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規格考慮

1. 物鏡口徑(Objective diameter/Aperture)
例: 雙筒鏡 7x50 這規格中,物鏡口就是50mm.口徑越大,集光力越高,所見暗星越多,影像越亮,解像度越高越銳利.但一闊三大,重量也更大!而且大鏡較難研磨.4cm級較輕便,但所見暗星不及5cm級.3cm 級集光力比較弱,但較輕巧,日間觀鳥比較方便. 比5cm大的机型都較重,而且較難保持平衡,需用腳架支撐.
總的來說,8x40,10x40 等机型較方便,適合一般用途.8x30机型最適合觀鳥.而較大型的7x50, 10x50 則較適合天文用途.
註: 集光力是指物鏡收集光線比肉眼強多少倍的能力,純以物鏡面積計算,公式是: 物鏡面積 / 瞳孔面積(7mmx7mm).然而鍍膜、製作精度也會影響光度.一枝優秀的10x40的光度是可比中級的10x50高!
2. 倍率(Magnification)
例: 雙筒鏡7x50 這規格中,放大倍率是7x 或7倍.
倍率計算公式: 物鏡焦距 / 目鏡焦距
倍率是指將景物拉近的能力.舉例來說,一枝10倍雙筒鏡可將1000米外景物''拉近''到100米處. 其實際觀察大少等於我們走近到100米外觀景.放大率越高,所見景物越大.
倍率較高者會使背景較黑,暗星較易呈現,但高倍率會令影像變得較朦,亦會將手震幅度放大 (optical leverage effect),使影像搖動不已.一般來說10倍乃是一般人之極限.
低倍率情況下影像較光,亦較清晰銳利,色差及其他像差亦較少.但背景光害之影響亦會較利害,減低反差.而且解像力不足會使疏散星團不能分解清楚.
3. 出射光瞳(Exit pupil)
計算: 物鏡口徑(mm) / 倍率
當你手持雙筒鏡使目鏡距離眼睛約2呎時,你會見目鏡中央有一個圓型光點,其餘地方為黑色.這光點就是出射光瞳.
出射光瞳首先告訴我們望遠鏡的質素.質素上乘者出射光瞳為一個完美清晰的圓形光點,位處中央, 周圍呈黑色. 對普羅稜鏡機型而言光點內有稜鏡影子代表稜鏡是次級玻璃(BK7).周圍漏光則代表鐘鏡身防反光不佳.出射光瞳偏向一方或成欖核型則代表內部光軸孌歪.
出射光瞳越大,代表影像較光及較清晰銳利 (倍率低) 而且眼球較易看到影像,適合海事、環境不斷晃動場合下使用.出射光瞳太細會使影像難于對準觀測.但過了7mm 即超越人眼瞳孔極限大少,一部份光線便散失掉,造成浪費. 而且人越老瞳孔越細,如50歲的人瞳孔夜間中擴到最大亦只有 5mm! 故此 7mm机型如 7x50, 8x56,10x70 開始乏人問津.出射光瞳 5mm 机型如10x50, 8x40 反而最為適中.在日間我們眼睛瞳孔直徑約2-3mm,故此出射光瞳少於3mm的如 Leica 8x20 BC 於日間觀景沒有問題,但夜間使用就不適合.
4. 視場(Field of view)
視場即是我們觀景的範圉.視場越大,觀測範圉越大.視場表示方法有數種:
1. 度數: True field of view = 7* 表示視場(整個直徑)可見7度視野.天空由東到西180度,月球視直徑半度,亦即表示視場直徑內可容納14個月球連成一線.
2. 以呎表示: True field of view = 373ft/1000yards. 即觀看1000碼外景物時可見視野範圍為373呎.以簡單三角學計算,把373呎除52.5 即可計出度數.
3. 表面視場: Apparent field of view. 視場大少取決於目鏡設計方式.同樣目鏡下,倍數越高,實際視野一定變窄!比較不同目鏡一定要用數面視場,計算方法很簡單: 數面視場= 實際視場 x 倍率. 如一枝 10x50 7* 目鏡數面視場即70度.
數面視場60度以上机型稱為廣角鏡,視野寬闊,但邊緣通常較多像差,影像較鬆散.使用優質机型如從大窗口觀景一樣,非常過癮.即使邊緣有點像差也是值得.50-60度是標準机型,在視野和週邊成像取得平衡. 50度以下像由飲管中看風景,視野太窄,感覺不好.
5. 視距(Eye relief)
視距指在能夠清晰看到整個視場下,眼睛和目鏡之間最短距離.視距長度以mm表示,取決於目鏡設計.視距太短時,若眼睛不是貼近目鏡玻璃便導致視野邊緣失光,不合戴眼鏡人仕使用.•視距太長,影像容易有黑影出現,但只要將眼杯拉長問題即可解決•.戴眼鏡人仕請選視距14mm以上之型號.
又要視野大,又要視距長,又要像差、眩光少,目鏡需要複雜多鏡片加上高級鍍膜設計,目鏡部份亦因而變得巨大,導致高級雙筒鏡價格水漲船高,非常難求.

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格鏡指標

1.稜鏡形式(Prism type)
雙筒鏡的靈魂是一組稜鏡 (2個).稜鏡作用是將影像變回正立像.
傳統普羅稜鏡式 (Porro prism),(曲筒)型使用2個 45-90-45度直角稜鏡內全反射原理,把光路折曲.其優點是構造簡單,透光率高,而且物鏡相距基線變長,雙眼視差較大,影像較富立体感.用普罗棱镜望远镜来观察会改变我们习惯的透视感和体视感。一方面，距离感被压缩了，另一方面，立体感被增大。普羅稜鏡式雙筒鏡也會影响我们對物体大小和距離的判決. 缺點是体積較大,看近處景物容易產生雙重影像.此外系統結構不夠緊密,光軸易歪,手感較差.
普羅稜鏡玻璃材質主要有2種,較佳折射率(光學密度指數)高的是BaK4 barium crown glass, 較次的BK7 borosilicate glass. Bk7稜鏡折射率接近能產生全反射的下限，所以稜鏡中心反射很好，但是在邊缘的一小部分光线無法產生全反射而“泄漏”出去,導致出現出瞳光斑邊缘存在陰影切邊, 減低透光率.
使用更高折射率的玻璃可以修正這個問題，使用Bak4玻璃的普羅稜鏡效率可以達到同级最高，透光率可達或者超過94％。普羅稜鏡系统在理論上十分有效，因為四個反射面都可以產生全反射，光綫没有損失。
倒立普羅稜鏡式 (Inverted Porro prism)原理一樣,只是把稜鏡向內反屈,物鏡比目鏡更靠近一起,優點是結構較為緊密小巧,缺點是欠缺立体感.結構限制口徑,一般質素亦較次級.
另一種稜鏡構形為直筒稜鏡式 (Dach prism),亦為2個稜鏡組合,但排成一直線.有Schimdt-Pechan Roof別漢屋脊鏡式或 Abbe-Konig式,結構比較複雜,需要精度亦較高,不易研製.
傳統上最常見的屋脊稜鏡缺點很多.首先它的結構比較複雜,光线共內全反射六次.當中有一个界面無法產生全反射, 大部分光线會射出去而不是反射。所以需把這个反射面鍍成鏡面。开始用銀，之後用鋁 (不易被氧化影晌反射率）。自注氮防水鏡普及後之後又用回銀(反射率更高).不幸的是,銀反射膜仍没有內全反射效率高，而用鋁反射膜光度損失更到15％!
此外,當光從鏡面反射回来的时候,其相位會改變 (phase shift).一部份光會被部分偏振化(polarisation).當两束部分偏振化的光相遇互相干涉的時候，光度會再損失(破壞性干涉效應, destructive interference). 最終導致屋脊鏡和同級普羅鏡比就會暗一些,成像偏軟.
Abbe-Konig 式光路比五稜鏡式簡單,但只有蔡司生產. 它的長度要比施密特別漢五稜鏡式長不少.Abbe-Konig稜鏡的優點是不需要鍍反射膜，所有的光线都可以用於全反射。結果透光率更高,達90%或以上,加上光線在稜鏡內反射四次,比Pechan式反射六次為少.故此影像較同級Pechan式直筒鏡光一點.但這種稜鏡仍然有相位改變和干涉的問題，原因和Pechan式略有不同但是结果却一樣嚴重,也會對亮度和分辨率造成影响.而且除新FL系列外, 其餘產品在色差控制、銳利度表現上又似乎較差,不知何故.
直筒鏡優點是結構緊密,容易手持,較適合看近處景物如觀鳥.缺點是價錢較昂貴,立体感不及傳統普羅稜鏡式机型.(頂級8x30 司華洛世奇直筒鏡約6000元, 同廠8x30 普羅鏡約4000元)而且看亮光源時容易出現十字星.然而隨著觀鳥活動普及,越來越多人選用直筒鏡,其質素也隨市場需求而提高,質素根本不會低過傳統普羅型.
1.1 直筒稜鏡鍍膜(Prism Coating)
在1988年, 前西德蔡司研製出了一种稜鏡鍍膜技術.它和增透镀膜十分類似------都由數層非常薄的高折射率材料構成,但厚度隨距離中心而改變,技術要求極高. 它有效消除了Abbe-Konig 中的相位會改變問題. 别的廠商也很快把類似的技術應用到別漢屋脊鏡式上以提高成像的亮度和分辨率.这些鍍膜都叫做“相位修正鍍膜, phase (correction) coating”,它至少使得Abbe-Konig 式（因为没有反射損失）可以和最好的普羅稜鏡式達到相同的透光率（大于90％）和分辨率.Schimdt-Pechan別漢屋脊鏡式的改進效果要小一些.但亦增加反差和分辨率.當然相位修正鍍膜也有好有劣,不同廠商所镀膜也會有很大的差别。一些大廠如 L,S在90年代初推出相位修正鍍膜別漢屋脊,而Nikon在97年中推出Venturer LX同類產品.真正普及大眾化型的要到0l年初Olympus EXWPI上市.自此之後,相位修正鍍膜成了一個重要技術指標.
近几年,一些高端廠商把施密特别漢稜鏡中的銀反射面用非常複雜的高－低折射率材料混和鍍膜 (dielectic coating)来取代. 此技術於90年代中開始應用于高端天文用 diagonal mirror (不是天頂稜鏡),在一塊完美光學平面上鍍上數十層非金屬鍍膜,反射率升到空前的99+%.當然價錢非常昂貴,一個價錢二仟多港元!为了能够接近全反射的效果,可見光譜内的光必須被分成許多波段,不同鍍膜層針對不同波段而設計. 最早使用的超過30層的鍍膜增加了2％－3％的透光率,約02年上市.更新的產品應用了70多層的鍍膜来增加别漢稜鏡的透光率,使其光學水凖終於達到了最好的稜鏡系统.其鍍膜好壞主要取决於把光譜能够细分到什麼程度,這个细分的數量决定鍍膜層數及制造工藝.
關於増加2至3%反光率会否改善像質問題,小弟曽比較過 Lumincon 96% 及 98% enchanced reflectivity diagonal mirror(價格相差很大) 發覺其反光率的确存有分別,稍注意已可看到.此外日間比較過 Leica 10x42 Trinovid (稜鏡鍍銀,2001) and Leica 10x42 Ultravid (42 層 dielectic coating, 2003),平行比較下後者的确比前者稍亮及銳.
以後一講直筒镜,除了相位鍍膜外,還有更高一級:dielectic coated 相位鍍膜別漢稜鏡!巿面上暫知有 Zeiss 32 FL (70多層), Leica Ultravid (42層)採用, Swarovski swarobright 鏡款(30多層) 也應是dielectic coating.這也許可幫助解釋什麼是世界頂級名鏡.
2.鏡片鍍膜(Coating)
利用光學干涉 (Interference) 原理,一片鏡片表面鍍上一層適當鍍膜可增加透光率,減少反光,加強反差.單層簡單鍍膜如 MgF2 呈藍色,主要反射藍光,透光率低,只約95%.而且色調偏黃.多層鍍膜較佳,減低不同頻率的光線反射, 透光率更高,最高可達99%以上!一枝鏡筒內起碼有10多個光學面,合成結果(O.99的10次方 v.s. 0.95的10次方)非同小可!
最佳的多層鍍膜應不會反射任何光線.實際上應呈暗紫紅色 或暗綠色.此等鍍膜不但改善透光率,抑制鏡內光線散射, 而且增強清晰度.反而流行的平價紅膜鏡 (Ruby coating) 只會反射紅色光,減低透光率,使影像呈現暗綠色,不適合日常賞鳥觀星,只宜雪地上反光太強情況下使用.
鍍膜雖然增加透光率和改善反差(光暗位分明),但表面卻容易受到霉菌侵蝕或易刮損,此乃其主要缺點.
3.銳利度(Sharpness)
現代一般望遠鏡在日間中央視場的銳利度表現不致太差,試銳利度最好在觀星場合.使用較高質機型看星應會呈現點狀,而平價機型時星點則會化開.色差大的形號在銳利度的表現通常較差.以往沒有相位修正鍍膜處理的直筒鏡在鏡銳利度和光度上比普羅型差一些,但今天頂級鏡已基本解決先天缺陷.
4.偏色,色彩還原度(Color bias, Color rendition)
不同鍍膜讓某種光線通過較多,使視場偏向某種顏色,如較次級品種是偏暗黃.但歐洲高級机種如蔡司、徠卡(袖珍鏡)都稍偏鮮黃色,但實際上卻更感覺上視野較光亮,反差提升,予人一種世界是美好的感覺.此特質在歐洲光線不足的森林非常有用! 輕微偏色只是小問題,理應對觀星沒有影響,但會影響個人對某些品牌觀感.無可否認,偏色會降低色彩還原度,這是取捨問題.當然嚴重偏色就會大大扣分.
5.通透清晰度(Image clarity)
大部份平價國產鏡都有一個通病,就是通透度比以往大有改善但仍不足,總是有種灰濛感. 最佳的雙筒鏡是在使用時完全感覺不到玻璃的存在! 這亦是一個重要評級標準.其成因頗複雜,包括鍍膜、鏡身設計、玻璃質素等等.但最失望的是某頂級機型亦.......
6.亮度(Brightness)
影響亮度有三個主要因素:稜鏡、鍍膜、色調.色調偏青感覺上光度會低些而色調偏鮮黃恰好相反.優質鏡在光度大體上都足夠有餘,格鏡時無需要為一點點光度而作意氣之爭.只要是同級機型,像差、通透感、色彩差異往往更大更為重要.
7.眩光控制(Internal flare control)
絕大部份袖珍鏡和中型鏡因機型所限,其機身內遮光系統不能把在低角度射入雜光擋掉,加上鍍膜質素欠佳,在順著陽光方向觀景時光線在機身內部不規則散射,導致整個視場都被瀰漫眩光所蓋,嚴重影響觀測效果.多層鍍膜減低內反射可將眩光控制得較佳.較高級機型物鏡前罩做得較長,發揮遮光罩放果,但仍不能完全解決問題.
此外某些機型目鏡片數較多,而鍍膜技術又欠佳者,觀看夜景時亦容易出現鬼影現像.
8.立體感(3-D effect)
這個因素可說是傳說中的指標.雖云普羅型的立體感較大,但即使是同級機型,所出來的效果又不是每只皆一樣.記憶中應以CZJ 7X50效果最佳,Pentax 6x30 Mariner 也不俗.但即使是直筒鏡,Leica 10x50BA感覺上又會比Zeiss Victory強一點.國產62式光學質素平庸但又帶給我強烈立體感!95式光學質素合格但立體感又欠奉!這指標在正規說明書中隻字不提,故只能說是筆者自創之指標.不過若有一鏡能帶給我當年CZJ的立體感覺的話,我會立即去馬!　
9.像差(Abberation)
A.  色差(Chromatic aberration)
光線穿過玻璃時產生折射現象, 不同頻率光線折射角度有別, 形成在高反差影像旁出現藍/黃邊. 色差問題在高倍率時尤其嚴重. 所幸雙筒鏡倍數較低, 色差問題不大. 改善方法是使用昂貴光學玻璃如 ED (Extra Low Dispersion, Nikon 於1972年推出), Fluorite 螢石鏡 (Canon 於1969年大規模生產) 籍其高折射率抑壓不同光線之折射角度,從而降低色差.但一些數千元的雙筒鏡都只使用普通玻璃而產生極佳成像.色差絕對是一個重要格鏡指標.
B. 球面差(Spherical aberration)
普通球面玻璃其性質使邊緣光線不能聚焦在同一焦點上,越近邊緣光線焦點越短.導致邊緣鬆散.而且中央解像度及亮度也有所影響.解缺方法是鏡內裝設特殊研磨的非球面鏡 (多個曲面),改善邊緣變形情度.廣角機型邊緣有些鬆散不是問題,但要儘量避免.
C. 場曲(Field curvature)
場曲指影像聚焦的焦平面是一塊曲面.影像不會變矇,但週邊直線會孌成曲線!解決方法是在鏡內加上平場透鏡Field flattener.(如Nikon 7x50 Prostar)
D. 枕型失真(Pincushion effect)
是另一種像差.影像不會變矇,但越近邊緣,影像會變形,像是倍率變大!然而像蔡司、徠卡、司華洛世奇等名鏡這種像差是故意加上去的.因由在手持雙筒鏡橫掃眼前樹木風景時感覺反較自然(angular fidelity),而加上平場透鏡的機型(linear fidelity)反而會出現浮凸效果!個人認為在廣角機型下,除非週邊變形極為礙眼,否則邊緣直線是否夠直沒有實際意義.

ieye4u

其实望远镜和摄影镜头很多设计理念是相似的。只是用处不同，毕竟摄影可以归为艺术，望远镜呢，恐怕有人把他归为。。？

Fry

原帖由 ieye4u 于 2006-8-27 18:22 发表
其实望远镜和摄影镜头很多设计理念是相似的。只是用处不同，毕竟摄影可以归为艺术，望远镜呢，恐怕有人把他归为。。？

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ieye4u

原帖由 Fry 于 2006-8-31 16:28 发表

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恭喜，加十分。lol.gif