在一个消色差镜头设计,我们优化这样两个波长,通常是红色(590nm)和蓝色(495nm)聚焦在同一像平面上。这样做是为了减少色差。在本文中,我们将讨论一个类似的设计类型称为消色差透镜设计。
什么是复消色差透镜?
复消色差透镜的目的还在于降低色差水平。然而,与消色差镜头不同,我们使用三个不同的波长:红色(620nm),绿色(530nm)和蓝色(465nm)。目的是一样的:把三个波长聚焦在同一个成像平面上。正如你可能怀疑的,当我们设计三个波长时,设计公差更紧。消色差透镜的设计如图1所示
复消色差透镜设计的一个重要方面是材料的选择。我们想要的材料是,当光通过不同的材料时,在每个波长上的色散会得到补偿。因此,燧石和树冠材料的组合通常是必要的。在一些设计中,折射率匹配液体可以在光学元件之间使用。
复消色差镜片设计的玻璃选择
为了实现复消色校正,一个有三个元素的系统必须满足下列方程
其中fx为各光学元件的焦距,f为系统的总焦距,Vx为各元件的阿贝数,Px为部分色散。P和V值可以从图2所示的P-V图中得到。
在设计三元素消色差透镜时,我们希望其中一副镜片偏离直线。对于doublet设计,我们希望有两个P值相等的玻璃杯,形成一条水平线。三消色差镜片可能的眼镜选择有:(PK51, KZSF4和SF15),或(PK51, LAF21,和SF15)。在设计阶段,玻璃的选择对于充分降低所选波长范围内的色差和其他色差起着重要作用。与消色差镜头相比,使用复消色差镜头的明显好处之一是我们将有更好的图像质量。当使用数字图像传感器时,这一点尤其重要,因为单个像素对特定波长敏感(由于在传感元件上有一个掩膜)。