雙筒望遠鏡原理

1、雙筒望遠鏡文章簡介望遠鏡一般分類上說可以分為雙筒望遠鏡，單筒望遠鏡和天文望遠鏡。我們平時一般指的望遠鏡都是雙筒望遠鏡。雙筒望遠鏡的價格相差很大，效果也相差很大，如何進行選擇呢？文章詳細內(nèi)容一.理解雙筒望遠鏡的基本概念1.棱鏡結構：有保羅式PORRO和屋脊式ROOF.從理論上來說，屋脊式的結構相對復雜，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。但是屋脊式望遠鏡的優(yōu)點是外觀小巧，做工精致，所以一般高檔的雙筒望遠鏡都是采用屋脊式的。保羅式雙筒望遠鏡是雙筒望遠鏡的鼻祖，早期雙筒望遠鏡都采用保羅式，所以保羅式雙筒望遠鏡深受廣大戶外運動愛好者的喜愛。隨著屋脊式雙筒望遠鏡的流行，保羅

2、式雙筒望遠鏡成為了低端望遠鏡的代名詞。但是實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鏡冠軍。具有非常高的性價比?？趶剑罕Ａ_式比較經(jīng)典的口徑是50mm和42MM，屋脊式是42mm對于迷你便攜望遠鏡，口徑一般是30mm以內(nèi)購買時必須理解一下幾點：.影響雙筒望遠鏡的體積的關鍵是口徑，口徑越大，理論上體積就越大。.并不是口徑越大視野就寬。口徑只是影響視野大小的一個因素，視野大小還取決于望遠鏡內(nèi)部的結構。同樣口徑大小的望遠鏡，視野會相差很大的。比如博士能知名

3、的獎杯8X32,32mm的口徑，其視野范圍卻達到130多米，原寬于普通10X50的傳統(tǒng)望遠鏡。雙筒望遠鏡的倍率：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，如車牌號，建議選擇7-8倍的。如果觀察距離需要更遠的目標，建議選擇10倍的。只是您需要觀測很遠目標時，才建議選擇10倍以上的。經(jīng)典倍率：屋脊8X42,10X42,保羅8X40,10X50迷你望遠鏡10X28,10X25,8X30,8X26等。雙筒望遠鏡的充氮防霧，鏡片，鍍膜這三個參數(shù)是直接影響望遠鏡的價格和雙筒望遠鏡的成像質(zhì)量的。但是這三個參數(shù)是一種非硬性參數(shù)。很多小品牌混淆這三個參數(shù)的指標。但是選擇雙筒望

4、廣一遠鏡盡量選擇具有充氮防霧功能的望遠鏡。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。沒有充氮防水的機型都是低端機型，比如尼康閱野ST,就屬于低端機型，沒有充氮防水。而與之對應的閱野SX,售價比ST高一倍，主要因為其SX是充氮防水防霧的。所有的高清級別的望遠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。理論上選擇望遠鏡時，銷售商提供的這三個參數(shù)說明，僅做

5、參考。需要自己實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。雙筒望遠鏡（以下簡稱雙筒鏡）具有成像清晰明亮、視場大、攜帶方便、價格便宜等優(yōu)點，很適于天文愛好者用來巡天和觀測星云、星團、彗星等面狀天體。在晴朗無月的夜晚用雙筒鏡觀測時，可見在廣闊的視場之中繁星密布，偶爾有一兩朵星云、星團點綴其間，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，那么請試用一下雙筒鏡，你一定會被視場中平時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。二雙筒望遠鏡的光學系統(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。伽利略式雙筒鏡結構簡單，光能損失小、鏡筒較短、價格也較低，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像棱鏡或轉像透鏡，這些轉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緊要，不過正像望遠鏡可以給初學者找星帶來方便。三雙筒望遠鏡的口徑和倍率表示望遠

7、鏡性能的參數(shù)有6個，它們是口徑、放大率、視場、相對口徑、極限星等和分辨本領。介紹這6個參數(shù)的書籍和文章很多，本文不再贅述，這里只結合雙筒鏡的特點作一簡單說明。雙筒鏡的口徑、放大率和視場一般都標在鏡身上。口徑和放大率用兩組數(shù)字表示，例如“10X50”表示這架雙筒鏡的放大率為10倍。口徑是50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)。選購時要特別注意。用于天文觀測的雙筒鏡應選擇口徑大一些的，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。當口徑相同時。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，在低放大率時看起來卻比高放大率時更亮些。而且隨著放大率的增高，視場還會變小。與天文望遠鏡相比，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。變倍雙筒鏡的缺點是視場小，結構復雜。由于有變倍的結構，所有的變倍雙筒望遠鏡，都沒有充氮防水防霧的功能。同時變倍雙筒望遠鏡光路長，所以其通光率大為降低，所以同系列的雙筒望遠鏡，變倍的比不變倍的亮度和清晰度相差很遠。除非特殊需要，不建議選擇變倍雙筒望遠鏡。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的效果也遠優(yōu)于尼康ST10-22X50.四雙筒望遠鏡的視場視場是反映望遠鏡性能的另一個重要參數(shù)。與天文望遠鏡不同，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計決定的?？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）比一般的天文望遠鏡大，而面狀天體在望遠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（即望遠鏡的口徑）而言的，它是由物鏡匯集的光束進入觀測者時的直徑。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候最

11、大，為7毫米，所以出瞳直徑不應大于7毫米，否則一部分光線就會因為無法進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歲左右時為6毫米，40歲以上一般只有4.55毫米。這時使用10X50的雙筒鏡較合適。在理解雙筒望遠鏡的視場時，一定要知道一個概念：同樣口徑，同樣倍率的望遠鏡，其視場差別非常的大。特別是在購買便攜望遠鏡時，視場非常重要。大家都知道，便攜望遠鏡視場非常小，為解決這個問題，很多廠家都

12、在這方面進行了絕大的努力，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鏡，連續(xù)三年保持全球高清迷你望遠鏡銷售冠軍，這款望遠鏡不僅清晰度極高，而且視場非常小，雖然是32MM口徑的小巧望遠鏡，其視場卻達到超乎想象的132米，比大部分50MM的望遠鏡視野還好。五雙筒望遠鏡的極限星和分辨率望遠望的極限星等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調(diào)焦不準、大氣抖動等原因，極限星等和分辨本領都達不到理論值。雙筒鏡的這兩個參數(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，當昴星團上中天時，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際分辨本領。雙星的數(shù)據(jù)可參閱有關星表。即使是20多MM的小口徑便攜望遠鏡，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，這款望遠鏡售價也不菲，5000多元人民幣，但是其實際的極限星和分辨率遠遠超過了，大部分50MM口徑的望遠鏡。六雙筒望遠鏡的出瞳距離出瞳距離是能夠看清整個視場時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，但當需要用肉眼和雙筒鏡反復交替觀測星空的時候就很不方便了。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視場，出瞳距離予少應為1415毫米。當出瞳距離少于8毫米時，即使不戴眼鏡的人使用起來也會感到不方便。七雙筒望遠鏡的增透膜當光線由空氣進入玻璃或由玻璃進入空氣時，大約有5被反射掉。雙筒鏡每個鏡筒的物鏡、棱鏡和目鏡加在一起，一般有1016個與空氣接觸的表面。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)代的折射望遠鏡在各光學表

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9095%。一般情況下，目視望遠鏡的單層增透膜對5500埃的黃綠光增透效果最佳，因為人眼對這種光最敏感。遠離這一波長的藍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)量差一些也沒關系，它的口徑可以彌補光線的損失。其實不然，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，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，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，它們一般都標在鏡身明顯的位置上。CoatedOptics（鍍膜）：因為沒有一家正規(guī)的制造商出售完全不鍍膜的雙筒鏡，所以這實際是一種最低級的增透膜。它只表示至少在一個表面上鍍有單層增透膜，通常是在兩個物鏡和兩個目鏡的外表面鍍膜，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塑料鏡片，則可能并未鍍膜。Muiti一Coated（多層鍍膜）：至少在一個表面上鍍有多層膜，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)量關系甚大。在選購時要認真加以鑒別。增透膜最為知名是博士能PC-3，這種技術，進行了多達60層的多層全表面鍍膜，大大提高望遠鏡

18、的亮度和清晰度，這個技術被廣泛應用于博士能傳奇系列和獎杯系列望遠鏡，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鏡。八雙筒望遠鏡的棱鏡系統(tǒng)開普勒式雙筒鏡一般靠轉像棱鏡得到正像，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立體感強。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、脊棱鏡有兩個主要的缺點，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的光學玻璃型號很多。廉價的雙筒鏡常用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。九雙筒望遠鏡的調(diào)焦方式折射望遠鏡常用的調(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動，稱為外調(diào)焦，外調(diào)焦的優(yōu)點是簡單，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)點是結構尺寸小，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（標有CF）使用一個中心調(diào)焦旋鈕同時調(diào)節(jié)兩個鏡筒的焦距。另一些雙簡鏡（標有IF）,多為防水型雙筒鏡，每個鏡簡上設有單獨的調(diào)焦裝置，CF雙筒鏡使用方便。IF雙筒鏡機械結構簡單。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鏡，一直號稱自動對焦