焦點(diǎn)與焦距 (focal point, focal length)
焦點(diǎn)（focal point、focus）：

　　對(duì)于一個(gè)理想透鏡而言：遠(yuǎn)處的物體可以近似地看成時(shí)位于無限遠(yuǎn)處。該無限遠(yuǎn)處的物體上任何一點(diǎn)發(fā)出的到達(dá)理想透鏡的光線，可以看成是平行光。

　　所謂“光軸”就是一條垂直穿過理想透鏡中心的光線。

　　與光軸平行的光線射入凸透鏡時(shí)，理想的凸鏡應(yīng)該是所有的光線會(huì)聚在透鏡后面一點(diǎn)上，這個(gè)會(huì)聚所有光線的一點(diǎn)，就叫做焦點(diǎn)。例如使用放大鏡將太陽光聚光后，形成最小點(diǎn)的就是焦點(diǎn)。

焦點(diǎn)一定在光軸上。

　　在光學(xué)術(shù)語上，以透鏡為界：被攝物體所在的空間稱為“物方空間”；被攝物體所發(fā)出的光穿越透鏡在透鏡后面形成的像所在的空間稱為“像方空間”；在像方空間所形成的焦點(diǎn)稱為“像方焦點(diǎn)”或“后焦點(diǎn)”；反之，從像方開始，投射出與光軸平行的光線，并在透鏡物體空間所形成的焦點(diǎn)，稱為“物方焦點(diǎn)”或“前焦點(diǎn)”。

主點(diǎn)（Principal point）：

　　一個(gè)透鏡的軸向厚度與其直徑、物距、像距以及焦距相比顯得很小，就可以認(rèn)為該透鏡是薄透鏡。

　　一片薄的雙凸透鏡的焦點(diǎn)距離，一般指鏡片的中心到焦點(diǎn)為止的光軸上的距離，這個(gè)鏡片的中心叫做“主點(diǎn)”。

　　實(shí)際的鏡頭都是由數(shù)片凸透鏡和凹透鏡組合而成，無法直接分辨出主點(diǎn)的位置。

前主點(diǎn)/后主點(diǎn)（front principal point/rear principal point）

　　如下圖所示，假設(shè)從 a 射入的光線，折射之后通過 n 和 n' 致到達(dá)了 b 。對(duì)于光軸而言，a-n與 n'-b 之間產(chǎn)生相似的角度，因此，在光軸上可以得出 h、h' 兩個(gè)交點(diǎn)。

　　這兩個(gè)交點(diǎn) h 和 h' 就叫做主點(diǎn)，其中 h 為前主點(diǎn)（第一主點(diǎn)），h' 為后主點(diǎn)（第二主點(diǎn)）。

前主點(diǎn)與后主點(diǎn)之間的距離稱為主點(diǎn)間隔。

焦點(diǎn)距離（focal length）

　　攝影鏡頭從后主點(diǎn)（h'）到后焦點(diǎn)的距離就是焦點(diǎn)距離。

　　雖然鏡頭的種類不同，會(huì)有主點(diǎn)的前后關(guān)系位置相反，或者 h' 落到組合的鏡頭之外的現(xiàn)象發(fā)生。無論何種情況，從后主點(diǎn) h' 到后焦點(diǎn)之間的距離，就是焦點(diǎn)距離。

　　望遠(yuǎn)型鏡頭和逆望遠(yuǎn)型（retrofocus lens）鏡頭的后主點(diǎn) h' 的位置，如下圖所示。

后焦距離（back focus）

　　當(dāng)焦點(diǎn)在無限遠(yuǎn)時(shí)，鏡頭最后一片鏡片面的頂點(diǎn)到膠片平面在光軸上之間距離，稱為后焦距離。

　　單反機(jī)由于其工作原理，在動(dòng)作過程中，反光鏡必須往上翻起。所以，后焦距離比較短的廣角鏡頭，反光鏡會(huì)碰到最后一組鏡片。所以，單反機(jī)用的廣角鏡頭，必須采用后焦距離比較長的逆望遠(yuǎn)型鏡頭。
像差 (aberration)
　　光學(xué)系統(tǒng)所成的實(shí)際像與理想像之間的差別。其原因?yàn)槲稂c(diǎn)發(fā)出的光線，部分或全部遠(yuǎn)離近軸區(qū)，光線與光軸夾角的正弦值不可能再用角度值（單位為弧度）代替而不產(chǎn)生誤差，因此實(shí)際光路與理想光路有所偏離，導(dǎo)致成像缺陷。

　　像差有如下幾類：

　　1、對(duì)單色光而言，有5種像差：球差、彗差、像散、像場(chǎng)彎曲和畸變。前4種像差使所成像模糊，后1種使所成像發(fā)生變形。

　　2、色差：包括軸向色差和倍率色差。產(chǎn)生的原因在于光學(xué)材料的折射率隨波長而異，因而用白光或復(fù)色光成像時(shí)，各色光之間的路程會(huì)有差異。

　　對(duì)上述各類像差應(yīng)采用不同方法盡量消除，提高成像質(zhì)量。
色差 (chromatic aberration)
　　光通過透鏡時(shí)，由于各種色光的波長不同，所產(chǎn)生的折射程度也不一樣，同一點(diǎn)發(fā)出的光在膠片面上各自形成焦點(diǎn)，因而產(chǎn)生的成像誤差。

　　平行光線產(chǎn)生的色差稱為軸向色差（axial chromatic aberration），又稱位置色差。白光成平行光線進(jìn)入鏡頭時(shí)，由于波長短的紫或藍(lán)光折射強(qiáng)，波長長的紅光折射弱，從鏡頭出射在光軸上聚焦的位置，紫光在光軸的V點(diǎn)上，比紫光波長長的黃光在Y點(diǎn)上，紅光在R點(diǎn)上，在各自不同的位置上形成焦點(diǎn)。從而無法確定哪一點(diǎn)事真正的焦點(diǎn)。在由V到R的任何位置上放置焦平面，其他光都與焦點(diǎn)不吻合成為模糊像。這種像差即為軸向色差。一般，大口徑鏡頭容易產(chǎn)生這種像差，縮小光圈可減少軸向色差，使像質(zhì)得到改善。

　　斜光線產(chǎn)生的色差稱放大率色差（transverse chromatic aberration），又稱倍率色差或橫向色差。斜光線進(jìn)入鏡頭，即使假設(shè)軸向色差為零，由于色光（不同波長的光線）形成的像大?。ǚ糯舐剩┎煌a(chǎn)生的焦點(diǎn)不一致的現(xiàn)象。由于波長的不同，像的大小差異，在影像上產(chǎn)生色的錯(cuò)位，這種錯(cuò)位稱放大率色差。斜光線即使通過的光圈孔徑縮成很小的光圈，放大率色差也不會(huì)減少。

　　校正色差的透鏡稱消色差透鏡（achromat）。
透射光 (transmitting light)
　　透過空氣或其他氣體、水或其他液體、玻璃或塑料等的光線。通過鏡頭或膠片的光也稱透射光。

　　進(jìn)入鏡頭的光，在空氣與鏡頭面的界面上一部分被反射，大部分透過鏡頭玻璃，只有極少部分被玻璃吸收。透過鏡頭的光從鏡頭出來時(shí)，又在另一個(gè)空氣界面上反射。每經(jīng)過一個(gè)空氣界面，光量因反射約損失5%。三組鏡頭有六個(gè)空氣界面，入射光量因反射共約損失30%，再加上玻璃吸收，光到達(dá)底片面時(shí)，透過光量大約減少到60%。鏡頭鍍膜后，反射減少，透過光量可達(dá)90%以上。隨著鍍膜技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的鏡頭大約可達(dá)到98%的透射率。

　　用T值表示鏡頭亮度的方法也是從按透射光量準(zhǔn)確地表示亮度考慮的。用測(cè)定透過攝影鏡頭的光量來測(cè)定曝光量的TTL測(cè)光方式（內(nèi)光式），要比曝光表受光面在鏡頭外的外光式測(cè)光，測(cè)出的曝光量更準(zhǔn)確。

　　彩色幻燈片是靠透射光欣賞，要比靠反射光觀察的彩色照片，顯得更加絢麗鮮艷。
畸變 (distortion)
　　因垂直軸放大率在整個(gè)視場(chǎng)范圍內(nèi)部能保持常數(shù)而引起的成像缺陷。具體表現(xiàn)為直線的成像為曲線。

由于是鏡頭的結(jié)構(gòu)與光圈位置的關(guān)系而產(chǎn)生畸變，因此即使小光圈也無法消除畸變。對(duì)（兩面同方向彎成盤形的）凸彎月透鏡的凹面，如不設(shè)置光闌，不可能得到良好的影像，但光闌在透鏡的后邊時(shí)，正方形物體的像成為四周向里凹的枕形畸變。相反，光闌在前時(shí)正方形變成酒桶狀向外鼓出的桶形畸變。

　　一般對(duì)稱型鏡頭的前組透鏡產(chǎn)生畸變而后組透鏡將其矯正，因此不會(huì)產(chǎn)生畸變。

　　非對(duì)稱型鏡頭容易產(chǎn)生畸變，變焦鏡頭一般的傾向是，靠近廣角一側(cè)末端容易產(chǎn)生桶形畸變，靠近望遠(yuǎn)一側(cè)末端容易產(chǎn)生枕形畸變。

　　非球面鏡頭，隨著其它像差的校正，畸變也很容易校正。廣角鏡頭等產(chǎn)生的畫面歪曲變形，是由于透視的差異而產(chǎn)生的，不應(yīng)與畸變混淆。

　　畸變是細(xì)光束的像差，它并不引起光斑的彌散，只造成圖像形象比例的失真。一般視場(chǎng)角越大，畸變?cè)诫y校正，廣角、超廣角鏡頭的畸變比較大。

　　通?；?cè)?%以內(nèi)人眼不易察覺，超過10%就很明顯。某些廣角鏡頭的畸變可達(dá)20%~30%。
光譜曲線 (spectral curve)
　　由于白光是各種波長的單色光合成的，各種光學(xué)參數(shù)隨波長的變化曲線稱光譜曲線。例如物體對(duì)各種波長的光的反射、透射所形成的反射光譜、透射光譜；感光材料對(duì)各色光的靈敏度所形成的光譜感光度等。上述各種參數(shù)作為波長的函數(shù)稱為光譜特性，可以用光譜儀等儀器準(zhǔn)確地測(cè)定。

　　通常橫坐標(biāo)為波長，縱坐標(biāo)以百分?jǐn)?shù)來表示相應(yīng)的光學(xué)參數(shù)。

　　鏡頭的透過率光譜曲線表示鏡頭對(duì)各色光的透射效果，濾色鏡的透過率光譜曲線表示濾色鏡的透射光譜范圍。
光暈 (halation)
　　在負(fù)片上成像光點(diǎn)四周形成的暈圈。因成像光透過感光層，散射并且又從片基反射回來而造成的。

　　片基的折射率比空氣大，所以從片基背面射向空氣的角度（片基表面與光線之間的角度）有臨界角。比臨界角小的角度照在片基上的光全反射，產(chǎn)生光暈現(xiàn)象。臨界角度根據(jù)片基材料而不同。

　　光暈與鏡頭無關(guān)，膠片片基越厚越容易產(chǎn)生光暈。
光滲 (irradiation)
　　強(qiáng)光照在膠片上，感光膜中銀粒子的結(jié)晶表面產(chǎn)生亂反射，使附近的其它銀粒子感光，本應(yīng)成為正常的影像產(chǎn)生變異，應(yīng)該小的點(diǎn)變成大點(diǎn)，應(yīng)該細(xì)的線變成粗線，這種現(xiàn)象稱為光滲。

　　在弱光線下如果曝光時(shí)間過長也會(huì)產(chǎn)生光滲。

　　光滲的產(chǎn)生與“光強(qiáng)度×曝光時(shí)間”有關(guān)。光滲嚴(yán)重時(shí)，影響影像的清晰度和解像力。

　　微粒膠片不易產(chǎn)生光滲。用鍍膜鏡頭可減少光滲，但要避免曝光過度。
光軸 (Optical Axis)
　　徑向?qū)ΨQ光學(xué)系統(tǒng)的對(duì)稱軸。焦平面固定的一般照相機(jī)，光軸通過畫面的中心。與光軸平行進(jìn)入鏡頭的（平行）光線在光軸上的一點(diǎn)形成焦點(diǎn)。
鏡片鍍膜
　　由于任何物體對(duì)光線都有反射作用，連無色透明的玻璃也不例外，差別在于光線的角度是否會(huì)形成反射效果。對(duì)于理想狀態(tài)下的鏡片而言，光線能夠完全透過鏡頭，并正確的在底片或 CCD 上完全聚焦。然而，事實(shí)上卻是，每一種鏡片都受到自身物理因素的限制，導(dǎo)致像差的產(chǎn)生，所以，由眾多有“問題”的鏡片所結(jié)合而成的鏡頭是不可能讓理論上所有各種角度的光線完全穿過。以氧化鑭光學(xué)玻璃為例子，其透光率可達(dá)到 90%以上，剩下的 10% 則會(huì)反射出去，形成炫光。為了彌補(bǔ)這項(xiàng)缺失，后來的鏡片研究者開發(fā)了在透鏡表面鍍上一層膜來增加透光效果。

　　鍍膜能夠增加光線通過鏡片的通光量達(dá)到減少反射，最終減少由于多次反復(fù)于鏡片之間的光線而有效降低逆光下光斑的發(fā)生。當(dāng)我們觀察鏡片表面時(shí)，能夠看到的顏色就是被反射回來的光線所至，一般來講，這樣的顏色越深，眼感上越暗說明反射越少，該種鍍膜越有效。雖然時(shí)下廣泛采用多層鍍膜工藝，但是由于變焦鏡頭的鏡片數(shù)量很多，對(duì)于抗光斑能力是極為不利的，而對(duì)所有的鏡片都采用鍍膜處理需要花費(fèi)很高的成本。所以可以這么說，越是高價(jià)的變焦鏡頭，往往其成本的主要部分體現(xiàn)在對(duì)鏡片的處理上，其實(shí)施鍍膜處理的鏡片越多，鏡頭整體鍍膜效果越好。

　　為了滿足各種攝影的要求，現(xiàn)代的鏡頭往往必需鍍上多層膜。這些膜的功用各有不同，大致可分為七大類:增透膜、反光膜、濾光膜、偏振膜、保護(hù)膜和電熱膜。 而現(xiàn)代的多層膜技術(shù)大致可追溯到 1971 年由 Asahi(PENTAX) 光學(xué)公司所開發(fā)的 SMC(超級(jí)多層膜)技術(shù)，在1971年時(shí)，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的 Takumar鏡頭在許多攝影展上大出風(fēng)頭。當(dāng)時(shí)的 Nikon 已經(jīng)具有 3層鍍膜技術(shù)，超過五層的鍍膜技術(shù)在理論上已經(jīng)可行。日本的 Canon和德國的 Leitz(Leica 公司的前身) 也積極的發(fā)展類似的鍍膜技術(shù)，但極限 7層鍍膜瓶頸仍很難突破!另一方面，F(xiàn)ujiFilm 則宣稱他們開發(fā)的電子波束鍍膜 EBC(electron-beam coating)號(hào)稱可達(dá)11層!直到 Asahi(PENTAX)發(fā)布SMC 技術(shù)后不久，F(xiàn)ujiFILM 也很快的將 EBC 鍍膜技術(shù)導(dǎo)入攝影鏡頭的制造。

　　Asahi的技術(shù)來源主要購自 OCLI(Optical Coatings Laboratories Inc.)，其后他們以這項(xiàng)多層鍍膜技術(shù)為藍(lán)本，改良并發(fā)展為自己的技術(shù)并把成本控制在可以接受的范圍內(nèi)。SMC 成為攝影光學(xué)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它使得開發(fā)現(xiàn)代的超廣角鏡頭和超長變焦鏡頭成為可能。Asahi 技術(shù)的突破，讓許多主要鏡頭制造商，包括Canon，Nikon和Zeiss 都付授權(quán)費(fèi)給Asahi使用部分或全部的技術(shù)。Asahi的成功，讓多層膜鏡片的命名有了新的變化:過去，SC 表示單層鍍膜，TLC 為雙層，SMC 為 PENTAX 技術(shù)的多層膜，其后還有 MC 多層透光膜和 SSC 的開發(fā)。富士則一直沿用 EBC 作為其商標(biāo)。

鍍膜的色彩

　　一般來說鏡片表面的鍍膜層本身是無色透明的。只有沒有透過鏡片的光線會(huì)被反射回來，形成人眼可見的反光。透過鏡片的光線越多，反光則越弱。不鍍膜的鏡頭，其鏡片的透光率比較低，鏡片表面的反光比較嚴(yán)重，對(duì)光譜中的各種光線都有較強(qiáng)的反射，因此反光的綜合色為白光;SC 單層鍍膜的鏡頭，其鏡片表面的反光較弱，大大增加光譜中部的黃綠光的透過率，只有光譜兩端的紅光和藍(lán)光才被反射，因此反光一般呈淡藍(lán)紫色;SMC 多層鍍膜的鏡頭，其鏡頭的透光率極高，鏡片表面的直接反光很弱，需要蓋上鏡頭尾蓋，正對(duì)著鏡片玻璃逆光觀看，從鏡片的側(cè)面觀察才可以看到彩色的反光，這種反光依不同廠家的鍍膜特性可分為深紅(增透藍(lán)光)、深藍(lán)(增透紅光)、深黃(增透藍(lán)綠光)和深綠色等。其中深綠色的鍍膜可以同時(shí)增加光譜兩端的藍(lán)光和紅光的透過率，只有光譜中部的黃綠色光才被反射回來，因此這種增透膜的透過率曲線有紅、藍(lán)兩個(gè)增峰值，有效的沿廣色域。考慮到如果所有的鏡片都鍍上同一種增透膜，則這個(gè)鏡頭必定會(huì)發(fā)生偏色。因此，每一個(gè)鏡頭的不同鏡片，都必須根據(jù)鏡片所用的材質(zhì)及其對(duì)不同色光的吸收程度，分別鍍上不同特性的增透膜，相互搭配起來，才能使鏡頭總和的透光率增加，又能使鏡頭對(duì)色光的透過率達(dá)到平衡。
光學(xué)變焦 (Optical Zoom)
　　相機(jī)依靠光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)變焦，就是通過鏡片移動(dòng)來放大與縮小需要拍攝的景物，光學(xué)變焦倍數(shù)越大，能拍攝的景物就越遠(yuǎn)。

　　光學(xué)變焦是通過鏡頭、物體和焦點(diǎn)三方的位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。當(dāng)成像面在水平方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，視覺和焦距就會(huì)發(fā)生變化，更遠(yuǎn)的景物變得更清晰，讓人感覺像物體遞進(jìn)的感覺。要改變視角有兩種辦法，一種是改變鏡頭的焦距，就是光學(xué)變焦。通過改變變焦鏡頭中的各鏡片的相對(duì)位置來改變鏡頭的焦距。另一種是改變成像面的大小，即成像面的對(duì)角線長短。在目前的數(shù)碼攝影中，這就叫做數(shù)碼變焦。實(shí)際上數(shù)碼變焦并沒有改變鏡頭的焦距，只是通過改變成像面對(duì)角線的角度來改變視角，從而產(chǎn)生了“相當(dāng)于”鏡頭焦距變化的效果。
色溫 (Color Temperature)
　　色溫（Color Temperature）是衡量顏色的物理量，把“絕對(duì)黑體”加熱到某種顏色時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度即色溫，單位是“K”(Kelvin) 。

　　低色溫光源的特征是能量分布中，紅輻射相對(duì)說要多些，通常稱為“暖光”；色溫提高后，能量分布中藍(lán)輻射的比例增加，通常稱為“冷光”。一些常用光源的色溫為：標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930K；鎢絲燈為2760-2900K；熒光燈為3000K；中午陽光為5400K；電子閃光燈為5500K；藍(lán)天為12000-18000K。
眩光 (Flare)
　　使影像變淡，反差降低，清晰度下降的雜散光。往往發(fā)生在逆光照明的情況下。
光圈 (Aperture)
　　光圈是照相機(jī)上用來控制鏡頭孔徑大小的部件，以控制景深、鏡頭成像質(zhì)素和快門協(xié)同控制進(jìn)光量。光圈越大，則單位時(shí)間里通過的光線越多，光圈越小則越少，從而影響到圖像的亮度。我們平時(shí)所說的光圈值f/2.8、f/8、f/16等是光圈“系數(shù)”，是相對(duì)光圈，并非光圈的物理孔徑，與光圈的物理孔徑及鏡頭到感光器件（膠片或CCD或CMOS）的距離有關(guān)。

　　表達(dá)光圈大小用f值表示，光圈f值=鏡頭的焦距/鏡頭口徑的直徑。也就是說同等焦距下，鏡頭口徑越大，f值越小（f值越小代表光圈越大）。
視角 (Angle of view)
　　視角即鏡頭攝取景物的范圍。

　　對(duì)于任何特定規(guī)格的畫幅來說，視角隨鏡頭的焦距而變化。其角度是從鏡頭與橫貫影像的對(duì)角線的夾角。
光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)：漫話 APO
　　超長焦鏡頭中，APO鏡頭幾乎是高檔鏡頭的代名詞。APO，是英文Apochromatic的縮寫，意為“復(fù)消色差的”。所謂螢石鏡片、AD玻璃、UD 玻璃、ED玻璃，說到底，都是為了實(shí)現(xiàn)APO技術(shù)所用的特殊光學(xué)材料。 復(fù)消色差鏡頭，是指能對(duì)多種色光（超過兩種）消除色差的鏡頭。 消色差鏡頭（Chromatic）只能對(duì)兩種色光消色差。

　　色散：光學(xué)材料的折射率不但與材料本身的物理性質(zhì)有關(guān)，還與光線的波長有關(guān)。同一種光學(xué)材料，波長越短、折射率越高。具體講，同一種光學(xué)玻璃，綠光比紅光折射率高，而藍(lán)光比綠光折射率高。不同光學(xué)材料往往有不同的色散。如果一種材料隨著波長變化引起折射率變化很大，我們就說這種材料是“高色散”的。反之，則稱為“低色散”。一般用ne（材料對(duì)綠色的e光的折射率）表示材料的折射率，用阿貝數(shù)ve=（ne-1）/（nF-nc）表示材料的相對(duì)色散。阿貝數(shù)越高，色散越小。式中，第二個(gè)字母是下標(biāo)，表示夫朗和費(fèi)對(duì)應(yīng)譜線的波長。F是紅光，e是綠光，c是藍(lán)光。每一條夫朗和費(fèi)譜線都有固定不變的波長，因而成了光學(xué)設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)波長。

　　色差：從幾何光學(xué)原理講，鏡頭等效于一個(gè)單片凸透鏡。凸透鏡的焦距，與鏡面兩邊曲率和玻璃的折射率有關(guān)。如果鏡片形狀固定，那就只與制造鏡片材料的折射率有關(guān)了！由于光學(xué)材料都有色散，因此，同一個(gè)鏡片，對(duì)于紅光來說，焦距略微長一點(diǎn)；對(duì)于藍(lán)光來說，焦距略為短一點(diǎn)。這就叫做“色差”。

　　有了色差的鏡頭，具體講有這么幾個(gè)缺點(diǎn)：

　　1．由于不同色光焦距不同，物點(diǎn)不能很好的聚焦成一個(gè)完美的像點(diǎn)，所以成像模糊；

　　2．同樣，由于不同色光焦距不同，所以放大率不同，畫面邊緣部分明暗交界處會(huì)有彩虹的邊緣。

　　消色差：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，然后將兩者膠合在一起。為了使兩者膠合后仍然等效于一個(gè)凸透鏡，前者（凸透鏡）屈光度要大一些，后者（凹透鏡）屈光度要小一些。我們分析這樣的雙膠合鏡對(duì)不同波長光線的作用：對(duì)于較長波長的光線，由于凹透鏡材料色散大、也就是折射率隨著波長變化大，所以折射率比中間波長較小，凸透鏡起的作用大，雙膠合鏡長波端焦距偏長。對(duì)于較長波短的光線，由于凹透鏡色散大、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(fā)散作用大，雙膠合鏡短波端焦距也偏長。最后的結(jié)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(gè)谷，它的周圍焦距變化小多了！設(shè)計(jì)時(shí)合理的選擇鏡片球面曲率、雙膠合鏡的材料，可以使藍(lán)光、紅光焦距恰好相等，這就基本消除了色差。剩余色差對(duì)于廣角到中焦鏡頭來說，已經(jīng)很小了，因此，也就滿足了鏡頭消色差的要求。

　　二級(jí)光譜：未消色差的鏡頭隨著光線波長增加，焦距單調(diào)上升，色差很大。而消色差鏡頭焦距隨波長先減小后增加，色差很小。消色差鏡頭的剩余色差就叫做“二級(jí)光譜”！ 二級(jí)光譜引起的不同色光焦距變化不可能小于焦距的千分之二，也就是說，鏡頭焦距越長，消色差越不能滿足要求。對(duì)鏡頭質(zhì)量要求較高時(shí)，超長焦消色差鏡頭的二級(jí)光譜已經(jīng)不可忽視！為了進(jìn)一步消除二級(jí)光譜對(duì)鏡頭質(zhì)量的影響，引進(jìn)了復(fù)消色差技術(shù)。

　　復(fù)消色差：可以想象，如果某種材料隨波長變化折射率的數(shù)值可以任意控制，那么我們一定能夠設(shè)計(jì)出色差處處完全補(bǔ)償、因而完全沒有色差的鏡頭！可惜，材料的色散是不能任意控制的，而且可用的光學(xué)材料也就那么有限的若干種！我們退一步設(shè)想，如果能夠?qū)⒖梢姽獠ǘ畏譃樗{(lán)-綠、綠-紅兩個(gè)區(qū)間，而這兩個(gè)區(qū)間能夠分別施用消色差技術(shù)，二級(jí)光譜就能夠基本消除！但是，不幸的是，經(jīng)過計(jì)算證明：如果對(duì)綠光與紅光消色差，那么藍(lán)光色差就會(huì)變得很大；如果對(duì)藍(lán)光與綠光消色差，那么紅光色差就會(huì)變得很大！看起來似乎走進(jìn)了一個(gè)死胡同，頑固的二級(jí)光譜好像沒有辦法消除！

　　幸好理論計(jì)算為復(fù)消色差找到了途徑。人們發(fā)現(xiàn)，如果制造凸透鏡的低折射率材料藍(lán)光對(duì)綠光的部分相對(duì)色差恰好與制造凹透鏡的高折射率材料的部分相對(duì)色差相同，那么實(shí)現(xiàn)藍(lán)光與紅光的消色差之后，綠光的色差恰好消除！這個(gè)理論指出了實(shí)現(xiàn)復(fù)消色差的正確途徑，就是尋找一種特殊的光學(xué)材料，它的藍(lán)光對(duì)紅光的相對(duì)色散應(yīng)當(dāng)很低、而藍(lán)光對(duì)綠光的部分相對(duì)色散應(yīng)當(dāng)很高且與某種高色散材料相同！螢石就是這樣一種特殊材料，它的色散非常低（阿貝數(shù)高達(dá)95.3），而部分相對(duì)色散與許多光學(xué)玻璃接近！ 熒石（即氟化鈣，分子式CaF2）折射率比較低（ND=1.4339），微溶于水（0.0016g/100g水），可加工性與化學(xué)穩(wěn)定性較差，但是由于它優(yōu)異的消色差性能，使它成為一種珍貴的光學(xué)材料！自然界能用于光學(xué)材料的純凈大塊螢石非常少，因而螢石最早僅用于顯微鏡中。顯微鏡物鏡雖然焦距很短，但由于像距很大、分辨率要求很高，二級(jí)光譜仍是個(gè)頭痛問題。自從螢石人工結(jié)晶工藝實(shí)現(xiàn)以后，高級(jí)超長焦鏡頭中螢石幾乎是不可或缺的材料，螢石鏡片幾乎成為高檔鏡頭的代名詞！ 由于螢石價(jià)格昂貴、加工困難，各光學(xué)公司一直不遺余力的尋找螢石的代用品。氟冕玻璃就是其中一種。各公司所謂AD玻璃、ED玻璃、UD玻璃，往往就是這一類代用品。

　　很明顯，由于復(fù)消色差材料價(jià)格昂貴、加工困難，成本非常高，所以只能用在高檔鏡頭上。相應(yīng)的，這些鏡頭其它方面的設(shè)計(jì)也一定與其價(jià)格匹配，都是精益求精的。但是，如果有價(jià)格相對(duì)低廉的復(fù)消色差材料，即使性能差一些，也使它們能夠用在中檔鏡頭上，改善這些鏡頭的性能。但是，至少就么目前而言，中檔鏡頭是不可能使用螢石做消色差材料的！

　　低色散玻璃：低色散玻璃產(chǎn)生的色差很小、因而消色差之后剩余色差也比較小，對(duì)鏡頭質(zhì)量改善非常有益。同時(shí)，近些年來，一系列高折射率低色散玻璃（主要是鑭系稀土玻璃）的采用，鏡頭質(zhì)量進(jìn)一步提高。高折射率玻璃實(shí)現(xiàn)同樣的屈光度鏡片球面曲率較小，因而帶來的各種像差尤其是球面像差減小，使得鏡頭體積減小、結(jié)構(gòu)簡化、質(zhì)量提高。但是，它畢竟不能實(shí)現(xiàn)復(fù)消色差，無法消除二級(jí)光譜，不能與APO技術(shù)相提并論。
焦點(diǎn)、彌散圓、景深：概念與計(jì)算

　　先介紹幾個(gè)概念：

　　1、焦點(diǎn)(focus)

　　與光軸平行的光線射入凸透鏡時(shí)，理想的鏡頭應(yīng)該是所有的光線聚集在一點(diǎn)后，再以錐狀的擴(kuò)散開來，這個(gè)聚集所有光線的一點(diǎn)，就叫做焦點(diǎn)。

　　2、彌散圓(circle of confusion)

　　在焦點(diǎn)前后，光線開始聚集和擴(kuò)散，點(diǎn)的影象變成模糊的，形成一個(gè)擴(kuò)大的圓，這個(gè)圓就叫做彌散圓。

　　在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，觀賞拍攝的影象是以某種方式(比如投影、放大成照片等等)來觀察的，人的肉眼所感受到的影象與放大倍率、投影距離及觀看距離有很大的關(guān)系，如果彌散圓的直徑小于人眼的鑒別能力，在一定范圍內(nèi)實(shí)際影象產(chǎn)生的模糊是不能辨認(rèn)的。這個(gè)不能辨認(rèn)的彌散圓就稱為容許彌散圓(permissible circle of confusion)。

　　不同的廠家、不同的膠片面積都有不同的容許彌散圓直徑的數(shù)值定義。一般常用的是：

畫幅	24mm x 36mm	6cm x 9cm	4" x 5"
彌散圓直徑	0.035mm	0.0817mm	0.146mm

　　35mm照相鏡頭的容許彌散圓，大約是底片對(duì)角線長度的1/1000~1/1500左右。前提是畫面放大為5x7英寸的照片，觀察距離為25~30cm。

　　3、景深(depth of field)

　　在焦點(diǎn)前后各有一個(gè)容許彌散圓，這兩個(gè)彌散圓之間的距離就叫景深，即：在被攝主體(對(duì)焦點(diǎn))前后，其影像仍然有一段清晰范圍的，就是景深。換言之，被攝體的前后縱深，呈現(xiàn)在底片面的影象模糊度，都在容許彌散圓的限定范圍內(nèi)。

　　景深隨鏡頭的焦距、光圈值、拍攝距離而變化。對(duì)于固定焦距和拍攝距離，使用光圈越小，景深越大。

示意圖1

示意圖2

　　以持照相機(jī)拍攝者為基準(zhǔn)，從焦點(diǎn)到近處容許彌散圓的的距離叫前景深，從焦點(diǎn)到遠(yuǎn)方容許彌散圓的距離叫后景深。

　　4、景深的計(jì)算

　　下面是景深的計(jì)算公式。其中：

δ —— 容許彌散圓直徑
f —— 鏡頭焦距
F —— 鏡頭的拍攝光圈值
L —— 對(duì)焦距離
ΔL1 —— 前景深
ΔL2 —— 后景深
ΔL —— 景深

　　從公式(1)和(2)可以看出，后景深 > 前景深。

　　由景深計(jì)算公式可以看出，景深與鏡頭使用光圈、鏡頭焦距、拍攝距離以及對(duì)像質(zhì)的要求(表現(xiàn)為對(duì)容許彌散圓的大小)有關(guān)。這些主要因素對(duì)景深的影響如下(假定其他的條件都不改變)：

　　(1)、鏡頭光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；

　　(2)、鏡頭焦距：鏡頭焦距越長，景深越??；焦距越短，景深越大；

　　(3)、拍攝距離：距離越遠(yuǎn)，景深越大；距離越近，景深越小。

　　5、一些計(jì)算實(shí)例

網(wǎng)上有些在線計(jì)算器，有興趣的網(wǎng)友可以參考：
　　攝影光學(xué)計(jì)算器

　　Windows版本的可下載的計(jì)數(shù)器在f/Calc
　　(1)、200/2.8對(duì)焦在5m時(shí)，f/2.8的景深：

　　δ= 0.035mm
       f= 200mm
       F= 2.8
       L= 5000mm
       ΔL1= 60mm
       ΔL2= 62mm
       ΔL= 122mm
       結(jié)論：該鏡頭在用f/2.8拍攝時(shí)，清晰范圍是從4.94m~5.062m，景深很淺。

　　(2)、200/2.8+2X=400/5.6對(duì)焦在5m時(shí)，f/5.6的景深：

　　δ= 0.035mm
       f= 400mm
       F= 5.6
       L= 5000mm
       ΔL1= 30mm
       ΔL2= 31mm
       ΔL= 61mm
       結(jié)論：該鏡頭在配合2X增距鏡后，主鏡頭用f/2.8拍攝時(shí)，景深是(1)的一半。

景深的實(shí)際拍攝照片