淘客熙熙

主题:请问对望远镜比较懂行的, 帮忙指点一二。 -- 龙骑兵

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家园 老大,你说的反射式、折射式都是折射式

反射式的物镜不是凸透镜,是凹反射镜。

你说的反射式其实是双棱镜式,由于物镜、目镜都是凸透镜,成像是倒的,所以用棱镜倒过来。

你说的折射式大概是用凸透镜做物镜、凹透镜做目镜的,成像是正的,不用正像镜去把成像倒过来。但由于凹透镜是对虚像成像,所以中间不能放刻度板。(说大概是由于不知道镜筒内部结构,也许有个设计很紧凑的凸透镜正像系统

家园 建议:拆一架研究研究?
家园 一个是用普通直角棱镜、一个是用一个特殊的棱镜

体积比较大的那种,每个镜筒中有两块等腰直角棱镜。利用棱镜的全反射功能,每个棱镜可以把成像翻转180度。一块把成像左右翻转、一块把成像上下翻转,这样最后的成像就和眼睛看到的一样了。

体积较小,镜筒是直的那一中望远镜,物镜、目镜也都是凸透镜(便宜的玩具望远镜除外)。因为使用了一种特殊的棱镜(屋脊棱镜),通过一个棱镜就可以把图像的上下左右都翻转过来,从而大大减小了体积。

家园 【原创】关于望远镜上的棱镜,不用拆一个来研究

在1960年代以前,使用两块等腰直角棱镜Porro prism 的基本上是标准;后来ZEISS蔡斯发明屋脊棱镜了ROOF PRISM,这个体积就降下来了,现在,这种望远镜在观鸟者之中占有绝对的优势,主要就是体积的原因。

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就性能而言,还是传统的PORRO棱镜的好,而且,这种镜子还有一个好处就是立体感特别强,一个极端的应用就是炮兵用的观察镜,

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关键词(Tags): #Porro#Prism#Roof#Prism
家园 望远镜的亮度问题

以前学过点儿光学,所以来凑热闹:

其实望远镜和相机很不一样。正常工作情况下,一个理想的望远镜,无论口径,焦距,倍数是多少,用眼睛看到或者相机照到的图像亮度都和直接目视/拍照的亮度一样。

其实这个很好理解,望远镜的作用是放大远处物体的视角,虽然进入眼睛的光通量增加了,但是视网膜上成像的大小也成比例的增加了,亮度还是一样的。

望远镜的入射光瞳=口径,出射光瞳=口径/倍数。

所谓“理想的望远镜”是指光线通过望远镜没有明显的损失--这一点比较好的镀膜总可以做到。

所谓正常工作,一般是指接近平行光入射,接近平行光出射,出射光瞳大于瞳孔/相机有效口径。

平常的使用中,有两种常见的偏离正常工作的情况:

1、用来看远处的恒星--这个时候望远镜其实还在正常状态,可是眼睛/相机处于非正常的状态。因为远处的恒星在视网膜/胶片/CCD上成像只有一点,眼睛/相机工作在分辨率极限。经过放大以后的像仍然只有一点,但是光通量增加了,所以星星的亮度提高了,星星和背景的对比度也提高了。晚上用望远镜看星空可以明显地感觉到这一点:星星变亮了,能看到的星星变多了,但是背景天空不会变亮。

2、放大倍数过大,出射光瞳小于瞳孔/相机有效口径。这个时候,视网膜上的像变大了,但是入射光通量没有成比例变大,所以成像会变暗为目视亮度的(出射光瞳/瞳孔直径)^2。这一点直接导致了目视用的望远镜的不同用途。人的瞳孔直径在白天大约在3mm左右,在黑暗的时候能够到7-8mm。如果望远镜是为了白天光线好的时候用的,出射光瞳一般在2-4mm左右,就是常见的8X20,7X20,或者10X30,10*42等。有的厂商为了兼顾一下傍晚和黎明的使用,做了些出射光瞳在5mm左右的,比如7X35之类,不过相对比较少。如果望远镜会经常工作在黑暗的条件下,比如军事侦查,领航之类的用途,通常的出射光瞳是7-8mm左右,比如常见的7X50。如果在晚上瞳孔直径7mm的时候,用出射光瞳3.5mm的望远镜,成像的亮度会降到目视亮度的1/4,就变得很不清楚了。

另外,由于手持的不稳定,没有IS的放大倍数通常不超过10倍,一般在8倍以下。

关键词(Tags): #出射光瞳
家园 专家就是专家

乘专家在,一把抓住请教:

用过人家的7x42的Swarovsky SLC和8x42的Leica Trinovid,感觉望远镜里看到的比肉眼还要明亮。想想也知道,没有有源放大,怎么可能更亮呢?但感觉就是如此,猫兄能讲解一下道理吗?

另外,光通量是怎么定义的?老早就看到这样一个说法:晚上拍月亮和白天拍太阳下的石头用一样的曝光,因为都是太阳直射,和距离无关(空气损耗除外)。想想也对,再想想又想不过来了,能否一并解释?

家园 哈哈,到底是不懂装懂,被专家抓出来了

我也不知道准确的名字是什么,“反射式”就是porro prizm,折射是就是roof prizm,这里有一个小小的简图

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再来porro prizm

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roof prizm

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图是贴上了,但是看的迷离马虎,还要请专家讲解。

家园 啊,手脚慢了,贴重了

一般认为roof prizm比porro prizm明亮,成像清晰,同级的价格也高40%左右,不知道这是事实还是人云亦云。

不过军用的直径还是porro prizm,绝少见到roof prizm,可能价格和结实程度上porro prizm还是占优。美国海军SEAL表演时,借过他们手里的Steiner porro prizm(7x40?),真是好东西,就是宽了点。

家园 平常用用应该够了

轻巧,也防水。要钻牛角尖的话,还有Swarovsky、Leica、Zeiss、Leopold、Bosch & Lomb、Nikon什么的可以帮助你减轻钱包的负担。

家园 不敢当啊,真的专家来了就露馅儿了

试着回答一下,按理说没有有源放大,应该是不会更亮的。我猜有几种可能 1、因为望远镜视野里除了目标以外其他地方都是黑的,比较暗,所以瞳孔稍有放大,看起来感觉就更亮了,这种情况可能出现在白天光线比较好,同时望远镜出射光瞳大于瞳孔的时候。2、因为远处本来就比周围亮(阳光照射vs.阴影中),肉眼看的时候受到周围环境的影响,觉得远处没有那么亮。3、或者是看得很清晰所以感觉会亮一点??

如果没记错的话光通量基本上就是通过某个面积的光的总能量,不过对应不同波长应该乘上一个人眼的敏感程度的矫正(视见函数)。

相机曝光和物体距离无关也有个隐含条件--物距远大于焦距,相距约等于焦距。一般情况下这个条件是满足的,但是对于微距摄影,曝光和物距就有关了。

这个规律也很容易理解,在满足隐含条件的时候,把物距增大为原来的两倍,被摄物进入镜头的光通量减小为1/4,被摄物的像尺度大约缩小1/2,像的面积缩小为1/4,所以像的照度不变。(照度=光通量的面积密度)

家园 说得很清楚

这次好像是明白了,说好像,是因为过一阵,没准又糊涂了。看望远镜的时候瞳孔放大,好像是这么回事,难怪觉得明亮。谢谢解释。

家园 我花150买的苏联的,好像不只8倍,很沉。
家园 简单说几句

望远镜的水比较深,价钱可以从$20到$2000。 如果只是想花100美金旅游用,考虑的可以少一些。可以考虑日本或美国品牌的屋脊镜,都是中国生产。8x25屋脊镜最好了,比较小巧。但夜暗条件下下观察效果不太好 (出瞳太小 25/8=3.1 远小于人眼的瞳孔最大直径)

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