開拓視野 解鎖望遠鏡之奧秘

Broaden Your Horizon, Unveiling the Secrets of Telescopes


望遠鏡在多數人的認知裡,就是人類觀遠需求時使用的輔助道具。但是其實望遠鏡的種類繁多,每一款望遠鏡都有其特殊的構造及功能,依照不同的功能區分,最簡單的分類方式有三種:「天文望遠鏡」、「賞鳥望遠鏡」及「雙筒望遠鏡」。選購望遠鏡有些細節要注意,不管是目鏡的口徑大小或方位角度的調整,每一個細節都是需要謹慎考量,稍不注意可能就會造成鏡頭與觀測位置的方位落差。本期邀請在台灣擁有多年天文及望遠鏡教學相關經歷,同時也是台灣最大望遠鏡代理商鴻宇光學負責人──趙偉光,將他在業界多年的教學知識分享給大家,帶領讀者領略望遠鏡的奇幻世界。

1.


雙筒望遠鏡

Binoculars


雙筒望遠鏡是接觸望遠鏡的入門選擇,在選購雙筒望遠鏡時有三項選購重要的基準,口徑、倍率與鍍膜。口徑是雙筒望遠鏡最重要的選購標準,口徑指的是望遠鏡物鏡的有效直徑,單位為mm或cm。口徑的平方跟進光量成正比,口徑越大表示物鏡鏡片面積越大,表示收集光線的能力越強,如果將望遠鏡比喻成汽車,口徑就好比汽車的CC數,CC數越大代表馬力越大,但並非越大越實用,口徑愈大望遠鏡體積亦相對變大,跟重量也成正比,可能會造成攜帶上的不便。另外一個重點就是倍率,若望遠鏡型號為8x42,表示倍率8倍口徑42mm。一部適合的賞鳥望遠鏡其倍率不能太大,大約8-10倍最為適合。多數消費者認為倍率愈大愈好,其實倍率愈大,則亮度越暗,視野範圍越小,解晰度、影像穩定性等都相對降低,效果反而更差。推薦的倍率為8倍雙筒望遠鏡,因為視野較廣,亮度較亮,且可減輕手震現象,使用起來更為舒適。不僅口徑與倍率會影響,鍍膜好壞也會影響其能量,好的鍍膜可提高光線穿透度進而提升影像亮度,對於清晨與黃昏賞鳥時的影像亮度有相當大的助益,在透鏡穿透面施以全面多層鍍膜的機種,可達到最佳光線穿透度進而提升亮度,如果進光量不足會造成影像昏暗,使用起來會造成觀看的吃力。 目前市面上依照望遠鏡口徑區分為四種,分別是32mm、42mm 與50mm,當然也有25mm以下攜帶式雙筒望遠鏡可以用於演唱會、登山等活動, 但是還是以32mm、42mm 與50mm為市場上主要販售尺寸,用途也更加廣泛。

2.

賞鳥單筒望遠鏡

Digiscoping

賞鳥單筒望遠鏡是更為進階一點的選擇,是許多愛鳥人士的最重要的配備,因為倍率較高可以更清晰的觀賞到遠處的鳥類。在選購上趙老師也給予材質、倍率與目鏡上三點建議。材質上,一般單筒望遠鏡外殼常採用鋁合金材質,如果是強調輕量化機種或入門款式有時也會使用塑化材質,加入纖維的耐衝擊ABS塑膠配合精密模具加工,外部包覆防滑橡膠。 適合賞鳥的單筒望遠鏡,通常建議使用倍率都在20-60倍左右如果使用更大倍率的望遠鏡,會造成亮度下講解晰度降低,視野範圍越小,會較為難對準到鳥類活動範圍。 目鏡也是單筒望遠鏡需要注意的重點,目鏡大致分為定焦與ZOOM 可變倍率式目鏡兩種,倍率目鏡以 30倍左右最合適,若是超過40倍,會因為視野變窄,增加搜尋目標的難度,如果是使用ZOOM變焦目鏡可以由低倍端找到目標後,再調整到高倍端放大觀賞,適用時較為方便。 使用上單筒望遠鏡有三種對焦功能, 第一種「旋鈕型調焦輪」是最常見最基本的;第二種「環形調焦輪」,有點像手動鏡頭的對焦方式,是鳥友最喜歡的設計;第三種「兩段式旋鈕型調焦輪」,同時有粗調節輪與細調節輪兩段式調整。同時單筒望遠鏡也可以透過套件外加相機,捕捉鳥兒英姿。

3.


折射式望遠鏡

Refractor

折射式望遠鏡為天文望遠常見之款式,是由義大利天文及物理學家伽利略於1609年發明,原理是光線穿透凸透鏡物鏡折射聚焦,是最廣泛使用的光學設計。最早期的設計是由單片凸透鏡作為物鏡,由於光線穿透不同密度介質時,會產生色散現象,影像嚴重失真,後來開發出兩片甚至是兩片以上的透鏡組作為望遠鏡物鏡,低色散材質技術也日新月異。到了21世紀,色差現象消除已經不是大問題,折射式望遠鏡有他獨有消色差方式,以兩片式消色差鏡片為例,一片凸透鏡聚焦,加另一片不同分散係數材質的凹透鏡,將折射角度過大的顏色光波修正回來,讓所有波長的可見光都盡量聚焦在同一個點,這就是近代最普遍使用的折射望遠鏡消色差(Achromatic)技術,簡稱Ach,兩片物鏡中間常以黏合或空氣間隔(air space)設計,但是在中高倍率50X以上,色差仍然會很明顯,這是因為修正色差的能力有上限,只能盡量修正了紅光與綠光的焦點,藍紫色光人眼感應沒這麼敏銳,就只好犧牲掉,所以在一些高反差物體邊緣常出現紫色光暈。 折射望遠鏡的成像品質比同口徑反射望遠鏡好,使用方便,易於維護,中小型天文望遠鏡及許多專用儀器多採用折射系統,但大型折射望遠鏡製造起來由於鏡片太重,比反射式望遠鏡困難得多,超過50CM口徑的望遠鏡幾乎看不到折射式設計,全球最大的望遠鏡口徑達到10米,但是最大口徑的折射式望遠鏡才1米而已,因為已經沒有辦法做更大了。

4.

反射式望遠鏡

Reflector

反射式望遠鏡為另外一款天文望遠鏡規格,反射式望遠鏡用凹面反射鏡作為聚焦物鏡,通常稱為主鏡,透過鏡筒內中央斜鏡光路從鏡筒側面出來,又稱牛頓式望遠鏡,主鏡只有一個表面(凹面)需要研磨加工,並鍍上一層鋁膜,用來反射光線,所以反射式主鏡對於鏡片材質要求不大,不像折射式物鏡內部不可有雜質氣泡。牛頓反射式望遠鏡有許多優點,第一點就是便宜,比起折射式望遠鏡,以同樣價格可買到更大口徑的牛頓反射式望遠鏡,在一吋大一吋強的天文觀測領域中,以獲得更大的集光力,初學者最常購買的規格是口徑130mm、150mm與200mm,第二點為反射鏡的主要優點是沒有色差,第三點為牛頓式適合設計成短焦比,鏡筒的長度比同口徑折射式系統要短得多,以利攜帶性。牛頓反射式望遠鏡也有幾個小缺點,第一點是大部分反射式鋁膜在可見光波段範圍的反射率都大於85%,會隨時間慢慢氧化,使用幾年後反射率會降低。第點為使用上反射式望遠鏡比折射式光軸容易撞歪,應減少碰撞。第三點就是開放式鏡筒,灰塵與異物容易堆積在主鏡上,蓋子沒蓋好的話每隔一陣子就要送廠清洗。還有由於溫差關係,剛打開鏡筒有時會因為內外溫差關係造成筒內氣流干擾,造成高倍率觀察行星月面時,影像擾動現象,只要10分鐘熱平衡之後就好了。整體來說,牛頓式望遠鏡比起折射式系統更不易保養維護。

5.

折反射式望遠鏡

Catadioptric Telescope

最後一種天文望遠鏡規格為折反射式望遠鏡,光線會經過透鏡折射與反射面兩種原理的系統,加了透鏡主要是為了改良反射式系統的一些缺點,光路若透過鏡筒內中央副鏡從主鏡中間挖個洞,從鏡筒後面出來,稱為蓋塞格林式望遠鏡。市面上純蓋塞格林式望遠鏡很少,折反射式望遠鏡大多由蓋塞格林式望遠鏡發展出來,折反射式望遠鏡的系統到今日已經發展許多種類,一些世界級大型天文台許多都採用折反射式系統。 折反射式望遠鏡跟牛頓式有一個不同特點,就是折反射式多為長焦式系統(F8以上),倍率較高,較適合行星月面觀測,牛頓反射式多為短焦式系統(F8以下),觀測與拍攝大面積的星雲會有較好的較果。 折反射式望遠鏡的優點,第一點為鏡筒長度都遠低於主鏡焦距,所以跟牛頓式一樣可大幅減小望遠鏡長度以利攜帶。第二點是比起折射式系統折反射式望遠鏡也是有便宜又食用的優點。第三點為前方加裝修正鏡的系統可使鏡筒增加密閉性,跟牛頓式相比可減少灰塵與異物容易堆積在主鏡上,也可以減少筒內氣流干擾與減緩鋁膜氧化問題。 折反射式望遠鏡的缺點,跟牛頓式一樣必須特別小心光軸偏移問題,頂級的折反射式望遠鏡光學品質可逼近APO全消色差等級折射式望遠鏡,但廉價劣質的產品也充斥市面,銳利度還不如牛頓式反射鏡,選購時務必要仔細研究瞭解。

Q & A


1.

望遠鏡是否有特殊的保養步驟?

望遠鏡是精密儀器,攜帶時需裝入望遠鏡保護袋中,避免望遠鏡受撞擊,延長望遠鏡壽命。日常保存上望遠鏡就跟保存相機一樣,防潮對於望遠鏡等光學產品是相當重要的,在使用上需要避免濕氣的影響,平時保存需要將望遠鏡放入電子防潮箱或放入有乾燥劑的密閉袋子或乾燥箱,避免濕氣的影響。物鏡與目鏡在收藏時須蓋上蓋子,避免灰塵異物入侵,如果是於觀室內外等溫差很大或高濕度的地方後回來,盡量不要立刻蓋上鏡筒蓋,置於乾淨、通風良好的地方,讓殘存在鏡筒和鏡片上的水氣蒸發掉後再蓋上,這些都是預防水氣殘留在內部的方法,水氣殘留就容易發黴,黴菌都會阻礙光線影響光學品質。在物鏡保養上,物鏡需要避免異物、手指或粗糙的物品接觸鏡片表面,因為碰觸可能造成表面污損或刮傷。目鏡部分難免會沾到手指或睫毛上的油脂,弄髒時要小心清潔。若有灰塵砂礫需先用氣刷或噴氣罐把灰塵噴掉,否則直接擦拭灰塵砂礫容易造成光學鍍膜刮傷。



2.

就收藏與保值性來說,何種望遠鏡使用後保值性會比較好?

望遠鏡的保值性都比一般電子產品好,因為望遠鏡是純光學與機械式產品,沒有電子的成份在其中,是更具有保存價值的。如果要脫手既使使用過了五年至少也都還是會有一半以上的價值。在選購望遠鏡品牌中又以歐系品牌更具有保值性,像是萊卡、蔡司與施華洛世奇這三大歐系品牌,號稱望遠鏡界的三大名牌,這三者在做工的細緻度與質感都是上乘。足以見到這三大歐系望遠鏡品牌的珍貴性,但是現在日系品牌的質感與做工都不會輸給歐系品牌,主要還是以消費者對於望遠鏡的使用功能作為挑選依據。


Telescope Specialist

趙偉光


台灣最大望遠鏡連鎖通路鴻宇光學科技有限公司總經理,人稱望遠鏡叔叔趙偉光。趙老師在工作繁忙之餘也致力於觀星、賞鳥活動之推廣與長 期贊助,為台北市天文協會、台灣親子觀星會、台北鳥會等社團資深會員與志工,創立台灣天文觀測俱樂部,舉辦許多免費都會觀星活動,藉此回饋社會。趙老師說:「若有人因為我的推廣誘發對天文大自然科學產生興趣,誰知道會不會成為將來另一個諾貝爾獎得主呢?」

【Shop Information】 鴻宇光學台北直營門市

電話|0800-03-1234 地址|台北市大安區復興南路二段399號1樓

Text | William Chen.Illustrator‭ ‬‭|‬‭ ‬Felis Simha

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