□ 编译 / 上海师范大学 任萃毅
双筒望远镜
(四)
□ 编译 / 上海师范大学 任萃毅
《双筒天文望远镜》原书作者史蒂芬•托金(Stephen Tonkin)在书中有这样一段话:
最近,有同事听说本地一加油站出售一种小巧的10×22双筒,售价不足5美元。这个价格让很多心动的人觉得就算吃亏也亏不到哪儿去,便给儿子买了一架。另一个同事听闻此事,也跑去给自己买了一架,拿回来一用,发现有重影——显然,这是准直度不佳的表现。她送回店铺,卖家连看都没看,直接把退货扔到一个箱子里,然后拿了架新的给她。同事对更换后的这台双筒的性能非常满意,对商家的服务更是“称赞有加”。
数周后,我领着一群学生去看一场国际板球赛,其中就有那个同事的儿子,他随身带着自己心爱的双筒。大多数学生以前都没用双筒来看过比赛,所以双筒的视觉效果给他们留下了深刻的印象,同事儿子的这架双筒在人群中传来传去,供不应求。为了缓解需求,我把自己带去的一架品质算不得上乘的10×42双筒贡献了出来。虽然是初次使用,但学生们几乎立刻就感觉出两架双筒间的差异,一个学生说:“太神奇了,托金先生,从你这架双筒看到的景象比跑到眼前去看还清晰!”我告诉学生们,我这架的价格要比同事儿子那架贵出百倍,听闻此言,同事的儿子显露出器不如人的沮丧。但是我也向学生们指出我这台双筒的不足之处——轴向色差和枕型畸变,同时还提出:“虽然相比之下,我这个双筒价格贵了百倍,但是否像质就高出百倍?”何况我的双筒也不够小巧——如果能袖珍到装到衬衫口袋里那才更好。尽管后来我这台双筒被学生们传用得更多,但听了这些话同事儿子的心里也算平衡了不少,于是我们继续看比赛。
图4.1 用双筒看球赛的视觉效果给他们留下了深刻的印象。
图4.2 一分价钱一分货,价格在很大程度上决定了双筒的品质。
从这件事可以反映出:
过去的几十年间,双筒在制造工艺上有一定程度的发展,但质量控制却鲜有作为。质量控制可以让望远镜在确保品质的同时大大降低制作成本,而粗制滥造的望远镜如同一次性用品。
除了高品质望远镜,让顾客来做质量评判、挑出有问题的产品比雇用有专业资质的质量控制人员要合算得多。
在没有用过高品质望远镜之前、或者说没有比较之前,很多人就认同了品质不佳的产品。这样就造成一些经过质检、明知是不合格的产品流向市场,而且一些人认为只要价格合适就有市场。
光学上的差异轻易就能被发觉,就算是没什么经验的人稍加学习也能掌握几种像差的检验方法。
一般说来,用过高端产品,对那些大路货便会不屑一顾。然而,有时、有的人,出于一些其他的诱因,如超级的便携性,确实对那些“白菜价”的产品钟爱有加。
完美的光学系统只存在于理想状态,很大程度上还是老话说得好:“一分价钱一分货”,娱乐型的双筒归根结底还是性价比左右了购买意向。
因此,在店铺购买双筒时,对产品进行一系列初步测试就显得尤为重要。当然,最严格的测试当属用星光(点光源)来检测其光学品质。如何能在购买后用天文的方法进行测试,并对不合乎要求的产品做到及时退换,尤其是面对目前为了节约成本而诞生的如火如荼的网购模式,这就要求买家必须做出相关的应对策略。
在本章节的写作中,感谢李龙涛先生提供的资料和热情的帮助。
不少重要的信息往往可以从一些简单的测试中获知,据此便能剔除一批残次品。值得注意的是,那些在初步测试过程中某些略显端倪的像差、缺陷或让人稍感不愉快的微小瑕疵,在天文观测时,都足以让星点呈现出令你火冒三丈的恶劣品像。十全十美的双筒是没有的,只能是花钱买享受,让缺陷尽可能少一些罢了!确切地说,要针对自己所敏感的像差或缺陷来有的放矢地花钱。最终的选择虽不乏主观的成分,但那也是客观评价下的最好选择。测试中在用到触觉和听觉时最好要闭上眼睛,这利于提高敏感度。
如果用于天文观测,就不要考虑那些定焦、变倍和快速调焦的双筒。为助你一臂之力,相关检测项目请看下面的清单:
1 表观
镜头镀膜呈红宝石色的不要;螺钉有松动或螺钉头部损伤的不要——专业人员使用专业工具拆卸一般是不会造成明显的松动或螺丝头部损伤;涂覆材料与镜体贴合不均匀、不致密的不要;镜片上随处可见划痕、污垢,光路上有明显异物(如霉斑)的不要;镜筒内壁亚光黑漆色泽深浅不一的不要;运动的机件有油渍渗漏的不要;用适当的力度摇晃一下双筒,仔细聆听是否有零件松动的声音或能被感知的松动。
2 物镜
在白色光下对着物镜观看,是否有伤痕、污渍?内侧是否有落灰?左右物镜的膜色是否一致?如果镀有绿膜,却依然反射强烈,那就很可能是所谓的装饰性绿膜。
用白光LED小手电从物镜端打光,眼睛顺光看去,镜筒内部一目了然,藉此便可了解内部消光措施、遮光环的位置以及内径是否合理?调焦镜(屋脊棱镜式)表面情况和镀膜如何?镜筒内有无起雾?甚至是棱镜的镀膜情况也可窥知。
找一个白色并带有细线条的背景物置于目镜端,眼睛离开物镜表面40cm,上下左右轻轻摆动头部,如果发现直线条扭曲、呈水纹样波动,说明物镜研磨有问题,这会影响分辨率,属于不合格。(图4.3)
图4.3 物镜研磨情况检测(直线条扭曲、肉眼可感知水波纹)
3 棱镜
普罗棱镜的材质(BK7及BaK4玻璃)参照本刊2014年第10期本系列图2.8来判断。从物镜端打入白光观察棱镜的大小,有没有切光,是否有霉斑等。
如果是屋脊棱镜,把望远镜拿到眼前仔细看明亮的区域所成的像,看看在散焦的情况下能不能看见一根暗线?如果能看见,那就是“屋脊线”,如果它很明显,在观测比较亮的天体时,就会有刺芒。观察夜空中一颗明亮的星点就很容易发现这个问题,但在商店里你做不到。
利用图4.3检测物镜研磨的方法,只不过将眼睛贴近物镜端(距离10~15mm),同样上下左右摆动头部,如果看到纤细的线条呈水纹样波动,就说明棱镜的表面研磨有问题,同样会影响分辨率,不合格!
从目镜端看去,有一个月牙斑,这是棱镜漏光的表现。(图4.4)
图4.,4 棱镜漏光
4 目镜
检查左右支目镜高度是否一致?如图4.5,左边目镜缩已缩入目镜框。
图4.5 目镜位置检测
除了镀膜颜色,还可以根据干涉环的状态来判断镀膜的质量好坏,如果是对称的左右同等数量的同心圆,应该是没什么问题的;如果干涉环没有规则,甚至出现直线状等现象,说明镀膜有问题,如图4.6。
图4.6 目镜的镀膜。目镜出现不规则的干涉环,镀膜质量欠佳。
用手掌堵住物镜口,从目镜一侧向内观看,然后慢慢地让光线从手指头缝隙里漏到镜筒内,调整手指头缝隙的大小,不要太亮,就像黄昏但是天色还没有完全黑下来的那种亮度就好了。这时,如果目镜内侧有落灰的话,就会很清楚地看到的。也可以借助一个小小的放大镜(直径20~40mm,2~4倍,置于目镜与肉眼之间)来观察,结果会更加明了一些。
所有的光学元件必须通透,若发现污渍,无论是内部还是外部,也无论大小,一定要警惕。倘若是内部霉斑,就说明镜筒密封性有问题,肯定有水汽渗入,以后霉斑会越变越大。特别是物镜或目镜外侧的口水斑,必须及时擦除,如果干了就不能硬擦,可以用棉签蘸纯水轻轻拂拭,待其化开后擦净。
5 杂散光、鬼影和炫光(部分内容摘自网文)
杂散光:
有的双筒视野中会有成片的杂光,严重降低了成像对比度。成因主要是镜片、镜筒内部消光不好,造成光线的不规则反射。(图4.7)
图4.7 从物镜端看去。左:有很多发亮的光环,属于消光不好的产品;右:作为对比,消光不错的产品。
鬼影:
无论透镜还是棱镜,在光线穿越时都会产生一定的反射光,镀膜差的反射尤为强烈。这些反射光产生的反射像就是鬼影,加之加工精度和组装误差,投射像(正常的影像)和反射像(鬼影)不能重合,反射光路越多、越强,鬼影也就越多、越明显。有的望远镜,在夜间全黑条件下观测,对准一个强点光源,便会看到光源周边存在数个鬼影般的虚像,更有甚者,仅仅指向强光源的附近,就能看到强光源的虚像。
消除鬼影的方法,主要是加强望远镜内光学件之间的匹配精度,使得景物实像的透射像和反射像能够尽量重合;改进镀膜,降低反射像的强度。
炫光:
眩光是由于望远镜整条光路中消光不利或存在各种浑浊介质,如油雾、水雾、霉斑、氧化膜、透镜脱胶等。值得注意的是光学件上的若干灰尘,只要数量不大,不会引起眩光,造成眩光的物质都是成面状地在光学件或者光路上。
眩光的消除主要是在生产望远镜的过程中,高度清洁镜片,保证望远镜内腔的清洁与干燥。望远镜使用中要避免烈日暴晒,减少望远镜内腔润滑油挥发后冷却附着在镜内光学系统上。提高镀膜质量,也能有效防止眩光。(图4.8)
图4.8 视场下方亮黄色的眩光
6 链桥
这里说的链桥指普罗棱镜式双筒上一组链接目镜和中部调焦机构的横臂。实际上,链桥多少都会有一定的松动,严重的会影响一边或两侧的对焦。做工好的双筒需要施加比较大的力度才能发觉松动的迹象,正常使用时因触及目镜而施加到链桥上的力量是远不足以产生松动的。但加工粗糙的就另说了,只需很小的力量就能产生很大的松动。而且随着使用时间的增长,松动的情况还会加剧。测试方法是这样的——手握棱镜室,让目镜朝下,然后用食指指尖向下交替按压目镜筒,做工不好的链桥很快就能发现松动的迹象。如果你想知道这到底有什么影响,那么,用这架双筒对准一个目标,合焦后向两侧水平摆动双筒、用眼窝轻轻磕击目镜镜筒壁,如果焦点发生变化,这双筒可别要!
7 瞳距调整
通常,手持型双筒靠折叠中间的链桥来调整瞳距。大型双筒,有的是靠铰链,有的采用可偏心旋转的棱镜室或目镜转盘来改变瞳距。这些调整装置必须顺滑平稳地工作才能调出精准的瞳距。如果这双筒仅供一人使用,这倒也不是什么大问题,因为一旦调好瞳距就不再变化,关键是众口难调。需要注意的是,个别双筒要把铰链铰合到几近最小时才有合适的瞳距,如果你恰好属于这种情况,那一定要好好检测一番。一架双筒的瞳距变化范围必须了然于心,多数双筒的变化范围在43mm到80mm,平均65mm,但这依然没有涵盖所有成年人的瞳距,大约90%的人瞳距与均值间的差距不超过8mm,所以很多双筒控制在10mm。如果知道自己的瞳距那很好办,用一张卡片,标记上你的瞳距,然后与目镜比对即可;如果不知道,后面讲到光学质量测试时再说。还要检查一下瞳距合适时目镜的舒适度,倘若你生得一对儿狭窄或深凹的眼睛,抑或是鼻梁宽大,那就不太好办了,尤其是那些广角目镜你压根儿没法用,因为它们的直径比一般目镜大多了。(图4.9)
图4.9 图中位于上方的双筒属于大直径广角目镜。眼距狭窄或大鼻梁的人不适合用这类双筒。
8 调焦机构
将调焦机构全程前后走一遍,检查一下空回程度。同时注意手感是否均匀(不松不紧),太紧的话不利于精确对焦,太松的话则容易走焦。哪儿松哪儿紧要做到心中有数,松紧不一的地方就是加工公差不准之处。再就是调焦过程中不时停下来感觉一下动态摩擦和静态摩擦间的差异,仔细感知一下在回调的瞬间有没有猝然一动或被咬死的感觉,如果有,说明用的是劣质润滑油,那就别想精准对焦了!独立对焦的目镜要分别查一下对焦状况;中央调焦的目镜要记得检查一下右目镜的对焦状况。
(未完待续)
(责任编辑 张恩红)