接觸過望遠(yuǎn)鏡的人都知道,雙筒望遠(yuǎn)鏡分為ROOF屋脊式和PORRO保羅式,望遠(yuǎn)鏡剛面市的年代都是采用保羅式,隨著望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的發(fā)展,屋脊式才營運(yùn)而生,屋脊式望遠(yuǎn)鏡由于結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,生產(chǎn)工藝高,所以制造成本高,一般都應(yīng)用于**的望遠(yuǎn)鏡。到底指兩種望遠(yuǎn)鏡各有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢?
步驟/方法望遠(yuǎn)鏡棱鏡作用是什么
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棱鏡在(望遠(yuǎn)鏡的)光學(xué)設(shè)計(jì)是無可避免的,如果不是為了能夠看著正立(而不是倒立或者平躺著)的圖像,不是我們與生俱來習(xí)慣于觀察正立著的景物的話,雙筒望遠(yuǎn)鏡和單筒觀景望遠(yuǎn)鏡中根本就不需要棱鏡。
人用雞做過試驗(yàn)(我記得這個(gè)試驗(yàn)也有人自己做過),給雞帶上特殊的可以轉(zhuǎn)像的眼鏡,讓它看起來世界是顛倒的。在經(jīng)歷了幾天的跌跌撞撞以后,大部分都很快適應(yīng)了這個(gè)倒立的世界而不會(huì)對(duì)行為造成任何不便,和正常雞沒什么兩樣。如果雞都可以適應(yīng)這樣倒立的世界,那么我們?nèi)祟愐彩强梢缘模芏嗔?xí)慣于使用天文望遠(yuǎn)鏡的天文愛好者也展示了類似的能力,他們習(xí)慣于使用只有天頂鏡的望遠(yuǎn)鏡,這樣的望遠(yuǎn)鏡左右是顛倒的(上下正立)。
至于剩下的大多數(shù)人,包括你我在內(nèi),還是更愿意看著正立的景物,如果不能以大腦來完成對(duì)景物的糾正,那么就要用別的辦法,這就是現(xiàn)代棱鏡望遠(yuǎn)鏡所采用的棱鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)。
棱鏡具有這樣的能力是因?yàn)樗梢?ldquo;彎曲”或者更科學(xué)地講,在幾個(gè)面之間反射光線。當(dāng)光線以特定角度從玻璃(光密介質(zhì))射向空氣(光疏介質(zhì))的時(shí)候,有一些會(huì)被反射回來,其余的射出去。要理解這一點(diǎn),想象一下這我們?cè)诖巴饪次堇锏母杏X。反射光線的比例取決于入射角和玻璃的折射率。折射率是用來描述玻璃對(duì)光線的折射能力的(等于真空中光速比玻璃中的光速),它和玻璃的密度緊密相關(guān)。棱鏡比較有趣的一個(gè)特性是在入射角大到一定程度的時(shí)候(這個(gè)角可以由玻璃的折射率算得),從玻璃射向玻璃-空氣交界面的光線會(huì)被全部反射回來而回到棱鏡內(nèi)部,這稱為全反射,**的內(nèi)部反射。 -
保羅式望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)缺點(diǎn)
保羅棱鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)在理論上十分有效,因?yàn)樗膫€(gè)反射面都可以產(chǎn)生全反射,光線沒有損失,但事實(shí)上,廉價(jià)保羅棱鏡望遠(yuǎn)鏡所用的Bk7棱鏡折射率接近能產(chǎn)生全反射的下限,所以棱鏡中心反射很好,但是在邊緣的一小部分光線無法產(chǎn)生全反射而“泄漏”出去。如果你觀察出瞳光斑(舉起望遠(yuǎn)鏡,遠(yuǎn)離自己,觀察目鏡中的那個(gè)亮斑)就會(huì)發(fā)現(xiàn),使用Bk7棱鏡的望遠(yuǎn)鏡出瞳光斑邊緣存在陰影切邊。
使用更高折射率的玻璃可以修正這個(gè)問題,使用Bak4玻璃的保羅棱鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)效率可以達(dá)到同級(jí)*高,透光率達(dá)到90-95%。
另外保羅棱鏡還有另外一個(gè)特性,由于光路產(chǎn)生了“Z”形的轉(zhuǎn)折,保羅棱鏡望遠(yuǎn)鏡的外觀也往往會(huì)變成此形狀。入射光瞳和出射光瞳不在一條直線上,一般來說入射光瞳(物鏡)會(huì)比出射光瞳(目鏡)分開多很多)。用保羅棱鏡望遠(yuǎn)鏡來觀察會(huì)改變我們習(xí)慣的**感和體視感。一方面,距離感被壓縮了,另一方面,立體感被增大。同理,保羅棱鏡望遠(yuǎn)鏡也會(huì)影響我們對(duì)物體大小和距離的判斷。
正是因?yàn)橐陨显?,所以理論上說:
優(yōu)點(diǎn): PORRO保羅式比同檔次的ROOF屋脊式望遠(yuǎn)鏡成像會(huì)更亮一些,對(duì)比度或者說成像硬一些。
缺點(diǎn): 保羅式的望遠(yuǎn)鏡真實(shí)感會(huì)差,包括目標(biāo)的大小和距離感都不如屋脊式好,另外一點(diǎn)很重要是體視感和操作感都不好。并且這是結(jié)構(gòu)決定的,是無法通過其它調(diào)整進(jìn)行改變的。
**的保羅鏡如:尼康閱野ACTION ST系列,和視得樂8X30系列比如5810,4405,4406等。如果喜歡保羅鏡的人,建議可以看看。
屋脊式望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)缺點(diǎn) -
在望遠(yuǎn)鏡發(fā)展的很早期就有了屋脊棱鏡,它可以讓出射光和入射光保持在一條直線上。它的鏡筒是直的,距離感,體視感,大小感等也比較接近肉眼一些。
觀鳥愛好者中屋脊鏡的流行主要原因就是上面提到的保羅望遠(yuǎn)鏡和屋脊望遠(yuǎn)鏡成像的大小感不一。鳥在屋脊棱鏡望遠(yuǎn)鏡里面看起來會(huì)顯得大一些,實(shí)際上并不是真的大一些,如果測(cè)量一個(gè)8倍保羅和一個(gè)8倍屋脊所成像,會(huì)發(fā)現(xiàn)大小一樣。但是我們確很難讓自己的大腦接受看到的實(shí)際是一樣大的物體。我有一個(gè)朋友定量研究了此現(xiàn)象,他把感覺到的物體大小和物鏡之間的距離聯(lián)系了起來。在這點(diǎn)上,反向保羅棱鏡望遠(yuǎn)鏡,也就是物鏡距離比人雙眼距離還要近的望遠(yuǎn)鏡,這個(gè)現(xiàn)象體現(xiàn)得尤為突出)
屋脊棱鏡還有一些別的方面值得注意,在*常見的屋脊棱鏡:施密特別漢棱鏡中,有一個(gè)界面無法產(chǎn)生全反射,大部分光線會(huì)射出去而不是反射。所以我們必須把這個(gè)反射面鍍成鏡面。一個(gè)薄金屬反射層可以讓光線產(chǎn)生反射。開始用銀,直到鋁開始大量生產(chǎn)(鋁的好處是不會(huì)像銀那么快氧化而降低反射率)。大部分**屋脊棱鏡望遠(yuǎn)鏡又回到銀鍍膜因?yàn)槠浞瓷渎矢?,?duì)于充氮密封的望遠(yuǎn)鏡,銀也不易氧化。
不幸的是,哪怕是*好的銀反射膜也沒有全反射效率高,總會(huì)有些光線損失掉。鍍鋁的棱鏡光損失可以達(dá)到15%,直到不久以前,屋脊棱鏡望遠(yuǎn)鏡的亮度仍然無法和保羅在對(duì)比中抗衡。
另外,當(dāng)光從鏡面反射回來的時(shí)候,其相位發(fā)生改變。我們可以把光波看成是一束呈現(xiàn)各個(gè)方向震動(dòng)的波,當(dāng)從鏡面反射回來,它會(huì)被部分偏振化,在水平方向震動(dòng)的波能量會(huì)更高一些。一部分能量(亮度)和一部分信息(分辨率)被損失掉了。當(dāng)兩束部分偏振化的光相遇互相干涉的時(shí)候,這種損失會(huì)更大。如果我們不采取任何措施,那么屋脊棱鏡望遠(yuǎn)鏡和同檔次保羅望遠(yuǎn)鏡比就會(huì)暗一些,成像軟一些。前面提到了,觀鳥者更喜歡用屋脊棱鏡望遠(yuǎn)鏡哪怕其成像要略差一點(diǎn),因?yàn)樗?*感和操作感更好一些,屋脊式望遠(yuǎn)鏡可以通過更好的鏡片和鍍膜技術(shù),達(dá)到更好的通光率和清晰度,所以更昂貴復(fù)雜的屋脊棱鏡望遠(yuǎn)鏡被設(shè)計(jì)出來。
**的屋脊鏡如:卡爾蔡司雙筒望遠(yuǎn)鏡勝利系列和征服系列。
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總??
1.由于保羅式望遠(yuǎn)鏡的成本低廉,并且亮度和對(duì)比度不需太多成本就可以做到比較滿意的程度。所以2000元以內(nèi)的中低端望遠(yuǎn)鏡,保羅式是一個(gè)很好的選擇。(如果您對(duì)望遠(yuǎn)鏡的體視感,距離大小感要求準(zhǔn)確,就不要選保羅式了)。2000元以上的高清望遠(yuǎn)鏡,由于對(duì)品質(zhì)的綜合要求,保羅式就基本沒有任何可選的必要。
2.屋脊式的望遠(yuǎn)鏡操作感和體視感會(huì)非常好,但是需要好的鏡片和鍍膜技術(shù)提高亮度,所以屋脊式的望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該選2000元以上高清屋脊式望遠(yuǎn)鏡。這種才是一種**的組合。如果是選千元內(nèi)的屋脊式,亮度是不能滿意的,建議不要購買。