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[转帖]双筒镜基本认识

原创 Linux操作系统 作者:-丫头片子- 时间:2008-03-16 14:00:27 0 删除 编辑

[转帖]双筒镜基本认识

机身考虑


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= water resistant 可防止水花溅入机身内,但不能抗水压
WP= water proof 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(focusing system)


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(German or American Style)


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Fujinon 7x50,Leica 10x50 BN 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.
口径太少,重量太轻如迷你型双筒镜,如Leica 8x20 BC,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(image stabilizing system)


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 Zeiss 20x60 I.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. ( Canon 10x30 I.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 (isopropyl alcohol 70% 化学名为


异丙醇) 和特殊微纤维布料(microfiber cloth)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(Objective diameter/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)


例: 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 (optical leverage effect),


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(Exit pupil)


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 Leica


8x20 BC 於日间观景没有问题,但夜间使用就不适合.



4. 视场(Field of view)


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: 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 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.



5. 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(Prism style)


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 (Porro prism),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BaK4 barium crown glass, 较次的BK7 borosilicate glass 会阻碍出射光瞳


周边质素,减低透光率.


倒立普罗稜镜式 (Inverted Porro prism)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 (Roof prism/Dach prism),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(pha


se shift),导致影像变矇.新一代直筒稜镜经过相位修正镀膜(Phase correction coating) 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 (Ruby coating) 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(Color bias, Color rendition)


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(Image clarity)


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(Internal flare control)


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-D effect)


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CZJ 7X50效果最佳,Pentax 6x30 Mariner 也不俗.但即使是直筒镜,Leica 10x50BA感觉上又会比Zeiss Victory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-D effect)



A.  色差(Chromatic aberration)


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 (Extra Low Dispersion, 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(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(Field curvature)


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Field


flattener.(如Nikon  7x50 Prostar)


D. 针插象差效应(Pincushion effect)


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(angular


fidelity),而加上平场透镜的机型(linear fidelity)反而会出现浮凸效果!个人认为在广角机型下,除非週边变形极为碍眼,


否则边缘直线是否够直没有实际意义.

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