望远镜成像原理
-生日快乐ppt
2023年2月15日发(作者：孟母不欺子)双筒望远镜
文章简介
望远镜一般分类上说可以分为双筒望远镜，单筒望远镜和天文望远镜。我们平时一般指的望远镜都是双筒
望远镜。双筒望远镜的价格相差很大，效果也相差很大，如何进行选择呢？
文章详细内容
一.理解双筒望远镜的基本概念
1.棱镜结构：有保罗式POR
RO和屋脊式ROOF.从理论上来说，屋脊式的结构相对复杂，如果使用同样的镜片，同样的镀
膜，同样工艺，保罗式效果会优于屋脊式。但是屋脊式望远镜
的优点是外观小巧，做工精致，所以一般高档的双筒望远镜都
是采用屋脊式的。
保罗式双筒望远镜是双筒望远镜的鼻祖，早期双筒望远镜都采用保罗式，所以保罗式双
筒望远镜深受广大户外运动爱好者的喜爱。随着屋脊式双筒望远镜的流行，保罗式双筒
望远镜成为了低端望远镜的代名词。但是实际上国际知名的品牌，包括美国博士能，视
得乐，尼康依然在生产高清级别的保罗式双筒望远镜。其中最为知名的是博士能LEGACY
经典系列的120150和120842，这两款是全球高清保罗式双筒望远镜冠军。具有非常高
的性价比。
2.口径：保罗式比较经典的口径是50mm和42MM,屋脊式是42mm.对于迷你便携望远镜，
口径一般是30mm以内购买时必须理解一下几点：
.影响双筒望远镜的体积的关键是口径，口径越大，理论上体积就越大。
.并不是口径越大视野就宽。口径只是影响视野大小的一个因素，视野大小还取决于望远
镜内部的结构。同样口径大小的望远镜，视野会相差很大的。比如博士能知名的奖杯8X32,32mm
的口径，其视野范围却达到130多米，原宽于普通10X50的传统望远镜。
3.双筒望远镜的倍率：从手能拿稳的角度说，一般选择
7-10倍的就足够。
如果您总观察几百米内的小目标，如车牌号，建议选择7-8
倍的。如果观察距离需要更远的目标，建议选择10倍的。
只是您需要观测很远目标时，才建议选择10倍以上的。
经典倍率：屋脊8X42，10X42,保罗8X40,10X50迷你望
远镜10X28,10X25，8X30,8X26等。
4.双筒望远镜的充氮防雾，镜片，镀膜
这三个参
数是直接影响望远镜的价格和双筒望远镜的成像质量的。但是这三个参数是一种非硬性参数。很
多小品牌混淆这三个参数的指标。但是选择双筒望
远镜尽量选择具有充氮防雾功能的望远镜。充氮防
水防雾，不仅能防水，更为重要的是防尘，具有此
功能的双筒望远镜不仅清晰度高，而且长期使用不
会出现成像品质下降的问题。
没有充氮防水的机型都是低端机型，比如尼康阅野ST，就属于低端机型，没有充氮防水。
而与之对应的阅野SX,售价比ST高一倍，主要因为其SX是充氮防水防雾的。所有的高清级别
的望远镜都是充氮防水防雾的。比如博士能的LEGACY经典120150，就是一款非常典型的高端
保罗式双筒望远镜。在2012年美国OPTICALTIME周刊评测中，其得分原高于尼康的阅野SX。
而尼康的阅野ST得分就非常的低。
理论上选择望远镜时，销售商提供的这三个参数说明，仅做参考。需要自己实际试用或者看
看其它使用者的购买体会。
如果要选择高清级别的望远镜，建议选择国际上知名的品牌。镀膜上比较
知名的是博士能PC-3镀膜，TASCO知名的红膜等等。
双筒望远镜(以下简称双筒镜)具有成像清晰明亮、视场大、携带方便、价
格便宜等优点，很适于天文爱好者用来巡天和观测星云、星团、彗星等面状天体。
在晴朗无月的夜晚用双筒镜观测时，可见在广阔的视场之中繁星密布，偶尔有一
两朵星云、星团点缀其间，令人心旷神怡。如果你过去一直使用高分辨率、长焦
距的天文望远镜，也许还没有意识到自己已经失掉了很多观测的乐趣，那么请试
用一下双筒镜，你一定会被视场中平时未曾欣赏过的美景深深地陶醉。由于双简
镜有着广泛的用途，所以在市场上它的品种繁多，性能也相差很大。
二．双筒望远镜的光学系统
双筒镜采用的是折射系统，可分为伽利略式和开普勒式两种。伽利略式双筒
镜结构简单，光能损失小、镜筒较短、价格也较低，但是，它的放大率一般不能
超过6倍，放大率再增加，视场就会迅速减小，视场边缘变暗。成像质量也会下
降，所以这种双筒镜用得较少。现在常见的是开普勒式双筒镜，它的视场比伽利
略式的大，而且成像更加清晰，但开普勒式双筒镜成的是倒立的像，为了得到正
像，在它的光路中加有转像棱镜或转像透镜，这些转像装置在地面观测中是必不
可少的。但像的倒正对天文观测来说无关紧要，不过正像望远镜可以给初学者找
星带来方便。
三．双筒望远镜的口径和倍率
表示望远镜性能的参数有6个，它们是口径、放大率、视场、相对口径、极
限星等和分辨本领。介绍这6个参数的书籍和文章很多，本文不再赘述，这里只
结合双筒镜的特点作一简单说明。双筒镜的口径、放大率和视场一般都标在镜身
上。口径和放大率用两组数字表示，例如“10×50”表示这架双筒镜的放大率为10
倍。口径是50毫米；再如“7×～15×35”表示放大率在7倍至15倍之间可调，
口径是35毫米。放大率和口径是反映双筒镜性能的最重要的参数。选购时要特
别注意。用于天文观测的双筒镜应选择口径大一些的，这样可以看到更多的天体。
那么放大率是否也是越大越好呢?不是的。放大率的选择要根据观测的需要来确
定。当口径相同时。用较高的放大率可以看到较多的恒星，但对于星云之类的面
状天体来说，在低放大率时看起来却比高放大率时更亮些。而且随着放大率的增
高，视场还会变小。与天文望远镜相比，双简镜的优势就在于它的视场大和适于
观测面状天体，所以用于天文观测的双筒镜放大率不宜过高。
现在市场上常见一种变倍双筒镜，它的放大率在一定范围内可连续变化，这
样它便具有多架定倍双筒镜的功能，使用起来比较方便。变倍双筒镜的缺点是视
场小，结构复杂。由于有变倍的结构，所有的变倍双筒望远镜，都没有充氮防水
防雾的功能。同时变倍双筒望远镜光路长，所以其通光率大为降低，所以同系列
的双筒望远镜，变倍的比不变倍的亮度和清晰度相差很远。除非特殊需要，不建
议选择变倍双筒望远镜。比如博士能LEGACY经典10X50比其10-22X50效果好很
多，同样尼康ST10X50的效果也远优于尼康ST10-22X50.
四．双筒望远镜的视场
视场是反映望远镜性能的另一个重要参数。与天文望远镜不同，双筒镜的视
场经常不以“度”作单位给出，而是给出在1000米(码）处能看到的景物的最大宽
度。如“131m/1000m”或“393Ft./1000Yd。”表示用这架双筒镜能看到1000米(码)
处的景物的最大宽度为131米(393英尺)。天文爱好者都习惯使用角度来表示视
场的大小，它们之间很容易换算。对于上面的第一个表示式，视场：θ＝131÷17.5
＝7°.5考虑到1码等于3英尺，对第二个表示式，视场：
θ＝393÷52.5＝7°.5
双筒镜的视场是由棱镜和目镜的设计决定的。口径和放大率相同的双筒镜视场往往不同，大
视场能给观测带来不少方便。但视场边缘的像质往往较差，价格也较贵。双筒镜的相对口径(即
口径与物镜焦距的比值)比一般的天文望远镜大，而面状天体在望远镜中的亮度与相对口径的平
方成正比，这就是双筒镜比天文望远镜适于观测面状天体原因。在许多双筒镜的说明书中经常提
到“出瞳直径”。它是相对于入瞳直径(即望远镜的口径)而言的，它是由物镜汇集的光束进入
观测者时的直径。在数值上等于物镜直径与放大率的比值，如10×50的双筒镜出瞳直径就是
50mm/10＝5mm。出瞳直径越大．成像越亮。人眼瞳孔直径在完全黑暗的时候最大，为7毫米，所
以出瞳直径不应大于7毫米，否则一部分光线就会因为无法进入瞳孔而白白损失掉。一般来说。
用于天文观测的双筒镜出瞳直径在7毫米左右为宜。通常认为7×50型双筒镜最适于天文观测，
它的出瞳直径为7.1毫米，成像清晰明亮，视场较大，一般为6～70，而且重量轻，易于手持观
测。随着年龄的增加，瞳孔的最大直径会逐渐变小。30岁左右时为6毫米，40岁以上一般只有
4.5～5毫米。这时使用10×50的双筒镜较合适。
在理解双筒望远镜的视场时，一定要知道一个概念：同样口径，同样倍率的望远镜，其视场
差别非常的大。特别是在购买便携望远镜时，视场非常重要。大家都知道，便携望远镜视场非常
小，为解决这个问题，很多厂家都在这方面进行了绝大的努力，最为成功的产品是博士能奖杯
8X32，作为一款颇具传奇色彩的高清便携望远镜，连续三年保持全球高清迷你望远镜销售冠军，
这款望远镜不仅清晰度极高，而且视场非常小，虽然是32MM口径的小巧望远镜，其视场却达到
超乎想象的132米，比大部分50MM的望远镜视野还好。
五．双筒望远镜的极限星和分辨率
望远望的极限星等m和分辨率δ的理论值分别为m=2.1十51gDδ"＝140／D
(其中D为以毫米为单位的望远镜的口径，δ的单位为角秒)。但是由于双筒镜的放大率较低及
观测时调焦不准、大气抖动等原因，极限星等和分辨本领都达不到理论值。双筒镜的这两个参数
制造商一般没有给出，使用者最好能自己动手测一下，这对于更好的利用双简镜很有帮助。在晴
朗无月的夜，当昴星团上中天时，用双筒镜能看到的图l中最暗的恒星的星等就近似等于它的极
限星等。用双筒镜刚能分开的双星中两子星的角距即为它的实际分辨本领。双星的数据可参阅有
关星表。
即使是20多MM的小口径便携望远镜，目前也有具有非常高
分辨率的性能。其中以博士能精英7X26为最。博士能精英7X26，
作为一款全球销量第一的顶级便携望远镜，其清晰度是同档包括
蔡司，施华洛世奇的10X25系列无可比拟，这款望远镜售价也不
菲，5000多元人民币，但是其实际的极限星和分辨率远远超过了，
大部分50MM口径的望远镜。
六．双筒望远镜的出瞳距离
出瞳距离是能够看清整个视场时眼睛与目镜的最后一片镜片间的距离。它的大小对于戴眼镜
的近视患者非常重要，虽然摘掉眼镜重新调焦后仍能看到清晰的像，但当需要用肉眼和双筒镜反
复交替观测星空的时候就很不方便了。另外戴散光眼镜的人如果摘掉眼镜，无论怎么调焦也是无
法看到清晰的像的。
要戴着眼镜看清整个视场，出瞳距离予少应为14～15毫米。当出瞳距离少于8毫米时，即
使不戴眼镜的人使用起来也会感到不方便。
七．双筒望远镜的增透膜
当光线由空气进入玻璃或由玻璃进入空气时，大约有5％被反射掉。双筒镜每个镜筒的物镜、
棱镜和目镜加在一起，一般有10～16个与空气接触的表面。如果这些表面未经任何
处理，那么入射光线因反射就要损失50％左右。为减少这种有害的反射，现代的折射望远镜在
各光学表面都镀有单层或多层增透膜。多层增透膜的材料是氟化镁。单层增透膜只对一种特定波
长的光有最佳增透效果，对其他波长的光增透效果稍差，它可使每个表面光的反射减至1.5％，
如用于双筒镜的所有表面，光的透过率可超过80％。好的多层膜每个表面光的反射率只有约
0.25％，如用于双筒镜的所有表面，光的透过率可达90～95％。一般情况下，目视望远镜的单
层增透膜对5500埃的黄绿光增透效果最佳，因为人眼对这种光最敏感。远离这一波长的蓝光和
红光的反射就多一些，因此我们看镀了单层膜的镜片是蓝紫色或红色的。镀多层膜的镜片呈淡淡
的绿色或暗紫色，太厚的单层膜看起来也会呈现出绿色，已经发现国外有的制造商以此来充作多
层膜，不过它反射出的光线比真正的多层膜要强得多。有人会觉得大口径的双筒镜即使镀膜质量
差一些也没关系，它的口径可以弥补光线的损失。其实不然，双筒镜内部各表面的反射光会形成
杂散光，降低景物的反差，使像变得模糊不清，在日光下观察阴影中的物体时，这种现象尤为明
显。在镀膜质量差的双筒镜中消失在眩目的光辉里的目标，用镀膜质量好的双筒镜就很容易看到。
根据质量不同，增透膜可分为以下几种，它们一般都标在镜身明显的位置上。
CoatedOptics(镀膜)：因为没有一家正规的制造商出售完全不镀膜的双筒镜，所以这实际是一种
最低级的增透膜。它只表示至少在一个表面上镀有单层增透膜，通常是在两个物镜和两个目镜的
外表面镀膜，而内部的镜片和棱镜都没有镀膜。
FullyCoated(全表面镀膜)：所有的镜片和棱镜表面都镀了单层膜，但如在目镜中使用了光学塑
料镜片，则可能并未镀膜。
Multi—Coated(多层镀膜)：至少在一个表面上镀有多层膜，其他表面可能镀了单层膜，也可能
根本没镀膜，通常只在物镜和目镜的外表面镀多层膜。
FullyMulti—Coated(多层全表面镀膜)：所有的表面部镀有增透膜，一些制造商在所有的表面
都镀了多层膜，而另外一些只在部分表面镀多层膜，其他表面仍镀单层膜。
增透膜质量的好坏与双筒镜的成像质量关系甚大。在选购时要认真加以鉴别。
增透膜最为知名是博士能PC-3，这种技术，进行了多达60层的多层全表面镀膜，大大提高
望远镜的亮度和清晰度，这个技术被广泛应用于博士能传奇系列和奖杯系列望远镜，比如博士能
的传奇LEGEND191042采用ED镜片，是一款超高清的双筒望远镜。
八．双筒望远镜的棱镜系统
开普勒式双筒镜一般靠转像棱镜得到正像，常用的如下两种：
普罗棱镜(PorroPrism)最常用的一种棱镜。用普罗棱镜的双筒镜较宽，两块物镜的间距大
于目镜的间距，这样在观察近处物体时立体感强。有些紧凑的双筒镜采用倒置的普罗棱镜，物镜
的间距小于目镜间距，立体感也就减弱了。普罗棱镜易了制造，比同等光学质量的屋脊棱镜便宜。
屋脊棱镜(RoofPrism)体积较小而且可以使物镜和目镜位于一条直线上，因此常用于极紧凑
的双筒镜。与普罗棱镜相比，屋脊棱镜有两个主要的缺点，一是光线的损失多，成像较暗；二是
对装配精度要求高，难于制造，价格也较贵，制造精良的屋脊棱镜在性能方面可以赶上但不会超
过普罗棱镜。
可用于制造棱镜的光学玻璃型号很多。廉价的双筒镜常用BK—7玻璃。较高级的用Bak一4
玻璃。对着明亮的背景(如天空)观察双筒镜的出瞳，如果像的四周被“切掉”了，它用的就是
BK—7玻璃；Bak—4棱镜可以看到边缘清晰而明亮的圆形。
九．双筒望远镜的调焦方式
折射望远镜常用的调焦方式有外调焦和内调焦两种，让目镜沿光轴方向相对于物镜运动，称
为外调焦，外调焦的优点是简单，像质较好；但是仪器的外型尺寸较大，密封性也较差，折射天
文望远镜经常采用的就是外调焦。内调焦是通过移动物镜组中的一块或一组透镜来得到清晰物像
的。它的优点是结构尺寸小，携带方便，而且物镜的焦平面对任何距离处的景物都是不变的，这
一点对于安装分划板十分介便，所以大地测量仪器一般采用内调焦。它的另一优点是使仪器有较
好的密封性，这有利于保持仪器内部的清洁。目前，大部分双筒镜采用的是外调焦，少数高级品
采用内调焦。
很多双筒镜(标有CF)使用一个中心调焦旋钮同时调节两个镜筒的焦距。另一些双简镜(标
有IF)，多为防水型双筒镜，每个镜简上设有单独的调焦装置，CF双筒镜使用方便。IF双筒镜
机械结构简单。
不少制造商现在生产一种没有调焦装置的双筒镜，有的名字听起来让你相信它是自动调
焦的．事实上它们根本无法调焦。除非你的视力极好并且不打算观察距离很近的物体。否则不
要买这种双筒镜。最为典型的就是视得乐望远镜，一直号称自动对焦。
十．双筒望远镜的其它性能
供勘察和测距用的双筒镜中都装有分划板（十字丝）。
天文观测中除了观测月亮以外，由于背景太暗，根本无法
看到十字丝，所以分划板对于一般的天文观测来说用处不
大，它对光的反射和吸收会使双筒镜成像的亮度降低，还
会增加造价，所以天文爱好者选用没有分划板的双筒镜为
好。
十一．双筒望远镜的两种附件——支架和滤光片。
在白天我们可以用手举着双筒镜欣赏风景，但是，用手举着双简镜进行天文观测是不合适的，
即使肘部有支撑也是不好的。用于天文观测的双筒镜应该有一个稳固的支架，通常做成地平式的
就可以了，口径小于6厘米的小双筒镜重量较轻，一般的照相机三角架完全能支撑住它，只需动
动脑筋。白己做一个双筒镜与三角架的连接装置就可以了。无论是白天在强烈的阳光下观看风景
还是晚上欣赏夜空中的美景，滤光片都是一种很有用的附件，你的双筒镜买来时如果没有滤光片，
可以和滤光片的生产厂家联系。还要提醒一句，如果搞不到能加在物镜前面而且透光量足够小的
滤光片，千万不要用双筒镜直接看太阳，因为这时目镜后面的温度往往高到能够使滤光片炸裂的
程度。
十二.选用儿童望远镜的误区
现在很多未成年的小孩，都喜欢使用望远镜。很多家长认为，小孩使用望远镜只是玩一玩，
随便买一个几十块钱的就行。
这确实是大错。小孩为成年，眼睛为正式成型，这是后使用一款品质差的望远镜，由于望远
镜又放大作用，如果望远镜的清晰度以及成像的屈光度有问题，将大大伤害孩子的视力。这比看
电视影响大多了。
所以建议，儿童一定要使用高清级别的望远镜。如果您对望远镜不是很了解，一定要购买上
千元的大品牌望远镜，否则宁愿不要给孩子购买。
5、关于坚持的名言，
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
50
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25