双筒望远镜的基础知识

双筒望远镜的基础知识

双筒望远镜的基础知识

放大倍率

每一架双筒望远镜都有标有两个数字，第一个数字是指放大倍率。它告诉我们通过望远镜观测时，被观测物能被拉近多少，例如使用8倍放大倍率的望远镜，可以让一只距离100米的鸟，看上去只有12.5米。

物镜直径

双筒望远镜第二个特性数字指的是物镜直径（双筒望远镜入射通光孔径），是毫米做单位。一架设计标准为10X50的双筒望远镜的物镜直径为50毫米。物镜直径越大，双筒望远镜采集光线的能力 越强。如果在弱光条件下观测，那么理想的选择是物镜直径为42或者50毫米的望远镜，物镜直径为20或者32毫米的双筒望远镜比较合适在日光条件下观测。

出瞳直径

计算: 物镜口径(mm) / 倍率

当你距离双筒望远镜目镜30厘米左右观察目镜时，可以看到两个形如瞳孔的亮点，它的直径就是出瞳直径，出瞳直径等于以毫米为单位的物镜直径除以放大倍率。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. 对普罗棱镜机型而言光点内有棱镜影子代表棱镜是次级玻璃(BK7).周围漏光则代表钟镜身防反光不佳.出射光瞳偏向一方或成榄核型则代表内部光轴变歪.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准观测.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,故此出射光瞳少于3mm的如 Leica 8x20 BC 于日间观景没有问题,但夜间使用就不适合.

人眼的瞳孔可以随光线的强弱而变化，光线明亮则瞳孔缩小，光线微弱则瞳孔增大。观测舒适的通常规则是：双筒望远镜的出瞳直径应当至少和人眼的瞳孔直径一样大。当然，出射和入射通光孔径并不是评估影像亮度的唯一决定性指标，其他因素也同样重要，如对比度，分辨率和透光率。

弱光系数

弱光系数是一个经过计算得出的数字，用以描述双筒望远镜在弱光条件下的理论性能。计算公式为物镜直径和放大倍率乘积的平方根。弱光系数是个纯粹的数学值，没有对望远镜的任何光学质量进行描述。诸如对比度、色彩还原和分辨率等。

视场

这个数值指的是距离1000米时所看到的范围。通常，放大倍率越大，视场范围越小。具有较大视场范围的双筒望远镜能够覆盖较大的区域，使观测者可以方便的追踪移动目标，诸如一大群鸟。

视场即是我们观景的范围.视场越大,观测范围越大.视场表示方法有数种:

1. 度数: True field of view = 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: True field of view = 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: Apparent field of view. 视场大少取决于目镜设计方式.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 10x50 7* 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,影像较松散.使用优质机型如从大窗口观景一样,非常过瘾.即使边缘有点像差也是值得.50-60度是标准机型,在视野和外围成像取得平衡. 50度以下像由饮管中看风景,视野太窄,感觉不好.

视距(Eye relief)

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,取决于目镜设计.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,不合戴眼镜认识使用.?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?.戴眼镜人士请选视距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.

对比度和分辨率

对比度是指影像明暗区域之间亮度的差别。亮度差别越大，对比度越大。一个对比度丰富的影像能够让人们主观地感到更加锐利明亮。分辨率是光学系统描述被摄物体细微结构的能力。分辨率越高，能够分辨影像细节的能力越强，即使是在困难的光学条件下也是如此。最佳摄像（右图），对比度和分辨率都比较高；如果对比度太低影像就显得十分平板（左图）；如果分辨率太低，影像就不锐利，无法分辨物体的细节（中图）。

反射和耀斑

当从镜片表面、镜片组或镜架反射出的光线到达它们不希望到达的某一影像位置时，便产生了耀斑。不期而遇的反光和耀斑，能够明显的降低影像的品质。特别是光线直接射入目镜时，会大大地损害视觉的感受。为了防止杂光导致的反光和耀斑，通过采用特殊的镜片镀膜技术（特殊的减少反光层的真空镀膜），采用机械部件内部涂有特殊的不反光材料，可以有效的减轻反光和杂光的影响。

景深

景深是聚焦点前后清楚的范围。调好焦距后，无须重新聚焦，该范围内的物体仍能保持影像的清晰度。景深取决于双筒望远镜和单筒望远镜的倍率。放大倍率越低，景深越大。因此，如果你希望观测几个在不同距离上的目标，同时又要保持相同的清晰度，那么就应当选择7倍或8倍的双筒望远镜。在昏暗或微光条件下观测，7倍或8倍的双筒望远镜同样十分有利，因为你不需要为了保持锐度而重新聚焦。放大倍率越高，景深越小。较大的放大倍率对于观测微小细节或较小的主体十分有利。如下图

像差（色差(Chromatic aberration)）

光线穿过玻璃时产生折射现象, 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 (Extra Low Dispersion, Nikon 于1972年推出), Fluorite 萤石镜 (Canon 于1969年大规模生产) 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产生极佳成像.色差绝对是一个重要格镜指标.

球差(Spherical aberration)

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.导致边缘松散.而且中央解像度及亮度也有所影响.所以光束穿过镜头时，越是靠近镜头边缘，越是偏离实际的影像像点，物镜直径越大，这种情况越严重，这种现象被称为光圈误差，或球差。球差会导致影像锐度和对比度的严重下降。在极端的情况下，耀斑会十分明显，围绕着点状光源周围会形成弥散光晕。

解决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.广角机型边缘有些松散不是问题,但要尽量避免.

彗差

当彗差出现时，光束从像点偏向另一面。像点出现一个形如彗星一样的尾巴。这种现象多发生在图象的边沿区域而不是中心部分。明显的彗差会导致影像锐度和对比度的降低。在某些极端的情况下，图象中光源一点会出现明显的彗尾现象。如左侧的放大星体照片所示，这一部分是从右侧月亮图片中裁减下来的。

棱镜系统

棱镜的功能在于通过翻转，将一个物体的影像转换为正确的影像，这也是为什么棱镜系统又被称为转换系统的原因。棱镜在系统中对于一个双筒望远镜的大小尺寸和铸造有着决定性的影响。棱镜主要有两种形式：屋脊式和波罗式。