真實(shí)的色彩。幾乎所有的現(xiàn)代攝影鏡頭都能正確地在膠片上記錄下與人眼所見相同的色彩。但用長焦距鏡頭拍攝的膠片,將其放大后,就會看到在被攝主體的邊緣環(huán)繞著彩色像斑,從而降低了照片的清晰度和分辨率,這就是說該鏡頭存在著色差。
因此對于長焦距攝影系統(tǒng)最主要是校正二級光譜,即復(fù)消色差。本論文將從對長焦距攝影系統(tǒng)減小二級光譜入手,通過PW方法設(shè)計(jì)長焦距復(fù)消色差光學(xué)系統(tǒng)。
任何兩種色光在一定位置校正后,對第三種色光的剩余色差來說可看作是二級光譜色差。其幾何像差的圖形如圖所示。
把d光線的邊緣校正到零,c光線與f光線在0.707帶相交,交點(diǎn)到d光線0.707帶頂點(diǎn)的距離代表二級光譜的幾何值。雙膠合透鏡的二級光譜色差為:
△L'=-f'(p1-p2)/(v1-v2)
其中p1,p2和v1,v2分別為兩種消色差材料的相對部分色散和阿貝數(shù),它們均與所選擇的波長有關(guān)。f'為透鏡組的焦距
在焦距一定的情況下,由于二級光譜是由兩塊玻璃的相對色散差與阿貝常數(shù)差的比值來確定的,因此只有相對色散小,阿貝常數(shù)又足夠大的玻璃組合,才能較好地校正二級光譜。但絕大多數(shù)玻璃的色散和阿貝常數(shù)之間可用線性關(guān)系表示,其斜率為
(p1-p2)/(v1-v2)
若要校正二級光譜色差,則至少要選擇一種偏離此線性關(guān)系的玻璃。由于二級光譜正比于f',對于長焦距鏡頭來說,焦距較長,二級光譜色差很大,若校正不好,則會給系統(tǒng)帶來很大的像差,所以無法達(dá)到較好的成像質(zhì)量。
為了克服二級光譜,光學(xué)工作者作了大量努力。從光學(xué)玻璃材料的發(fā)面出發(fā),選擇具有特殊色散的光學(xué)玻璃,即上面提到的偏離線性關(guān)系得玻璃。
CaF2等是常用的選擇。但使用特殊光學(xué)玻璃,也只能一定程度上減小二級光譜,并不能完全消除。因此產(chǎn)生了一些其它的消除二級光譜的方法,如將結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,可以明顯降低二級光譜,但是復(fù)雜化的結(jié)果隨之帶來成本增大,體積過重,誤差增加等一系列的結(jié)果,所以在實(shí)際應(yīng)用中不多見;另外用全息光學(xué)的應(yīng)用也對復(fù)消色差用很大幫助;二元光學(xué)的發(fā)展也為二級光譜的消除帶來了新發(fā)展,用普通玻璃就可以達(dá)到消除二級光譜的目的。
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