雙筒望遠(yuǎn)鏡（五）

□ 編譯 / 上海師范大學(xué) 任萃毅

雙筒望遠(yuǎn)鏡（五）

□ 編譯 / 上海師范大學(xué) 任萃毅

9 三角架安裝孔

即便你的雙筒主要是用手持來觀測，不過裝在架子上一定能看得更多更細(xì)。多數(shù)中型雙筒的中間旋轉(zhuǎn)軸的末端(靠物鏡那端)有一個1/4英寸的粗牙螺孔(每英寸20牙)，它被一個塑料或金屬帽蓋著。螺孔的質(zhì)量要好好檢查一下。有條件的話找一個L型快裝板試試，確?？煅b板的螺絲能順暢地與安裝孔的螺紋咬合而沒有錯牙咬合的現(xiàn)象。因?yàn)榇钇鞑牡墓ぷ鞔蟮质窃诤跓粝够鹬羞M(jìn)行，倘若干活的是一雙凍得快沒知覺的、或是因戴著手套而觸覺不靈敏的手，主客觀原因一起造成了螺絲咬合不準(zhǔn)，致使望遠(yuǎn)鏡在觀測中栽倒下來……

10 鏡目距（出瞳距離）

物鏡和目鏡的公共焦點(diǎn)處有一個視場光闌，所以用雙筒看東西時，整個視場被框在一圈黑邊中。如果鏡目距太短，雙眼必須貼近目鏡才能看見整個視場，容易產(chǎn)生視覺疲勞；而如果出瞳距離過長且目鏡罩太短，則觀測時容易出現(xiàn)黑影。為了方便那些戴眼鏡的人使用雙筒，現(xiàn)代雙筒大多配有可折疊的橡膠眼罩(見本系列文章2015年第2期圖3.5)。然而，有的眼罩不能折疊，導(dǎo)致戴眼鏡的人找不到合適的鏡目距。就算你不戴眼鏡，也要檢查一下眼罩折疊的情況。在低溫或容易結(jié)露的晚上，眼球蒸發(fā)出的水汽會凝結(jié)在目鏡上形成霧靄，此時收起眼罩，保持眼睛與目鏡間空氣暢通，有利于減少結(jié)霧。

11 舒適度

如果打算手持觀測，那雙筒的舒適度是絕對要重點(diǎn)考慮的。一般認(rèn)為輕型雙筒更利于手持，其實(shí)不一定，一架設(shè)計(jì)優(yōu)良、更符合觀測時人體工程學(xué)的雙筒，即便重一些，使用時也比那些設(shè)計(jì)不良的輕型雙筒更舒適。要想證明一架雙筒與使用人之間的舒適契合度別無他法，只能在后面講述的光學(xué)測試時有意識地多加操作，考量一下你手持多久方覺疲勞。

圖4.10 手持觀測，雙筒的舒適度絕對要重點(diǎn)考慮。

12 對焦（相同內(nèi)容見下述“球差”)

預(yù)先調(diào)好瞳距，視場形成一個圓。測試時兩個鏡筒要分別檢查，對一個鏡筒操作時用鏡頭蓋遮住另一個鏡頭。檢查的時候交替閉上左右眼，或者交替遮住左右兩個主鏡，在兩個鏡筒中能分別看到周圍環(huán)繞著視場光闌的完整視場。中央調(diào)焦式雙筒，用鏡頭蓋先遮住右邊的鏡筒，讓左邊的鏡筒對準(zhǔn)遠(yuǎn)處某個目標(biāo)，然后旋動中央調(diào)焦輪對焦。重點(diǎn)是要仔細(xì)觀察在調(diào)至焦點(diǎn)的瞬間能否即刻出現(xiàn)清晰明銳的影像，抑或是在焦點(diǎn)附近影像總是模糊不定——這就是球差過于明顯的結(jié)果。精確合焦后，取下右邊的鏡頭蓋遮住左邊的鏡筒，不要動中央調(diào)焦輪，而是用右邊目鏡的調(diào)焦環(huán)來對焦。然后摘下鏡頭蓋，用兩只眼睛同時檢查一下焦點(diǎn)。完成后換一個較近的目標(biāo)，重復(fù)上述操作，再次檢查其合焦?fàn)顩r。如果是獨(dú)立調(diào)焦的雙筒，檢測時左右鏡筒先后次序無所謂。注意不要只用視力較好的那只眼睛來檢測對焦；也不要用手代替鏡頭蓋，因?yàn)槭直鄣臓縿油ǔ淖冄劬εc望遠(yuǎn)鏡間的相對位置，即便搭在架子上觀測時也時常如此——舒展一下手臂，眼睛可能就會滑出視野；對焦時千萬不要睜一眼閉一眼，這會造成另一只眼睛斜視。以上這些都會帶來不準(zhǔn)確的結(jié)果。對焦測試時要保持身心放松，特別是不要在視力疲勞時做這項(xiàng)工作。

13 調(diào)焦范圍

當(dāng)雙筒用于天文觀測時，一般不會出現(xiàn)不能合焦的情況，因?yàn)樘祗w相對來說處于無窮遠(yuǎn)，還有什么目標(biāo)能比這更遠(yuǎn)呢？當(dāng)觀測對象從無窮遠(yuǎn)轉(zhuǎn)到地景等有限距離時，調(diào)焦座要略微伸長一點(diǎn)才能合焦。戴眼鏡的人若想摘掉眼鏡使用雙筒，這要看是遠(yuǎn)視眼還是近視眼。同一物體，相對于正常視力，遠(yuǎn)視眼看上去距離更近，所以遠(yuǎn)視眼裸眼使用望遠(yuǎn)鏡時，等同于目標(biāo)距離變近了，也就是說調(diào)焦座比正常視力視物時要伸長一點(diǎn)，通常來說這不是什么問題，因?yàn)檠娱L調(diào)焦相對容易做到，可以加天頂鏡、延焦筒，再不行把目鏡拉出來一點(diǎn)。近視眼則正好相反，近視眼用雙筒裸視時調(diào)焦座比正常視力視物時要縮進(jìn)一點(diǎn)。假設(shè)在觀測那些無窮遠(yuǎn)的目標(biāo)時，正常視力合焦時調(diào)焦座即將縮到底的話，那近視眼裸視時就可能無法合焦。(是否合焦看近視度，太高是不行的，散光是肯定不能合焦。)所以近視眼的用戶一定要查明手中的雙筒在裸視時是否能合焦。檢測時可以找一個遠(yuǎn)一點(diǎn)的目標(biāo)——至少1千米外，當(dāng)然越遠(yuǎn)越好。一般的雙筒都有足夠的調(diào)焦范圍來應(yīng)對上述兩種情形。另外，在黑暗環(huán)境中，瞳孔擴(kuò)張會導(dǎo)致人眼聚焦深度有些許減少，這意味著同是無窮遠(yuǎn)的目標(biāo)，晚上看的時候調(diào)焦座要再稍微縮進(jìn)去一點(diǎn)才是準(zhǔn)確的焦點(diǎn)。測試時選擇那些不要有明亮背景的、本體較暗的遠(yuǎn)方目標(biāo)(如地平線上的植被)，仔細(xì)觀察此時的合焦?fàn)顩r。

14 色差

色差是普遍存在的像差。高品質(zhì)的雙筒只在偏軸光線中存在些許能被察覺的色差。對色差的檢測只是為了對比，挑出色差更輕的那個雙筒。天文觀測時，星點(diǎn)與周邊的背景間具有較高的對比度，此時很容易發(fā)現(xiàn)色差的存在。對于亮度或?qū)Ρ榷鹊偷奈矬w來說，可能存在著不為人所注意的色差，但它的存在依然能降低影像的對比度。測試方法很簡單，對準(zhǔn)遠(yuǎn)方的電視天線或輸電線等明亮天空中的細(xì)小物體，調(diào)準(zhǔn)好瞳距，確保眼睛位于視野中心，如果歪了也常會產(chǎn)生色差。合焦后，將目標(biāo)從視野中心慢慢平移到視野邊緣，如果色差明顯的話，你會發(fā)現(xiàn)在所視物體的明暗交界處存在從品紅向藍(lán)綠色過度的色帶。

15 球差

(見上述“對焦”)。球差的存在是因?yàn)橥哥R不同區(qū)域的光線焦距不同?，F(xiàn)代雙筒都能很好地處理球差，但劣質(zhì)雙筒就另說了。球差導(dǎo)致影像模糊不定，即前文所說的在調(diào)至焦點(diǎn)的瞬間不能立刻出現(xiàn)清晰明銳的影像。

16 場曲

有的透鏡所成的像不是一個平面，而是一個凹形的曲面。這樣的話在目鏡中會看到中央合焦而邊緣虛焦的現(xiàn)象。對雙筒來說場曲是個出現(xiàn)概率很高的像差。高品質(zhì)雙筒的場曲一般不為人所注意，但劣質(zhì)雙筒在視野的一半處就能發(fā)現(xiàn)明顯的視場彎曲。如果場曲不嚴(yán)重的話，白天用用還是可以的，因?yàn)槟愕淖⒁饬ν性谝曇爸行摹５珜μ煳膼酆谜邅碚f，對視場邊緣的像質(zhì)一樣有著苛刻的要求——希望邊緣的星點(diǎn)同中心一樣銳利。場曲可以用光學(xué)鏡片校正，也可以通過光闌消除場曲。但額外的光學(xué)鏡片會吸收一些有用的光線導(dǎo)致對比度降低，這一點(diǎn)對天文觀測來說是不利的，因?yàn)樘煳挠^測往往力求增強(qiáng)對比度。具備超廣角的那些雙筒，如果設(shè)計(jì)上有瑕疵，在天文觀測時，很大一部分視場的影像將慘不忍睹，從而也失去了所謂廣角的優(yōu)勢。測試場曲時，先讓視野中心部分合焦，然后移動雙筒將所視物體從中心移至邊緣，如果發(fā)現(xiàn)失焦，但重新調(diào)焦后還能合焦，這就是場曲。(如果重新調(diào)焦后不能合焦，那或許是彗差。)

圖4.11 場曲。上圖是某圖片的四角部分，可見星點(diǎn)出現(xiàn)徑向變形。

17 彗差

前文曾說過，彗差是偏軸光線形成的一種特殊的球差。彗差在白天不大容易檢測，因?yàn)樾枰命c(diǎn)光源(最好是星光)來測試。不過也可以嘗試一下下面這個辦法——觀察從彎曲的弧面發(fā)出的閃光，如金屬制車載電臺天線，當(dāng)閃光在視野中央合焦后將其移動到邊緣，如果發(fā)現(xiàn)閃光點(diǎn)一端朝向中央，保持凝聚，另一端向邊緣發(fā)散，整體貌似有頭有尾的彗星，這便是彗差。如果不是為天文觀測量身打造的雙筒普遍存在著彗差，因?yàn)樵谀切┲T如觀鳥等白天觀測項(xiàng)目中，彗差會大大降低。

圖4.12 彗差

18 像散

同彗差一樣，像散也難以在白天測試。由于它的存在，使得原本是點(diǎn)光源的影像在最佳焦點(diǎn)處稍微走焦一點(diǎn)點(diǎn)后變成一條細(xì)線，而且在另一個焦點(diǎn)(參見本系列二提及的子午面焦點(diǎn)和弧矢面焦點(diǎn))處變成與前者呈90度的細(xì)線。

19 漸暈

物鏡所接受的光線在其后的光路中由于種種原因被削弱，部分區(qū)域通光不足，造成影像由中心向邊緣逐漸變暗，這就是漸暈。如果只是看地景，人眼的注意力大多集中在視野中心，此時有些漸暈并無大礙。輕微的漸暈也不大為人眼所察覺，因?yàn)槲覀兊囊曈X系統(tǒng)對亮度變化有很寬的適應(yīng)范圍。如果你盯著視野中心凝視一會兒，再迅速將視線轉(zhuǎn)到視野邊緣，來回試幾次，就可能看到漸暈的存在。

20 蕓豆效應(yīng)

蕓豆效應(yīng)，也稱“黑暈”，這是一些廣角目鏡擺脫不了的夢魘。成因是目鏡的出瞳球差——由于出瞳像斑是曲面而非理想的平面圓斑，造成整個視場不能在一個焦點(diǎn)上清晰合焦，只能是一個區(qū)域合焦后再輕微調(diào)焦去尋求另一個區(qū)域的焦點(diǎn)，在這個過程中的某一個位置，人眼虹膜會阻斷某一區(qū)域從中心到邊緣的所有光線，但如果此時人眼與主光軸稍有偏離，視野中就會出現(xiàn)外廓呈蕓豆形的陰影。蕓豆效應(yīng)在白天很容易被察覺到，所以最好在白天測試，也可以用明亮的月光來檢測。

圖4.13 畸變的測試，豎直墻壁的形狀發(fā)生了畸變。圖片來自牧夫天文論壇。

21 畸變

幾乎所有的雙筒在接近邊緣的區(qū)域都存在著畸變。測試時，選擇一個影像能貫穿整個中央視野的直線形物體。然后移動雙筒，將目標(biāo)從視野中心移至邊緣，原本一條直線的物像猶如變了形的弓弦。如果曲線凹向視野中心，這就是枕形畸變；如果曲線向外凸起，那就是桶形畸變。對地面目標(biāo)來說，一定程度的枕形畸變能改善觀感，但對天文觀測來說也許就是災(zāi)難。一些經(jīng)驗(yàn)豐富的雙筒使用者對枕形畸變唯恐避之而不及，所以這里我想花些筆墨糾正一下世人對枕形畸變的偏見。枕形畸變產(chǎn)生的原因是由于角放大率從視野中心開始向邊緣逐漸增大，離開主軸越遠(yuǎn)這種畸變越強(qiáng)，最終造成直線變曲線。但它只是形變，不影響成像的清晰度。假設(shè)角放大率處處相同，在平移雙筒時就會產(chǎn)生明顯的“滾球”效應(yīng)，這是因?yàn)橐曇斑吘壍木€性放大率小于中心。在天文觀測時，滾球效應(yīng)不大會為人所注意，但在觀測地景時會很不舒服，甚至產(chǎn)生眩暈惡心。小程度的枕形畸變正好能減輕“滾球”效應(yīng)。這就是矛盾的辯證統(tǒng)一，不同的生產(chǎn)商在對待這對兒“矛盾”時側(cè)重點(diǎn)也不同，所以使用者也應(yīng)該根據(jù)自己的具體情況在兩者之間做出取舍。

圖4.14 像傾斜的檢測。圖片來自牧夫天文論壇。

22 像傾斜

如圖4.14和圖4.15。找到一根垂直的柱子，把雙望的兩個物鏡如圖中所示的上下狀態(tài)固定，從物鏡的一側(cè)向柱子的方向觀看。然后，比較物鏡中的柱子的像和真實(shí)的柱子的相互平行的關(guān)系。如果鏡子里面的細(xì)柱子和實(shí)際的柱子是平行的，就說明這個鏡筒不存在像傾斜。反之，則說明有像傾斜。但如果兩個鏡筒都有像傾斜，且傾斜方向相同，那么就要看鏡筒內(nèi)的細(xì)柱子和實(shí)際的柱子的夾角有多大了。

23 準(zhǔn)直(高低、匯聚和發(fā)散)

如果準(zhǔn)直度只是稍有偏差，我們的視覺系統(tǒng)還能馬馬虎虎地適應(yīng)。通常那些價格低廉的雙筒的準(zhǔn)直度都好不到哪兒去，甚至糟糕到出現(xiàn)非常嚴(yán)重的重影。用這樣的雙筒會加劇眼睛疲勞，長時間觀測能讓你頭暈?zāi)垦！?zhǔn)直度的測試恰恰是所有測試中最難的，精度要求也是最高的(見本系列二)，普通雙筒望遠(yuǎn)鏡，是用望遠(yuǎn)鏡綜合檢測儀來校正光軸。大口徑高倍望遠(yuǎn)鏡，是用平行光管來校正光軸。這里我們介紹一種名為“內(nèi)視法”的檢測手段。

將雙筒用架子固定，并保持水平放置，瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)方的線形物體(如1千米外的屋脊)，雙眼離開目鏡15cm，目光先注視兩個目鏡，然后將視線漸漸轉(zhuǎn)向前方遠(yuǎn)處，并用余光觀察目鏡，就會發(fā)現(xiàn)目鏡兩個亮圓斑漸漸被拉近，這時眼睛處于“對眼兒”的狀態(tài)，用巧勁控制眼球(這個只可意會不可言傳)，將目鏡的兩個視場圓拉至圖4.16所示相互交叉的狀態(tài)。

高低差：

正常情況下，兩個圓斑內(nèi)的屋脊應(yīng)該是一條直線(圖4.16左)；如果出現(xiàn)圖4.16右的情形，就說明這臺鏡子存在高低差。

我們對高低差的要求要高于發(fā)散和會聚，所以一旦出現(xiàn)人眼能察覺的高低差，必須拒絕購買這樣的雙筒。

圖4.16 內(nèi)視法檢測高低差（左：正常；右：有明顯的高低差）

匯聚：

圖4.17 內(nèi)視法檢測匯聚

圖4.17，把左邊視場內(nèi)的景物落到視場環(huán)的底部左右居中的位置，然后比較兩個像。如果如下圖所示，就說明有比較明顯的匯聚。關(guān)于匯聚和發(fā)散，一般存在著兩個概念——一是實(shí)際的光軸表述，另一個是在光軸機(jī)上看到的像的表達(dá)，二者實(shí)質(zhì)是一樣的。匯聚要求控制得更小一些，也就是說當(dāng)你在一些資料上看到不同的表述時，數(shù)值小的那一項(xiàng)就是匯聚。

發(fā)散：

如果出現(xiàn)4.18所示情況，那就是發(fā)散。

圖4.18 內(nèi)視法檢測發(fā)散

需注意的是：

用內(nèi)視法一般不易看出匯聚和發(fā)散；而且，用內(nèi)視法看目鏡所形成的兩個圓一定要等大，否則不是制造問題就是人眼視覺有瑕疵，這樣的情況下討論準(zhǔn)直度就沒意義了，所以采用內(nèi)視法前先要確保自身視力準(zhǔn)確，并在品質(zhì)好的雙筒和差的之間多做測試，有比較才會有感性認(rèn)識。

24 左右不等倍

由于零件加工精度，以及裝配精度不足等等原因，有時候會造成左右鏡筒的倍率不一致。檢測方法如圖4.19，我們稍稍抬起然后按下雙筒的物鏡端，觀測遠(yuǎn)方的物體在視場內(nèi)移動的速度和位置。如左圖所示，則左右的倍率差應(yīng)該是沒有問題的。如果是右圖所示，則說明左邊的倍率比右邊的大。

圖4.19 左右支不等倍的檢測

視場測試

如果雙筒的主要職責(zé)是天文觀測，除了畸變和蕓豆效應(yīng)的測試在白天完成外，其他與視場有關(guān)的項(xiàng)目最好放在晚上用星點(diǎn)來測試。在夜幕的氛圍下，各項(xiàng)測試任務(wù)只需簡便易行的方法就能得到白日里需運(yùn)用復(fù)雜精密的儀器方能得出的可靠結(jié)論。最好把雙筒搭在架子上測試，這樣便于操作的同時所得結(jié)果更加可靠。下面羅列了一些與視場相關(guān)的測試項(xiàng)目。

整體光學(xué)性能：

若想在一定程度上定量地考察雙筒的光學(xué)性能，最簡單的某過于采用辨識雙星這一簡便的方法。一般來說，亮度上相差無幾的一對兒雙星易于區(qū)分，所以不要選用亮度上明顯不對等的雙星組合。放大率決定了區(qū)分雙星的能力。同口徑下，手中雙筒的放大率勝人一籌自然是引以為傲的事，因?yàn)檫@樣能看得更加細(xì)膩豐富。當(dāng)然，在區(qū)分雙星的測試中，不同的觀測地、不同的大氣狀況、不同的觀測經(jīng)驗(yàn)以及個體對光敏度的不同都會導(dǎo)致測試結(jié)論存有局限性，但對具體的某一觀測者來說，這方法能讓他有充足的信心去測試并了解雙筒基本光學(xué)性能，較客觀地在一堆雙筒中分出伯仲。

極限星等：

測試雙筒極限星等的標(biāo)準(zhǔn)方法是：觀測天空中某一已知區(qū)域，然后數(shù)一下在該區(qū)域中能看到幾顆星，然后在相關(guān)手冊中查表即可得知。

實(shí)際視場：

當(dāng)你嘗試用牽星術(shù)尋找觀測目標(biāo)時，至關(guān)重要的一點(diǎn)是必須知道手中雙筒的實(shí)際視場。生產(chǎn)商在產(chǎn)品說明書中告知的視場往往不正確，他們的描述總是過于樂觀了些。想知道雙筒的實(shí)際視場并不難——將兩顆星橫貫視野直徑，若知道它們之間的角距，則雙筒的實(shí)際視場就知道了。如果周邊視野嚴(yán)重退化，則以主觀判定的可用視野為測試對象，再用上述方法求知實(shí)際視場。相關(guān)手冊中列舉了一些可用于測定實(shí)際視場的星星組合。

視場：

視場大小的取向完全是蘿卜白菜各有所愛。多數(shù)人似乎更喜歡寬廣的視場，例如那些超廣角目鏡，有的能給出82°左右的表觀視場，有人覺得如果表觀視場小于65°就會感到視野狹隘。但另外一些人認(rèn)為視野狹隘有利于提高關(guān)注度，因?yàn)槿搜壑車泄饧?xì)胞的敏銳度不如中心的黃斑區(qū)，保證清晰度是最重要的，加之廣角的邊緣像質(zhì)很難保證；但也有人認(rèn)為廣角的邊緣雖然成像不很好，但是有總比沒有強(qiáng)，而且廣角本身和中心視場的分辨率沒有矛盾，因?yàn)閺V角不僅看起來敞亮，而且會給目標(biāo)搜索帶來很大的便利，追蹤移動物體以及看大場面的演出或者球賽更是不可少，找到目標(biāo)要仔細(xì)看時只要移到視場中心就可以了。

視場準(zhǔn)直：

視場準(zhǔn)直度的測試方法很簡單。瞄準(zhǔn)一顆亮度適中的星，然后小心地移動雙筒，注意移動時不要走丟目標(biāo)，移至15到20厘米的位置，如果此時看上去(不要用內(nèi)視法)圖像還是一個整體，那說明準(zhǔn)直度在可接受的誤差范圍。如果從兩個鏡筒看去圖像間相互分離，說明準(zhǔn)直度不佳，用這樣的雙筒會很傷眼睛。

當(dāng)然也可以采用內(nèi)視法，如圖4.20，視場環(huán)之間不平行。

（未完待續(xù)）

圖4.20 視場環(huán)不平行

圖4.21 不要期盼哪臺雙筒能夠達(dá)到十全十美的評估，通過測試和比對，可以對手中雙筒的性能得到一個客觀合理的認(rèn)知。

（責(zé)任編輯 張恩紅）