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判断棱镜材质最简单的办法是查看目镜后面出瞳的形状。
对于roof棱镜来说,因为它的特殊结构,用这两种材料已经没有差别了,从出瞳形状也无法分辨出棱镜材质,许多roof棱镜望远镜也宣称自己采用的是BAK4材质棱镜,这基本上是出于商业上的考虑,从技术上讲是没有意义的。
5)PORRO和ROOF棱镜:
通过一个典型开普勒望远镜看到的图象,是上下左右颠倒的,为了适应地面观测的需要,必须在物镜(将远处的目标成一倒立的实像)后面加一组棱镜,将倒立的实像转为正立的实像。
实现转像有两种结构的棱镜,porro棱镜和roof棱镜。
porro棱镜的优点是结构简单,透光率高,成像质量好,但望远镜体积偏大。
为了克服这个缺点,可以采用反向porro棱镜转像,不过又带来了新的问题,物镜的口径偏小,不适合低照度环境下使用。
roof棱镜的最大优点是采用它之后望远镜的体积可以做得最小,望远镜的重量也随之下降,但是这种棱镜结构复杂,而且透光率比porro棱镜低5%,需要镀相位膜,所以要做个优质roof棱镜望远镜,需要付出很大代价。
6)出瞳直径和出瞳距离:
出瞳直径就是影像通过望远镜在目镜后形成的光斑大小,这也是望远镜的一个重要指标,它代表了望远镜所能达到的成像亮度,一般来说出瞳在2.5毫米到4毫米之间的望远镜,比较适合日间使用,4毫米到7毫米之间的望远镜,日间和低照度环境依然可以观测,而2.5毫米以下的望远镜,即使白天,成像亮度也很低,而且和人眼瞳孔对齐困难,观测的舒适性很差。
出瞳的简单计算公式是物镜直径/倍数=出瞳直径。
比如,BOSMA7X50双筒望远镜,出瞳直径=50/7=7.14毫米。
出瞳距离是指能看清整个视场时眼睛离目镜的最远距离,这也是望远镜的一个重要参数,如果出瞳距离太短,则眼睛必须贴近目镜才能看见整个视场,眼睛会非常累,而如果出瞳距离过长且目镜罩太短,则观测时容易出现黑影。
长出瞳距离的望远镜适合戴眼睛的人使用。
有的长出瞳望远镜目镜罩设计成可伸缩型,这样既适用于视力正常的人,也适用于戴眼睛的人,比如BOSMA8X42双筒望远镜。
7)多少倍放大是合适的:
一般来说,普通手持型望远镜倍数不宜超过10倍,因为手握望远镜时会轻微的抖动,通过望远镜观测时,会相应把这种抖动放大,倍数越高抖动就放得越大,一个剧烈抖动的物体,人眼是没有办法看清楚的。
这也是军用望远镜放大倍数一般只有6\7\8倍的原因。
即使是放在三脚架上观测的望远镜,倍数也是有限制的,因为大气受地面建筑和其它因素的影响,密度并不是均匀的,当远处的被观测物的反射(或透射,发射)的光线穿过这些密度不均匀的大气时,会发生轻微的折射,造成影象模糊。
而且望远镜倍数越高,这种模糊越明显。
一般来说,在低海拔城市中,望远镜的倍数以不超过40倍为宜。
另外放大倍数大,则实际视场小。
这样,就不利于发现和寻找目标,对于经常变换目标的观测尤其不利。
即便是找好了目标,三脚架稍有晃动就容易丢失目标。
对于没有自动跟踪装置的,要经常手动调节才能使目标保持在视野之内。
另外提高倍数,还必须相应要求提高物镜的口径,来保证成像有足够的亮度,没有亮度的成像人眼是看不清楚的。
这样一来,望远镜的体积重量以及价格都会急剧升高。
所以,不应该片面的追求倍数,至于市面上许多标高倍望远镜,倍数一般都有夸大,也有少部分倍数是真的,出现这种情况的原因很简单,工厂和商家的首要目的是追求利润,而不是普及正确的望远镜知识,既然市场需要高倍望远镜,与其引导正确的消费观,还不如去迎合这种消费观来的简单。
8)望远镜可以看多远:
这是初次接触望远镜的朋友最喜欢问的问题。
答案是无穷远。
其实这个提问的真实意图应该是问望远镜的分辨能力如何。
这涉及到三个方面的因素:
1,观测环境如何,包括光线强度和方向,对比度,大气稳定性和透明度等2,望远镜本身的素质,包括规格,类别,精度等3,观测者本人矫正后的视力状况,以及熟练使用望远镜的程度。
这3个方面基本都是不确定的,如果只考虑望远镜本身的辨别能力,一般来说口径大一些且倍数高一些的望远镜辨别能力高一些,porro棱镜望远镜比roof棱镜望远镜的分辨力高些,镀膜好的镜子分辨力高些。
需要特别强调的是,望远镜的倍数只是影响分辨力的众多关联因素中的一项,盲目追求大倍数是不可取的。
9)如何辨别劣质望远镜:
一般来说,劣质望远镜有几个典型特征:
1,重量非常轻,这是因为大量采用了塑料件来降低成本,而塑料的密度是很低的2,镀红膜,这样可以谎称望远镜具有红外夜视功能3,外表花花绿绿,这样可以谎称是军用望远镜,其实真正的军用望远镜基本都是黑色的4,看长时间头晕,这是因为要提高产量,没有时间来校正两个镜筒光轴的平行度5,包装简陋,三无产品6,销售地点在小商品批发市场,或者是流动摊贩。
买劣质望远镜,不仅仅遭受了经济损失,长时间使用,对视力也有伤害。
附:
(1)BOSMA双筒望远镜配置
10)双筒镜基本认识
镜身考虑:
1.耐用度(durability)
直筒型结构较紧密,容易製成防水机型,比较耐用。
廉价普罗型光轴容易失行。
2.防水性(waterproof)
WR=waterresistant可防止水花溅入机身内,但不能抗水压。
WP=waterproof通常内部镜身注氮,橡胶O环封口。
可抗水压由一米至五米不等,镜身内部不会积聚水气或发霉.但若保养不佳最外镜面亦可发霉。
3.对焦系统(focusingsystem)
中央式:
镜身中央有大型调焦环,可使两边目镜一起对焦,另右目镜可独立转劬调较右眼视距。
独立式:
左右目镜分别可以个别对焦,水密性较佳,但日间观景却不方便。
中央+独立式:
镜身有一中央大型调焦环,环分2部份,合在一起时可作中央对焦,分开时可左右眼独立对焦,为最佳对焦方式。
内部对焦:
对焦时移动镜身内部组件,机身长度保持不变,为防水设计。
外部对焦:
对焦时移动目镜部,机身长度会改孌,水密性较差。
4.目镜眼杯(Eyecup)
橡胶型:
传统橡胶式眼罩,戴眼镜的话可将眼杯反下,但眼杯容易变形和留下摺痕。
拉出推入型:
戴眼镜时眼杯可推入目镜内,不戴眼镜时可将眼杯拉出,较高级机型使用。
旋转型:
眼杯接目环可旋入旋出,方便不同视距人仕,是最佳设计。
5.机身包胶(Armoring)
传统珠皮型:
外层包著硫化锌珠皮,美观但没有保护作用。
包胶或合成物料:
并不代表防震,更不代表防水!
只代表可以轻微吸震、较易手持、防滑。
6.德国和美国式(GermanorAmericanStyle)
专指普罗镜身设计,德国式为2截式设计,镜筒可拆开,美国式则为一整个机身设计,比较耐用。
7.重量(Weight)
口径4cm,重500-900克的机型都较易手持,掛在颈上亦无问题。
口径5cm,重约1Kg对某些人来说可能较重,但机身只要设计得当,分散重量,仍可手持使用。
口径5cm,重量超过1KG者,如Fujinon7x50,Leica10x50BN等,较适宜安在脚架上使用。
直筒镜结构紧密,使用时双肘成直角垂下,使镜身重量由骨骼支撑,较适合长时间使用.使用普罗镜时双肘则倾向向外撑开,使鐘镜身重量由肌肉支撑,不利长期使用。
口径7cm以上者,基本一定要用脚架支撑。
口径太小,重量太轻如迷你型双筒镜,如Leica8x20BC,虽易手持但重量太轻、惯性不够,容易随呼吸脉博跳动,不利手持观测。
8.影像防震装置(imagestabilizingsystem)
机械式:
稜镜或物镜部份以机械弹弓、缓衝系统减低震动,使高倍影像变得较稳定,缺点是手部需长时按钮,价钱超贵!
(如Zeiss20x60I.S.要三万多港元)
电子型:
电子感应系统以电力驱动稜镜不停调较角度,以补偿震动之影响。
缺点是稜镜常移位,导致影像清晰度下降。
此外价钱也昂贵。
(Canon10x30I.S.最平机型也需3000港元。
)
影像稳定双筒镜质素一般不俗,但最后光学质素又不一定最高。
9.双筒镜的保养(maintenance)
双筒镜最忌撞击,尤其廉价机型.
观景时不要把鼻子靠近目镜,引致水气积聚。
当外露镜片沾上油污时,可用药用酒精(isopropylalcohol70%化学名为异丙醇)和特殊微纤维布料(microfibercloth)把油污擦去。
防水型号若沾上海水,可以清水将之冲洗乾净再风乾。
长期不用时,将之放在装有防潮珠的密实袋或电子防潮箱内,但切勿放在皮盒内,因为皮盒易发霉和吸水。
若镜身内发霉,不应自行拆散清洁,最好寄回原厂修理。
规格考虑
1.物镜口径(Objectivediameter/Aperture)
例:
双筒镜7x50这规格中,物镜口就是50mm.口径越大,集光力越高,所见暗星越多,影像越亮,解像度越高越锐利.但一阔三大,重量也更大!
而且大镜较难研磨。
4cm级较轻便,但所见暗星不及5cm级.3cm级集光力比较弱,但较轻巧,日间观鸟比较方便.比5cm大的机型都较重,而且较难保持平衡,需用脚架支撑。
总的来说,8x40,10x40等机型较方便,适合一般用途.8x30机型最适合观鸟。
而较大型的7x50,10x50则较适合天文用途。
註:
集光力是指物镜收集光线比肉眼强多少倍的能力,纯以物镜面积计算,公式是:
物镜面积/瞳孔面积(7mmx7mm)。
然而镀膜、製作精度也会影响光度。
一枝优秀的10x40的光度是可比差劣的10x50高!
2.倍率(Magnification)
双筒镜7x50这规格中,放大倍率是7x或7倍。
倍率计算公式:
物镜焦距/目镜焦距
倍率是指将景物拉近的能力。
举例来说,一枝10倍双筒镜可将1000米外景物“拉近”到100米处。
其实际观察大少等於我们走近到100米外观景。
放大率越高,所见景物越大。
倍率较高者会使背景较黑,暗星较易呈现,但高倍率会令影像变得较朦,亦会将手震幅度放大(opticalleverageeffect),使影像摇动不已.一般来说10倍乃是一般人之极限。
低倍率情况下影像较光,亦较清晰锐利,色差及其他像差亦较少.但背景光害之影响亦会较利害,减低反差.而且解像力不足会使疏散星团不能分解清楚。
3.出射光瞳(Exitpupil)
计算:
物镜口径(mm)/倍率
当你手持双筒镜使目镜距离眼睛约2呎时,你会见目镜中央有一个圆型光点,其餘地方为黑色。
这光点就是出射光瞳。
出射光瞳首先告诉我们望远镜的质素.质素上乘者出射光瞳为一个完美清晰的圆形光点,位处中央,周围呈黑色。
对普罗稜镜机型而言光点内有稜镜影子代表稜镜是次级玻璃(BK7).周围漏光则代表鐘镜身防反光不佳。
出射光瞳偏向一方或成欖核型则代表内部光轴孌歪。
出射光瞳越大,代表影像较光及较清晰锐利(倍率低)而且眼球较易看到影像,适合海事、环境不断晃动场合下使用。
出射光瞳太细会使影像难于对準观测。
但过了7mm即超越人眼瞳孔极限大少,一部份光线便散失掉,造成浪费.而且人越老瞳孔越细,如50岁的人瞳孔夜间中扩到最大亦只有5mm!
故此7mm机型如7x50,8x56,10x70开始乏人问津。
出射光瞳5mm机型如10x50,8x40反而最为适中。
在日间我们眼睛瞳孔直径约2-3mm,故此出射光瞳少於3mm的如Leica8x20BC於日间观景没有问题,但夜间使用就不适合。
4.视场(Fieldofview)
视场即是我们观景的范圉。
视场越大,观测范圉越大。
视场表示方法有数种:
1.度数:
Truefieldofview=7*表示视场(整个直径)可见7度视野.天空由东到西180度,月球视直径半度,亦即表示视场直径内可容纳14个月球连成一线。
2.以呎表示:
Truefieldofview=373ft/1000yards.即观看1000码外景物时可见视野范围为373呎。
以简单三角学计算,把373呎除52.5即可计出度数。
3.表面视场:
Apparentfieldofview.视场大少取决於目镜设计方式.同样目镜下,倍数越高,实际视野一定变窄!
比较不同目镜一定要用数面视场,计算方法很简单:
数面视场=实际视场x倍率。
如一枝10x507*目镜数面视场即70度。
数面视场60度以上机型称为广角镜,视野宽阔,但边缘通常较多像差,影像较鬆散。
使用优质机型如从大窗口观景一样,非常过癮。
即使边缘有点像差也是值得.50-60度是标準机型,在视野和週边成像取得平衡。
50度以下像由饮管中看风景,视野太窄,感觉不好。
4.视距(Eyerelief)
视距指在能够清晰看到整个视场下,眼睛和目镜之间最短距离.视距长度以mm表示,取决於目镜设计。
视距太短时,若眼睛不是贴近目镜玻璃便导致视野边缘失光,不合戴眼镜人仕使用?
视距太长,影像容易有黑影出现,但只要将眼杯拉长问题即可解决?
戴眼镜人仕请选视距14mm以上之型号。
又要视野大,又要视距长,目镜需要复杂多镜片设计,目镜部份变得巨大,亦导致双筒镜价格水涨船高,非常难求。
格镜指标
1.稜镜形式(Prismstyle)
双筒镜的灵魂是一组稜镜(2个)。
稜镜作用是将影像变回正立像。
传统普罗稜镜(Porroprism),或曲筒型使用2个45-90-45度直角稜镜内全反射原理,把光路折曲。
优点是构造简单,透光率可达94%,而且物镜相距基线变长,双眼视差较大,影像较富立体感。
缺点是体积较大,看近处景物容易產生双重影像,结构不够紧密,光轴易歪,手感较差。
普罗稜镜玻璃材质有2种,较佳折射率高的是BaK4bariumcrownglass,较次的BK7borosilicateglass会阻碍出射光瞳周边质素,减低透光率。
倒立普罗稜镜式(InvertedPorroprism)原理一样,只是把稜镜向内反屈,物镜比目镜更靠近一起,优点是结构较为紧密小巧,缺点是欠缺立体感。
结构限製口径,一般质素亦较次。
另一种稜镜构形为直筒屋脊稜镜式(Roofprism/Dachprism),亦为2个稜镜组合,但排成一直线.有Pechan五稜镜式或Abbe-Konig式,结构比较复杂,需要精度亦较高,不易研製.传统上屋脊稜镜缺点很多,最大问题是光线在稜镜内先被劈成2半,穿过半银镀膜稜镜面再合成一起。
光线经反射多次后透光率变得只有85%,而且2股光线產生相位位移现象(phaseshift),导致影像变矇。
新一代直筒稜镜经过相位修正镀膜(Phasecorrectioncoating)处理,影像质素大为提高,追及普罗稜镜式型号。
Abbe-Konig式较简单,但光路比五稜镜式简单。
光线在稜镜内反射四次,比Pechan反射六次为少,结果透光率更高,达90%或以上,影像较同级五稜镜式直筒镜光一点,但色差控制、锐利度表现又似乎较差,不知何故。
直筒镜优点是结构紧密,容易手持,较适合看近处景物如观鸟。
缺点是价钱较昂贵,立体感不及传统普罗稜镜式机型。
(顶级8x30司华洛世奇直筒镜约6000元,同厂8x30普罗镜约4000元)而且看亮光源时容易出现十字星。
然而随著观鸟活动普及,越来越多人选用直筒镜,其质素也随市场需求而提高,质素根本不会低过传统普罗型。
2.镜面镀膜(Coating)
利用光学干涉(Interference)原理,一片镜片表面镀上一层适当镀膜可增加透光率,减少反光,加强反差。
单层简单镀膜如MgF2呈蓝色,主要反射蓝光,透光率低,只约95%.而且色调偏黄.多层镀膜较佳,减低不同频率的光线反射,透光率更高,最高可达99.%以上!
一枝镜筒内起码有10多个光学面,合成结果(O.99的10次方v.s.0.95的10次方)非同小可!
最佳的多层镀膜应不会反射任何光线.实际上应呈暗紫红色或暗绿色。
此等镀膜不但改善透光率,抑制镜内光线散射,而且增强清晰度。
反而流行的平价红膜镜(Rubycoating)只会反射红色光,减低透光率,使影像呈现暗绿色,不适合日常赏鸟观星,只宜雪地上反光太强情况下使用。
镀膜虽然增加透光率和改善反差(光暗位分明),但表面却容易受到霉菌侵蚀或易刮损,此乃其主要缺点。
3.锐利度(Sharpness)
现代一般望远镜在日间中央视场的锐利度表现不致太差,试锐利度最好在观星场合。
使用较高质机型看星应会呈现点状,而平价机型时星点则会化开。
色差大的形号在锐利度的表现通常较差。
以往没有相位修正镀膜处理的直筒镜在镜锐利度和光度上比普罗型差一些,但今天顶级镜已基本解决先天缺陷。
4.偏色,色彩还原度(Colorbias,Colorrendition)
不同镀膜让某种光线通过较多,使视场偏向某种顏色,如较次级品种是偏暗黄。
但欧洲高级机种如蔡司、徠卡(袖珍镜)都稍偏鲜黄色,但实际上却更感觉上视野较光亮,反差提升,予人一种世界是美好的感觉。
此特质在欧洲光线不足的森林非常有用!
轻微偏色只是小问题,理应对观星没有影响,但会影响个人对某些品牌观感。
无可否认,偏色会降低色彩还原度,这是取捨问题。
当然严重偏色就会大大扣分。
5.通透清晰度(Imageclarity)
大部份平价国產镜都有一个通病,就是通透度比以往大有改善但仍不足,总是有种灰濛感。
最佳的双筒镜是在使用时完全感觉不到玻璃的存在!
这亦是一个重要评级标準.其成因颇复杂,包括镀膜、镜身设计、玻璃质素等等。
但最失望的是某顶级机型亦…
6.亮度(Brightness)
影响亮度有三个主要因素:
稜镜、镀膜、色调。
色调偏青感觉上光度会低些而色调偏鲜黄恰好相反。
优质镜在光度大体上都足够有餘,格镜时无需要为一点点光度而作意气之争。
只要是同级机型,像差、通透感、色彩差异往往更大更为重要。
7.眩光控制(Internalflarecontrol)
绝大部份袖珍镜和中型镜因机型所限,在顺著阳光方向观景时整个视场都被弥漫眩光所盖,严重影响观测效果.多层镀膜减低内反射可将眩光控制得较佳。
较高级机型物镜前罩做得较长,发挥遮光罩放果,但仍不能完全解决问题。
目镜片数较多,而镀膜技术又欠佳者,观看夜景时亦容易出现鬼影现像。
8.立体感(3-Deffect)
这个因素可说是传说中的指标.虽云普罗型的立体感较大,但即使是同级机型,所出来的效果又不是每只皆一样。
记忆中应以CZJ7X50效果最佳,Pentax6x30Mariner也不俗。
但即使是直筒镜,Leica10x50BA感觉上又会比ZeissVictory强一点。
国產62式光学质素平庸但又带给我强烈立体感!
95式光学质素合格但立体感又欠奉!
这指标在正规说明书中隻字不提,故只能说是笔者自创之指标。
不过若有一镜能带给我当年CZJ的立体感觉的话,我会立即去买!
9.像差(3-Deffect)
A.色差(Chromaticaberration)
光线穿过玻璃时產生折射现象,不同频率光线折射角度有别,形成在高反差影像旁出现蓝/黄边。
色差问题在高倍率时尤其严重。
所幸双筒镜倍数较低,色差问题不大。
改善方法是使用昂贵光学玻璃如ED(ExtraLowDispersion,Nikon於1972年推出),Fluorite萤石镜(Canon於1969年大规模生產)籍其高折射率抑压不同光线之折射角度,从而降低色差。
但一些数千元的双筒镜都只使用普通玻璃而產生极佳成像。
色差绝对是一个重要格镜指标。
B.球面差(Sphericalaberration)
普通球面玻璃其性质使边缘光线不能聚焦在同一焦点上,越近边缘光线焦点越短。
导致边缘鬆散。
而且中央解像度及亮度也有所影响。
解缺方法是镜内装设特殊研磨的非球面镜(多个曲面),改善边缘变形情度.广角机型边缘有些鬆散不是问题,但要儘量避免。
C.场曲(Fieldcurvature)
场曲指影像聚焦的焦平面是一块曲面.影像不会变矇,但週边直线会孌成曲线!
解决方法是在镜内加上平场透镜Fieldflattener。
(如Nikon7x50Prostar)
D.针插象差效应(Pincushioneffect)
是另一种像差.影像不会变矇,但越近边缘,影像会变形,像是倍率变大!
然而像蔡司、徠卡、司华洛世奇等名镜这种像差是故意加上去的.因由在手持双筒镜横扫眼前树木风景时感觉反较自然(angularfidelity),而加上平场透镜的机型(linearfidelity)反而会出现浮凸效果!
个人认为在广角机
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