镜片玻璃的选取原则是什么?

1.为什么设计镜头时,首先要考虑场曲的校正?妨碍摄影镜头视场增大的像差之一是场曲。场曲的大小仅由摄影镜头的光学结构的光焦度分配决定,跟透镜形状关系不大。在保证其光焦度分配一定的前提下,再改变透镜的形状以校正其它的像差时就不会改变系统的场曲。因此在校正像差过程中,首先考虑的应该是场曲。

校正场曲的光学结构常采用弯月型厚透镜与正、负光焦度分离的薄透镜组。

2.弯月型厚透镜选用什么样玻璃?

从式(3-9)可见,弯月型厚透镜的玻璃应选折射率高一些或色散低一些的,其场曲可小一些,许多厚透镜在像差校正过程中要加胶合面以消色差,这时胶合面两边的玻璃应选择折射率相等而色散不等的相匹配。

3.消场曲的正、负光焦度分离的薄透镜组采用什么玻璃?

①为什么正、负薄透镜结构能校正场曲?

如果薄透镜的场曲也用式(3-9)来计算,并对照图2-10中各种薄透镜的r1与r2的正、负情况,可知只要选择合适的正、负薄透镜相匹配,

就可得到校正场曲的光学系统。

②校正场曲的条件是什么?

光焦度分离薄透镜系统校正场曲的条件为:

j j1 j2 j3 ⋯=0 (3-12)     n1 n2       n       n3     式中j1、j2等为每一薄透镜的光焦度,n1、n2等为每一薄透镜的玻璃折射率。如果系统是由两个薄透镜组成,则消场曲的条件为:

j1 j2=0n1n2

其中n1、n2都是正数,只有j1与j2异号上式才成立。故只有正、负透镜

相匹配时才能校正场曲。当正、负薄透镜的间隔不大,而系统总的光焦

度为正,则正薄透镜的光焦度一般大于负透镜的光焦度,欲使上式等于

零或者为负值时,最好正透的玻璃折射率高些,而负透镜玻璃折射率低

些。

③为什么正、负透镜的折射率都高一些对校正高级像差有利?

因为在满足上述校正场曲的前提下,正、负透镜玻璃的折射率都取得高一些,透镜的曲率半径可以增大,因此对减少高级像差有利。通常情况下,是系统中的透镜曲率半径愈大,其像差高级量愈小。当透镜置
于空气中时,其光焦度等于焦距的倒数,即:

  1 æ 1   1 ö     j=     -   ÷ (n-1)           èr1   r2ø     从上式可知,在保证j一定时,n值大些,r1与r2的值都可大些,故对减小像差高级量有利。

④薄透镜系统,在校正场曲的同时也消色差,选什么玻璃?

由分离正、负薄透镜组成的系统,在校正场曲的同时也消色差,必须保证光线在正透镜上的入射高度大于在负透镜上的入射高度(无论正透镜在前或在后),如图3-20所示。而且要求正透镜的光焦度大于负透镜的光焦度,同时要使正、负透镜的位置色差互相补偿。为此正透镜可用低色散(高ν值)玻璃,负透镜可采用高色散(低ν值)玻璃。例如正透镜宜采用高折射率低色散的ZK、LaK等玻璃。负透镜宜采用低折射率高色散的火石玻璃(可对照3-11图中nD~νD曲线)。

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