雙筒望遠(yuǎn)鏡原理

1、雙筒望遠(yuǎn)鏡文章簡介望遠(yuǎn)鏡一般分類上說可以分為雙筒望遠(yuǎn)鏡，單筒望遠(yuǎn)鏡和天文望遠(yuǎn)鏡。我們平時(shí)一般指的望遠(yuǎn)鏡都是雙筒望遠(yuǎn)鏡。雙筒望遠(yuǎn)鏡的價(jià)格相差很大，效果也相差很大，如何進(jìn)行選擇呢？文章詳細(xì)內(nèi)容一.理解雙筒望遠(yuǎn)鏡的基本概念1.棱鏡結(jié)構(gòu)：有保羅式PORRO和屋脊式ROOF.從理論上來說，屋脊式的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，如果使用同樣的鏡片，同樣的鍍膜，同樣工藝，保羅式效果會優(yōu)于屋脊式。但是屋脊式望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)是外觀小巧，做工精致，所以一般高檔的雙筒望遠(yuǎn)鏡都是采用屋脊式的。保羅式雙筒望遠(yuǎn)鏡是雙筒望遠(yuǎn)鏡的鼻祖，早期雙筒望遠(yuǎn)鏡都采用保羅式，所以保羅式雙筒望遠(yuǎn)鏡深受廣大戶外運(yùn)動愛好者的喜愛。隨著屋脊式雙筒望遠(yuǎn)鏡的流行，保羅

2、式雙筒望遠(yuǎn)鏡成為了低端望遠(yuǎn)鏡的代名詞。但是實(shí)際上國際知名的品牌，包括美國博士能，視得樂，尼康依然在生產(chǎn)高清級別的保羅式雙筒望遠(yuǎn)鏡。其中最為知名的是博士能LEGACY經(jīng)典系列的120150和120842，這兩款是全球高清保羅式雙筒望遠(yuǎn)鏡冠軍。具有非常高的性價(jià)比。口徑：保羅式比較經(jīng)典的口徑是50mm和42MM，屋脊式是42mm對于迷你便攜望遠(yuǎn)鏡，口徑一般是30mm以內(nèi)購買時(shí)必須理解一下幾點(diǎn)：.影響雙筒望遠(yuǎn)鏡的體積的關(guān)鍵是口徑，口徑越大，理論上體積就越大。.并不是口徑越大視野就寬?？趶街皇怯绊懸曇按笮〉囊粋€(gè)因素，視野大小還取決于望遠(yuǎn)鏡內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。同樣口徑大小的望遠(yuǎn)鏡，視野會相差很大的。比如博士能知名

3、的獎杯8X32,32mm的口徑，其視野范圍卻達(dá)到130多米，原寬于普通10X50的傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡。雙筒望遠(yuǎn)鏡的倍率：從手能拿穩(wěn)的角度說，一般選擇7-10倍的就足夠。如果您總觀察幾百米內(nèi)的小目標(biāo)，如車牌號，建議選擇7-8倍的。如果觀察距離需要更遠(yuǎn)的目標(biāo)，建議選擇10倍的。只是您需要觀測很遠(yuǎn)目標(biāo)時(shí)，才建議選擇10倍以上的。經(jīng)典倍率：屋脊8X42,10X42,保羅8X40,10X50迷你望遠(yuǎn)鏡10X28,10X25,8X30,8X26等。雙筒望遠(yuǎn)鏡的充氮防霧，鏡片，鍍膜這三個(gè)參數(shù)是直接影響望遠(yuǎn)鏡的價(jià)格和雙筒望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量的。但是這三個(gè)參數(shù)是一種非硬性參數(shù)。很多小品牌混淆這三個(gè)參數(shù)的指標(biāo)。但是選擇雙筒望

4、廣一遠(yuǎn)鏡盡量選擇具有充氮防霧功能的望遠(yuǎn)鏡。充氮防水防霧，不僅能防水，更為重要的是防塵，具有此功能的雙筒望遠(yuǎn)鏡不僅清晰度高，而且長期使用不會出現(xiàn)成像品質(zhì)下降的問題。沒有充氮防水的機(jī)型都是低端機(jī)型，比如尼康閱野ST,就屬于低端機(jī)型，沒有充氮防水。而與之對應(yīng)的閱野SX,售價(jià)比ST高一倍，主要因?yàn)槠銼X是充氮防水防霧的。所有的高清級別的望遠(yuǎn)鏡都是充氮防水防霧的。比如博士能的LEGACY經(jīng)典120150，就是一款非常典型的高端保羅式雙筒望遠(yuǎn)鏡。在2012年美國OPTICALTIME周刊評測中，其得分原高于尼康的閱野SX。而尼康的閱野ST得分就非常的低。理論上選擇望遠(yuǎn)鏡時(shí)，銷售商提供的這三個(gè)參數(shù)說明，僅做

5、參考。需要自己實(shí)際試用或者看看其它使用者的購買體會。如果要選擇高清級別的望遠(yuǎn)鏡，建議選擇國際上知名的品牌。鍍膜上比較知名的是博士能PC-3鍍膜，TASCO知名的紅膜等等。雙筒望遠(yuǎn)鏡（以下簡稱雙筒鏡）具有成像清晰明亮、視場大、攜帶方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，很適于天文愛好者用來巡天和觀測星云、星團(tuán)、彗星等面狀天體。在晴朗無月的夜晚用雙筒鏡觀測時(shí)，可見在廣闊的視場之中繁星密布，偶爾有一兩朵星云、星團(tuán)點(diǎn)綴其間，令人心曠神怡。如果你過去一直使用高分辨率、長焦距的天文望遠(yuǎn)鏡，也許還沒有意識到自己已經(jīng)失掉了很多觀測的樂趣，那么請?jiān)囉靡幌码p筒鏡，你一定會被視場中平時(shí)未曾欣賞過的美景深深地陶醉。由于雙簡鏡有著廣泛的

6、用途，所以在市場上它的品種繁多，性能也相差很大。二雙筒望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)雙筒鏡采用的是折射系統(tǒng)，可分為伽利略式和開普勒式兩種。伽利略式雙筒鏡結(jié)構(gòu)簡單，光能損失小、鏡筒較短、價(jià)格也較低，但是，它的放大率一般不能超過6倍，放大率再增加，視場就會迅速減小，視場邊緣變暗。成像質(zhì)量也會下降，所以這種雙筒鏡用得較少?，F(xiàn)在常見的是開普勒式雙筒鏡，它的視場比伽利略式的大，而且成像更加清晰，但開普勒式雙筒鏡成的是倒立的像，為了得到正像，在它的光路中加有轉(zhuǎn)像棱鏡或轉(zhuǎn)像透鏡，這些轉(zhuǎn)像裝置在地面觀測中是必不可少的。但像的倒正對天文觀測來說無關(guān)緊要，不過正像望遠(yuǎn)鏡可以給初學(xué)者找星帶來方便。三雙筒望遠(yuǎn)鏡的口徑和倍率表示望遠(yuǎn)

7、鏡性能的參數(shù)有6個(gè)，它們是口徑、放大率、視場、相對口徑、極限星等和分辨本領(lǐng)。介紹這6個(gè)參數(shù)的書籍和文章很多，本文不再贅述，這里只結(jié)合雙筒鏡的特點(diǎn)作一簡單說明。雙筒鏡的口徑、放大率和視場一般都標(biāo)在鏡身上?？趶胶头糯舐视脙山M數(shù)字表示，例如“10X50”表示這架雙筒鏡的放大率為10倍?？趶绞?0毫米；再如“7X15X35”表示放大率在7倍至15倍之間可調(diào)，口徑是35毫米。放大率和口徑是反映雙筒鏡性能的最重要的參數(shù)。選購時(shí)要特別注意。用于天文觀測的雙筒鏡應(yīng)選擇口徑大一些的，這樣可以看到更多的天體。那么放大率是否也是越大越好呢?不是的。放大率的選擇要根據(jù)觀測的需要來確定。當(dāng)口徑相同時(shí)。用較高的放大率可以

8、看到較多的恒星，但對于星云之類的面狀天體來說，在低放大率時(shí)看起來卻比高放大率時(shí)更亮些。而且隨著放大率的增高，視場還會變小。與天文望遠(yuǎn)鏡相比，雙簡鏡的優(yōu)勢就在于它的視場大和適于觀測面狀天體，所以用于天文觀測的雙筒鏡放大率不宜過高?，F(xiàn)在市場上常見一種變倍雙筒鏡，它的放大率在一定范圍內(nèi)可連續(xù)變化，這樣它便具有多架定倍雙筒鏡的功能，使用起來比較方便。變倍雙筒鏡的缺點(diǎn)是視場小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于有變倍的結(jié)構(gòu)，所有的變倍雙筒望遠(yuǎn)鏡，都沒有充氮防水防霧的功能。同時(shí)變倍雙筒望遠(yuǎn)鏡光路長，所以其通光率大為降低，所以同系列的雙筒望遠(yuǎn)鏡，變倍的比不變倍的亮度和清晰度相差很遠(yuǎn)。除非特殊需要，不建議選擇變倍雙筒望遠(yuǎn)鏡。比如

9、博士能LEGACY經(jīng)典10X50比其10-22X50效果好很多，同樣尼康ST10X50的效果也遠(yuǎn)優(yōu)于尼康ST10-22X50.四雙筒望遠(yuǎn)鏡的視場視場是反映望遠(yuǎn)鏡性能的另一個(gè)重要參數(shù)。與天文望遠(yuǎn)鏡不同，雙筒鏡的視場經(jīng)常不以“度”作單位給出，而是給出在1000米（碼）處能看到的景物的最大寬度。如“131m/1000m”或“393Ft./1000Yd?！北硎居眠@架雙筒鏡能看到1000米（碼）處的景物的最大寬度為131米（393英尺）。天文愛好者都習(xí)慣使用角度來表示視場的大小，它們之間很容易換算。對于上面的第一個(gè)表示式，視場：0=131三17.5=7.5考慮到1碼等于3英尺，對第二個(gè)表示式，視場：0=

10、393三52.5=7.5雙筒鏡的視場是由棱鏡和目鏡的設(shè)計(jì)決定的?？趶胶头糯舐氏嗤碾p筒鏡視場往往不同，大視場能給觀測帶來不少方便。但視場邊緣的像質(zhì)往往較差，價(jià)格也較貴。雙筒鏡的相對口徑（即口徑與物鏡焦距的比值）比一般的天文望遠(yuǎn)鏡大，而面狀天體在望遠(yuǎn)鏡中的亮度與相對口徑的平方成正比，這就是雙筒鏡比天文望遠(yuǎn)鏡適于觀測面狀天體原因。在許多雙筒鏡的說明書中經(jīng)常提到“出瞳直徑”。它是相對于入瞳直徑（即望遠(yuǎn)鏡的口徑）而言的，它是由物鏡匯集的光束進(jìn)入觀測者時(shí)的直徑。在數(shù)值上等于物鏡直徑與放大率的比值，如10X50的雙筒鏡出瞳直徑就是50mm/10=5mm。出瞳直徑越大成像越亮。人眼瞳孔直徑在完全黑暗的時(shí)候最

11、大，為7毫米，所以出瞳直徑不應(yīng)大于7毫米，否則一部分光線就會因?yàn)闊o法進(jìn)入瞳孔而白白損失掉。一般來說。用于天文觀測的雙筒鏡出瞳直徑在7毫米左右為宜。通常認(rèn)為7X50型雙筒鏡最適于天文觀測，它的出瞳直徑為7.1毫米，成像清晰明亮，視場較大，一般為670，而且重量輕，易于手持觀測。隨著年齡的增加，瞳孔的最大直徑會逐漸變小。30歲左右時(shí)為6毫米，40歲以上一般只有4.55毫米。這時(shí)使用10X50的雙筒鏡較合適。在理解雙筒望遠(yuǎn)鏡的視場時(shí)，一定要知道一個(gè)概念：同樣口徑，同樣倍率的望遠(yuǎn)鏡，其視場差別非常的大。特別是在購買便攜望遠(yuǎn)鏡時(shí)，視場非常重要。大家都知道，便攜望遠(yuǎn)鏡視場非常小，為解決這個(gè)問題，很多廠家都

12、在這方面進(jìn)行了絕大的努力，最為成功的產(chǎn)品是博士能獎杯8X32，作為一款頗具傳奇色彩的高清便攜望遠(yuǎn)鏡，連續(xù)三年保持全球高清迷你望遠(yuǎn)鏡銷售冠軍，這款望遠(yuǎn)鏡不僅清晰度極高，而且視場非常小，雖然是32MM口徑的小巧望遠(yuǎn)鏡，其視場卻達(dá)到超乎想象的132米，比大部分50MM的望遠(yuǎn)鏡視野還好。五雙筒望遠(yuǎn)鏡的極限星和分辨率望遠(yuǎn)望的極限星等m和分辨率的理論值分別為m=2.1十51gD-140/D（其中D為以毫米為單位的望遠(yuǎn)鏡的口徑，的單位為角秒）。但是由于雙筒鏡的放大率較低及觀測時(shí)調(diào)焦不準(zhǔn)、大氣抖動等原因，極限星等和分辨本領(lǐng)都達(dá)不到理論值。雙筒鏡的這兩個(gè)參數(shù)制造商一般沒有給出，使用者最好能自己動手測一下，這對于

13、更好的利用雙簡鏡很有幫助。在晴朗無月的夜，當(dāng)昴星團(tuán)上中天時(shí)，用雙筒鏡能看到的圖l中最暗的恒星的星等就近似等于它的極限星等。用雙筒鏡剛能分開的雙星中兩子星的角距即為它的實(shí)際分辨本領(lǐng)。雙星的數(shù)據(jù)可參閱有關(guān)星表。即使是20多MM的小口徑便攜望遠(yuǎn)鏡，目前也有具有非常高分辨率的性能。其中以博士能精英7X26為最。博士能精英7X26,作為一款全球銷量第一的頂級便攜望遠(yuǎn)鏡，其清晰度是同檔包括蔡司，施華洛世奇的10X25系列無可比擬，這款望遠(yuǎn)鏡售價(jià)也不菲，5000多元人民幣，但是其實(shí)際的極限星和分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了，大部分50MM口徑的望遠(yuǎn)鏡。六雙筒望遠(yuǎn)鏡的出瞳距離出瞳距離是能夠看清整個(gè)視場時(shí)眼睛與目鏡的最后一片

14、鏡片間的距離。它的大小對于戴眼鏡的近視患者非常重要，雖然摘掉眼鏡重新調(diào)焦后仍能看到清晰的像，但當(dāng)需要用肉眼和雙筒鏡反復(fù)交替觀測星空的時(shí)候就很不方便了。另外戴散光眼鏡的人如果摘掉眼鏡，無論怎么調(diào)焦也是無法看到清晰的像的。要戴著眼鏡看清整個(gè)視場，出瞳距離予少應(yīng)為1415毫米。當(dāng)出瞳距離少于8毫米時(shí)，即使不戴眼鏡的人使用起來也會感到不方便。七雙筒望遠(yuǎn)鏡的增透膜當(dāng)光線由空氣進(jìn)入玻璃或由玻璃進(jìn)入空氣時(shí)，大約有5被反射掉。雙筒鏡每個(gè)鏡筒的物鏡、棱鏡和目鏡加在一起，一般有1016個(gè)與空氣接觸的表面。如果這些表面未經(jīng)任何處理，那么入射光線因反射就要損失50左右。為減少這種有害的反射，現(xiàn)代的折射望遠(yuǎn)鏡在各光學(xué)表

15、面都鍍有單層或多層增透膜。多層增透膜的材料是氟化鎂。單層增透膜只對一種特定波長的光有最佳增透效果，對其他波長的光增透效果稍差，它可使每個(gè)表面光的反射減至1.5，如用于雙筒鏡的所有表面，光的透過率可超過80。好的多層膜每個(gè)表面光的反射率只有約0.25%，如用于雙筒鏡的所有表面，光的透過率可達(dá)9095%。一般情況下，目視望遠(yuǎn)鏡的單層增透膜對5500埃的黃綠光增透效果最佳，因?yàn)槿搜蹖@種光最敏感。遠(yuǎn)離這一波長的藍(lán)光和紅光的反射就多一些，因此我們看鍍了單層膜的鏡片是藍(lán)紫色或紅色的。鍍多層膜的鏡片呈淡淡的綠色或暗紫色，太厚的單層膜看起來也會呈現(xiàn)出綠色，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)國外有的制造商以此來充作多層膜，不過它反射出

16、的光線比真正的多層膜要強(qiáng)得多。有人會覺得大口徑的雙筒鏡即使鍍膜質(zhì)量差一些也沒關(guān)系，它的口徑可以彌補(bǔ)光線的損失。其實(shí)不然，雙筒鏡內(nèi)部各表面的反射光會形成雜散光，降低景物的反差，使像變得模糊不清，在日光下觀察陰影中的物體時(shí)，這種現(xiàn)象尤為明顯。在鍍膜質(zhì)量差的雙筒鏡中消失在眩目的光輝里的目標(biāo)，用鍍膜質(zhì)量好的雙筒鏡就很容易看到。根據(jù)質(zhì)量不同，增透膜可分為以下幾種，它們一般都標(biāo)在鏡身明顯的位置上。CoatedOptics（鍍膜）：因?yàn)闆]有一家正規(guī)的制造商出售完全不鍍膜的雙筒鏡，所以這實(shí)際是一種最低級的增透膜。它只表示至少在一個(gè)表面上鍍有單層增透膜，通常是在兩個(gè)物鏡和兩個(gè)目鏡的外表面鍍膜，而內(nèi)部的鏡片和棱鏡

17、都沒有鍍膜。FullyCoated（全表面鍍膜）：所有的鏡片和棱鏡表面都鍍了單層膜，但如在目鏡中使用了光學(xué)塑料鏡片，則可能并未鍍膜。Muiti一Coated（多層鍍膜）：至少在一個(gè)表面上鍍有多層膜，其他表面可能鍍了單層膜，也可能根本沒鍍膜，通常只在物鏡和目鏡的外表面鍍多層膜。FullyMulti一Coated（多層全表面鍍膜）：所有的表面部鍍有增透膜，一些制造商在所有的表面都鍍了多層膜，而另外一些只在部分表面鍍多層膜，其他表面仍鍍單層膜。增透膜質(zhì)量的好壞與雙筒鏡的成像質(zhì)量關(guān)系甚大。在選購時(shí)要認(rèn)真加以鑒別。增透膜最為知名是博士能PC-3，這種技術(shù)，進(jìn)行了多達(dá)60層的多層全表面鍍膜，大大提高望遠(yuǎn)鏡

18、的亮度和清晰度，這個(gè)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于博士能傳奇系列和獎杯系列望遠(yuǎn)鏡，比如博士能的傳奇LEGEND191042采用ED鏡片，是一款超高清的雙筒望遠(yuǎn)鏡。八雙筒望遠(yuǎn)鏡的棱鏡系統(tǒng)開普勒式雙筒鏡一般靠轉(zhuǎn)像棱鏡得到正像，常用的如下兩種普羅棱鏡（PoRRoPRism）最常用的一種棱鏡。用普羅棱鏡的雙筒鏡較寬，兩塊物鏡的間距大于目鏡的間距，這樣在觀察近處物體時(shí)立體感強(qiáng)。有些緊湊的雙筒鏡采用倒置的普羅棱鏡，物鏡的間距小于目鏡間距，立體感也就減弱了。普羅棱鏡易了制造，比同等光學(xué)質(zhì)量的屋脊棱鏡便宜。屋脊棱鏡（RoofPRism）體積較小而且可以使物鏡和目鏡位于一條直線上，因此常用于極緊湊的雙筒鏡。與普羅棱鏡相比，屋

19、脊棱鏡有兩個(gè)主要的缺點(diǎn)，一是光線的損失多，成像較暗；二是對裝配精度要求高，難于制造，價(jià)格也較貴，制造精良的屋脊棱鏡在性能方面可以趕上但不會超過普羅棱鏡?？捎糜谥圃炖忡R的光學(xué)玻璃型號很多。廉價(jià)的雙筒鏡常用BK7玻璃。較高級的用Bak一4玻璃。對著明亮的背景（如天空）觀察雙筒鏡的出瞳，如果像的四周被“切掉”了，它用的就是BK7玻璃；Bak4棱鏡可以看到邊緣清晰而明亮的圓形。九雙筒望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦方式折射望遠(yuǎn)鏡常用的調(diào)焦方式有外調(diào)焦和內(nèi)調(diào)焦兩種，讓目鏡沿光軸方向相對于物鏡運(yùn)動，稱為外調(diào)焦，外調(diào)焦的優(yōu)點(diǎn)是簡單，像質(zhì)較好；但是儀器的外型尺寸較大，密封性也較差，折射天文望遠(yuǎn)鏡經(jīng)常采用的就是外調(diào)焦。內(nèi)調(diào)焦是通過

20、移動物鏡組中的一塊或一組透鏡來得到清晰物像的。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)尺寸小，攜帶方便，而且物鏡的焦平面對任何距離處的景物都是不變的，這一點(diǎn)對于安裝分劃板十分介便，所以大地測量儀器一般采用內(nèi)調(diào)焦。它的另一優(yōu)點(diǎn)是使儀器有較好的密封性，這有利于保持儀器內(nèi)部的清潔。目前，大部分雙筒鏡采用的是外調(diào)焦，少數(shù)高級品采用內(nèi)調(diào)焦。很多雙筒鏡（標(biāo)有CF）使用一個(gè)中心調(diào)焦旋鈕同時(shí)調(diào)節(jié)兩個(gè)鏡筒的焦距。另一些雙簡鏡（標(biāo)有IF）,多為防水型雙筒鏡，每個(gè)鏡簡上設(shè)有單獨(dú)的調(diào)焦裝置，CF雙筒鏡使用方便。IF雙筒鏡機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單。不少制造商現(xiàn)在生產(chǎn)一種沒有調(diào)焦裝置的雙筒鏡，有的名字聽起來讓你相信它是自動調(diào)焦的事實(shí)上它們根本無法調(diào)焦。除非你的視力極好并且不打算觀察距離很近的物體。否則不要買這種雙筒鏡。最為典型的就是視得樂望遠(yuǎn)鏡，一直號稱自動對焦