棱鏡指標
6!'yU=Z` QZ`<+"a0 1.棱鏡形式(Prism type)
]_Qc}pMF& dlU=k9N- 雙筒鏡的靈魂是一組棱鏡 (2個).棱鏡作用是將圖像變回正立像.
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}[u[) pif8/e 傳統(tǒng)普羅棱鏡式 (Porro prism),(曲筒)型使用2個 45-90-45度直角棱鏡內(nèi)全反射原理,把光路折曲.其優(yōu)點是構(gòu)造簡單,透光率高,而且物鏡相距基線變長,雙眼視差較大,圖像較富立體感.用普羅棱鏡望遠鏡來觀察會改變我們習(xí)慣的透視感和體視感。一方面,距離感被壓縮了,另一方面,立體感被增大。普羅棱鏡式雙筒鏡也會影響我們對物體大小和距離的判決. 缺點是體積較大,看近處景物容易產(chǎn)生雙重圖像.此外系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不夠緊密,光軸易歪,手感較差.
'FVT"M~ ?ix,Cu@M 普羅棱鏡玻璃材質(zhì)主要有2種,較佳折射率(光學(xué)密度指數(shù))高的是BaK4 barium crown glass, 較次的BK7 borosilicate glass. 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,導(dǎo)致出現(xiàn)出瞳光斑邊緣存在卷影切邊, 減低透光率.
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\m oM VJ+#[x 使用更高折射率的玻璃可以修正這個問題,使用Bak4玻璃的普羅棱鏡效率可以達到同級最高,透光率可達或者超過94%。普羅棱鏡系統(tǒng)在理論上十分有效,因為四個反射面都可以產(chǎn)生全反射,光線沒有損失。
K%g\\uo 51&T`i 倒置普羅棱鏡式 (Inverted Porro prism)原理一樣,只是把棱鏡向內(nèi)反屈,物鏡比目鏡更靠近一起,優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較為緊密小巧,缺點是欠缺立體感.結(jié)構(gòu)限制口徑,一般質(zhì)素亦較次級.
DXiD>1(q <Du*Re6g 另一種棱鏡構(gòu)形為直筒棱鏡式 (Dach prism),亦為2個棱鏡組合,但排成一直線.有Schimdt-Pechan Roof別漢屋脊鏡式或 Abbe-Konig 式,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,需要精度亦較高,不易研制.
q8D1MEBL` 傳統(tǒng)上最常見的屋脊棱鏡缺點很多.首先它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,光線共內(nèi)全反射六次.當中有一個界面無法產(chǎn)生全反射, 大部分光線會射出去而不是反射。所以需把這個反射面鍍成鏡面。開始用銀,之后用鋁 (不易被氧化影晌反射率)。自注氮防水鏡普及后之后又用回銀(反射率更高).不幸的是,銀反射膜仍沒有內(nèi)全反射效率高,而用鋁反射膜光度損失更到15%!
-lp_~)j^ WZMsmhU@T 此外,當光從鏡面反射回來的時候,其相位會改變 (phase shift).一部份光會被部分偏振化(polarisation).當兩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(yīng), destructive interference). 最終導(dǎo)致屋脊鏡和同級普羅鏡比就會暗一些,成像偏軟.
(y36NH+ Abbe-Konig 式光路比五棱鏡式簡單,但只有蔡司生產(chǎn). 它的長度要比施密特別漢五棱鏡式長不少.Abbe-Konig棱鏡的優(yōu)點是不需要鍍反射膜,所有的光線都可以用于全反射。結(jié)果透光率更高,達90%或以上,加上光線在棱鏡內(nèi)反射四次,比Pechan式反射六次為少.故此圖像較同級Pechan式直筒鏡光一點.但這種棱鏡仍然有相位改變和干涉的問題,原因和Pechan式略有不同但是結(jié)果卻一樣嚴重,也會對亮度和分辨率造成影響.而且除新FL系列外, 其余產(chǎn)品在色差控制、銳利度表現(xiàn)上又似乎較差,不知何故.
Jq!($PdA %{{#Q]]& 直筒鏡優(yōu)點是結(jié)構(gòu)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,立體感不及傳統(tǒng)普羅棱鏡式機型.(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(xiàn)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(zhì)素也隨市場需求而提高,質(zhì)素根本不會低過傳統(tǒng)普羅型.
^>"?!lv v+OVZDf 1.1 直筒棱鏡鍍膜(Prism Coating)
BE2{qO{ ]]7T5'. 在1988年, 前西德蔡司研制出了一種棱鏡鍍膜技術(shù).它和增透鍍膜十分類似------都由數(shù)層非常薄的高折射率材料構(gòu)成,但厚度隨距離中心而改變,技術(shù)要求極高. 它有效消除了Abbe-Konig 中的相位會改變問題. 別的廠商也很快把類似的技術(shù)應(yīng)用到別漢屋脊鏡式上以提高成像的亮度和分辨率.這些鍍膜都叫做“相位修正鍍膜, phase (correction) coating”,它至少使得Abbe-Konig 式(因為沒有反射損失)可以和最好的普羅棱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,不同廠商所鍍膜也會有很大的差別。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(chǎn)品.真正普及大眾化型的要到0l年初Olympus EXWPI上市.自此之后,相位修正鍍膜成了一個重要技術(shù)指標.
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XUTP 1-n0"lP~4 近幾年,一些高端廠商把施密特別漢棱鏡中的銀反射面用非常復(fù)雜的高-低折射率材料混和鍍膜 (dielectic coating)來替換. 此技術(shù)于90年代中開始應(yīng)用于高端天文用 diagonal mirror (不是天頂棱鏡),在一塊完美光學(xué)平面上鍍上數(shù)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!為了能夠接近全反射的效果,可見光譜內(nèi)的光必須被分成許多波段,不同鍍膜層針對不同波段而設(shè)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(chǎn)品應(yīng)用了70多層的鍍膜來增加別漢棱鏡的透光率,使其光學(xué)水□終于達到了最好的棱鏡系統(tǒng).其鍍膜好壞主要取決于把光譜能夠細分到什么程度,這個細分的數(shù)量決定鍍膜層數(shù)及制造工藝.
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