□ 編譯 / 上海師范大學 任萃毅

雙筒望遠鏡（五）

□ 編譯 / 上海師范大學 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。多數(shù)中型雙筒的中間旋轉軸的末端(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。螺孔的質量要好好檢查一下。有條件的話找一個L型快裝板試試，確保快裝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。因為搭器材的工作大抵是在黑燈瞎火中進行，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，致使望遠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。在低溫或容易結露的晚上，眼球蒸發(fā)出的水汽會凝結在目鏡上形成霧靄，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考慮的。一般認為輕型雙筒更利于手持，其實不一定，一架設計優(yōu)良、更符合觀測時人體工程學的雙筒，即便重一些，使用時也比那些設計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考慮。

12 對焦（相同內容見下述“球差”)

預先調好瞳距，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。中央調焦式雙筒，用鏡頭蓋先遮住右邊的鏡筒，讓左邊的鏡筒對準遠處某個目標，然后旋動中央調焦輪對焦。重點是要仔細觀察在調至焦點的瞬間能否即刻出現(xiàn)清晰明銳的影像，抑或是在焦點附近影像總是模糊不定——這就是球差過于明顯的結果。精確合焦后，取下右邊的鏡頭蓋遮住左邊的鏡筒，不要動中央調焦輪，而是用右邊目鏡的調焦環(huán)來對焦。然后摘下鏡頭蓋，用兩只眼睛同時檢查一下焦點。完成后換一個較近的目標，重復上述操作，再次檢查其合焦狀況。如果是獨立調焦的雙筒，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，因為手臂的牽動通常會改變眼睛與望遠鏡間的相對位置，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確的結果。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工作。

13 調焦范圍

當雙筒用于天文觀測時，一般不會出現(xiàn)不能合焦的情況，因為天體相對來說處于無窮遠，還有什么目標能比這更遠呢？當觀測對象從無窮遠轉到地景等有限距離時，調焦座要略微伸長一點才能合焦。戴眼鏡的人若想摘掉眼鏡使用雙筒，這要看是遠視眼還是近視眼。同一物體，相對于正常視力，遠視眼看上去距離更近，所以遠視眼裸眼使用望遠鏡時，等同于目標距離變近了，也就是說調焦座比正常視力視物時要伸長一點，通常來說這不是什么問題，因為延長調焦相對容易做到，可以加天頂鏡、延焦筒，再不行把目鏡拉出來一點。近視眼則正好相反，近視眼用雙筒裸視時調焦座比正常視力視物時要縮進一點。假設在觀測那些無窮遠的目標時，正常視力合焦時調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一點的目標——至少1千米外，當然越遠越好。一般的雙筒都有足夠的調焦范圍來應對上述兩種情形。另外，在黑暗環(huán)境中，瞳孔擴張會導致人眼聚焦深度有些許減少，這意味著同是無窮遠的目標，晚上看的時候調焦座要再稍微縮進去一點才是準確的焦點。測試時選擇那些不要有明亮背景的、本體較暗的遠方目標(如地平線上的植被)，仔細觀察此時的合焦狀況。

14 色差

色差是普遍存在的像差。高品質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。對于亮度或對比度低的物體來說，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，對準遠方的電視天線或輸電線等明亮天空中的細小物體，調準好瞳距，確保眼睛位于視野中心，如果歪了也常會產生色差。合焦后，將目標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綠色過度的色帶。

15 球差

(見上述“對焦”)。球差的存在是因為透鏡不同區(qū)域的光線焦距不同。現(xiàn)代雙筒都能很好地處理球差，但劣質雙筒就另說了。球差導致影像模糊不定，即前文所說的在調至焦點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。高品質雙筒的場曲一般不為人所注意，但劣質雙筒在視野的一半處就能發(fā)現(xiàn)明顯的視場彎曲。如果場曲不嚴重的話，白天用用還是可以的，因為你的注意力往往集中在視野中心。但對天文愛好者來說，對視場邊緣的像質一樣有著苛刻的要求——希望邊緣的星點同中心一樣銳利。場曲可以用光學鏡片校正，也可以通過光闌消除場曲。但額外的光學鏡片會吸收一些有用的光線導致對比度降低，這一點對天文觀測來說是不利的，因為天文觀測往往力求增強對比度。具備超廣角的那些雙筒，如果設計上有瑕疵，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，但重新調焦后還能合焦，這就是場曲。(如果重新調焦后不能合焦，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，因為需要用點光源(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，因為在那些諸如觀鳥等白天觀測項目中，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，使得原本是點光源的影像在最佳焦點處稍微走焦一點點后變成一條細線，而且在另一個焦點(參見本系列二提及的子午面焦點和弧矢面焦點)處變成與前者呈90度的細線。

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，因為我們的視覺系統(tǒng)對亮度變化有很寬的適應范圍。如果你盯著視野中心凝視一會兒，再迅速將視線轉到視野邊緣，來回試幾次，就可能看到漸暈的存在。

20 蕓豆效應

蕓豆效應，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上清晰合焦，只能是一個區(qū)域合焦后再輕微調焦去尋求另一個區(qū)域的焦點，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難。一些經驗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，離開主軸越遠這種畸變越強，最終造成直線變曲線。但它只是形變，不影響成像的清晰度。假設角放大率處處相同，在平移雙筒時就會產生明顯的“滾球”效應，這是因為視野邊緣的線性放大率小于中心。在天文觀測時，滾球效應不大會為人所注意，但在觀測地景時會很不舒服，甚至產生眩暈惡心。小程度的枕形畸變正好能減輕“滾球”效應。這就是矛盾的辯證統(tǒng)一，不同的生產商在對待這對兒“矛盾”時側重點也不同，所以使用者也應該根據(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，從物鏡的一側向柱子的方向觀看。然后，比較物鏡中的柱子的像和真實的柱子的相互平行的關系。如果鏡子里面的細柱子和實際的柱子是平行的，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，那么就要看鏡筒內的細柱子和實際的柱子的夾角有多大了。

23 準直(高低、匯聚和發(fā)散)

如果準直度只是稍有偏差，我們的視覺系統(tǒng)還能馬馬虎虎地適應。通常那些價格低廉的雙筒的準直度都好不到哪兒去，甚至糟糕到出現(xiàn)非常嚴重的重影。用這樣的雙筒會加劇眼睛疲勞，長時間觀測能讓你頭暈目眩。準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)，普通雙筒望遠鏡，是用望遠鏡綜合檢測儀來校正光軸。大口徑高倍望遠鏡，是用平行光管來校正光軸。這里我們介紹一種名為“內視法”的檢測手段。

將雙筒用架子固定，并保持水平放置，瞄準遠方的線形物體(如1千米外的屋脊)，雙眼離開目鏡15cm，目光先注視兩個目鏡，然后將視線漸漸轉向前方遠處，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，兩個圓斑內的屋脊應該是一條直線(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 內視法檢測高低差（左：正常；右：有明顯的高低差）

匯聚：

圖4.17 內視法檢測匯聚

圖4.17，把左邊視場內的景物落到視場環(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。關于匯聚和發(fā)散，一般存在著兩個概念——一是實際的光軸表述，另一個是在光軸機上看到的像的表達，二者實質是一樣的。匯聚要求控制得更小一些，也就是說當你在一些資料上看到不同的表述時，數(shù)值小的那一項就是匯聚。

發(fā)散：

如果出現(xiàn)4.18所示情況，那就是發(fā)散。

圖4.18 內視法檢測發(fā)散

需注意的是：

用內視法一般不易看出匯聚和發(fā)散；而且，用內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直度就沒意義了，所以采用內視法前先要確保自身視力準確，并在品質好的雙筒和差的之間多做測試，有比較才會有感性認識。

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，觀測遠方的物體在視場內移動的速度和位置。如左圖所示，則左右的倍率差應該是沒有問題的。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是天文觀測，除了畸變和蕓豆效應的測試在白天完成外，其他與視場有關的項目最好放在晚上用星點來測試。在夜幕的氛圍下，各項測試任務只需簡便易行的方法就能得到白日里需運用復雜精密的儀器方能得出的可靠結論。最好把雙筒搭在架子上測試，這樣便于操作的同時所得結果更加可靠。下面羅列了一些與視場相關的測試項目。

整體光學性能：

若想在一定程度上定量地考察雙筒的光學性能，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，因為這樣能看得更加細膩豐富。當然，在區(qū)分雙星的測試中，不同的觀測地、不同的大氣狀況、不同的觀測經驗以及個體對光敏度的不同都會導致測試結論存有局限性，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準方法是：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，然后在相關手冊中查表即可得知。

實際視場：

當你嘗試用牽星術尋找觀測目標時，至關重要的一點是必須知道手中雙筒的實際視場。生產商在產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，則雙筒的實際視場就知道了。如果周邊視野嚴重退化，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際視場。相關手冊中列舉了一些可用于測定實際視場的星星組合。

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。但另外一些人認為視野狹隘有利于提高關注度，因為人眼周圍感光細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很難保證；但也有人認為廣角的邊緣雖然成像不很好，但是有總比沒有強，而且廣角本身和中心視場的分辨率沒有矛盾，因為廣角不僅看起來敞亮，而且會給目標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，找到目標要仔細看時只要移到視場中心就可以了。

視場準直：

視場準直度的測試方法很簡單。瞄準一顆亮度適中的星，然后小心地移動雙筒，注意移動時不要走丟目標，移至15到20厘米的位置，如果此時看上去(不要用內視法)圖像還是一個整體，那說明準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，說明準直度不佳，用這樣的雙筒會很傷眼睛。

當然也可以采用內視法，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知。

（責任編輯 張恩紅）