正规双筒望远镜的典型结构

  双筒望远镜（或直接简称双筒镜，也有人称之为野外镜）是将两个相同的或者镜像对称的望远镜并排连在一个架子上使得它们一直对准同一方向而制成的望远镜。运用者可通过它同时以双眼观察远处景象。双筒望远镜比单筒望远镜提供更高的深度和距离感。双筒镜也可以成由两个短的折射望远镜搭配，用于观看遥远目标的装备。

最常见的双筒望远镜的大小正好合适双手托拿，它包括内部的反射系统，这个系统可以缩短望远镜的长度，使它短于透镜的焦距。此外它还可以增大物镜之间的距离来改善深度感。所有常见的双筒望远镜是伽利略式的，或者运用棱镜来呈现一个正像。

大的双筒望远镜比较重，不易稳定地拿住，因此一般被固定在三脚架上或其它支柱上。在第二次世界大战中美国制造过特别大的（10吨），其物镜的距离相当远的（15米）大型双筒望远镜来确定25千米以外的海上目标的距离。目前世界上最大的双筒望远镜是位于美国亚利桑那州的大双筒望远镜（Large Binocular Telescope，LBT）。

双筒望远镜

  双筒望远镜具有成像明白光明，视场大、携带方便、价格便宜等长处，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，偶然有一、两朵星云、星团点缀其间，令人心旷神恰。

  与单筒望远镜相比，双筒望远镜可给运用者一种立体感：它在运用者的每只眼睛里产生一个稍许不同的图像，这两个图像在运用者的脑中合成一个有深度知觉的总图，运用者可以以此来估计距离。在运用时双筒望远镜用起来也更舒服，运用者不必合上一只眼睛或者运用一个挡板来避免视觉上的混淆。此外稳定地持和平稳地移动双筒望远镜比起持单筒望远镜更轻易，因为双手和头部这三个点的可以形成一个稳定的平面，持单筒望远镜时这三点位于一线上。

如果你过去一直运用高倍率、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，你肯定会被视场中平时未曾欣赏过的美景深深的陶醉。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。

双筒望远镜是一样很有用的天文观察工具。你可以用它来观看一场球赛、演唱会或是天上的飞鸟。你也可以用它来欣赏两百万光年之遥的银河、月球上的坑洞、围绕木星的几个卫星及无数星星。

很多人都错以为双筒望远镜在天文观察上没有作为。现实上，它是很多资深的天文观测者喜爱的工具。^{[1]对初学者，它是进入天文观测之门的门票。双筒望远镜并不贵，你只须花个数百块钱就可以买到一副不错的双筒望远镜了。}

  每副双筒望远镜都标有一组数字如 7x50之类。双筒望远镜规格上的第一个数字 "7" 就是「倍率」，第二个数字 "50" 就是指镜头直径。七倍的机型是一种畅销机型，会让观看的每一样物品拉近七倍。你还可以选购 10x、16x， 可能你认为天文用途上高倍率是必要的，其实不然。一付 7x 双筒望远镜就够好了，而且接下来我们还会论及 7x 所拥有的长处超过大部份的高倍率机型。

  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朴，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，视场就会飞快减小，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，而且成像更加明白，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。

  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朴说明。

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。而且伴着放大率的增高，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，它的放大率在肯定范围内可连续变化，这样它便具有厂多架定倍双筒镜的功能，运用起来比较方便。变倍双简镜的缺点是视场小，结构复杂。成像质量不如定倍率的双筒镜。

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)。天文爱好者都习惯运用角度来表示视场的大小，它们之间很轻易换算。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想象决定的。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。在很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分最大，为7毫米，所以出瞳直径不应大于7毫米，否则一部分光芒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，成像明白光明，视场较大，一般为6～70，而且重量轻，易于手持观测。伴着年龄的增加，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。这时运用10×50的双筒镜较合适。

望眺望的极限星等m和分辨率δ的理论值分别为

m=2.1十51gD

δ"＝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，运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。在晴朗无月的夜晚，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。

   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特别重要，虽然摘掉眼镜重新调焦后仍能看到明白的像，但当需要用肉眼和双筒镜反复交替观测星空的时分就很不方便了。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明白的像的。

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，即使不戴眼镜的人运用起来也会感到不方便。

  当光芒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，那么入射光芒因反射就要损失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，不过它反射出的光芒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芒的损失。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轻易看到。

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，但如在目镜中运用了光学塑料镜片，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。

   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，一是光芒的损失多，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。对着光明的背景(如天空)观察双筒镜的出瞳，如果像的附近被“切掉”了，它用的就是BK-7玻璃；Bak-4棱镜可以看到边缘明白而光明的圆形。

  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，外调焦的长处是简朴，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明白物像的。它的长处是结构尺寸小，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特别介便，所以大地测量仪器一般采用内调焦。它的另一长处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)运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双筒镜运用方便。IF双筒镜机械结构简朴。

不少制造商现在消费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．现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。

   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。

最后，谈一下双筒镜常用的两种附件--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当有一个稳固的支架，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联结装置就可以了。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，可以和滤光片的消费厂家联系。还要提醒一句，如果搞不到能加在物镜前面而且透光量充足小的滤光片，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。^[2]

大型双筒望远镜（LBT）

   马普学会发表新闻公报说，安装在美国亚利桑那州海拔3190米高的格雷厄姆山上的大型双筒望远镜（LBT）经过了8年的计划和建造 ，于2004年10月16日正式落成。这个天文望远镜建成后将成为世界上最大的单个天文望远镜，整个项目共耗资1.2亿美元。格雷厄姆山远离大城市的灯光，水汽或尘埃也很少，在天文学家眼里是理想的观测地点。

光学望远镜用于聚光的镜面大小至关重要，镜面面积越大，观测到微弱物体的能力越强。LBT两个凹镜直径分别达8.4米，总面积加起来可达110平方米。两面凹镜片的表面加工精度特别高，它们安装在一个整体上，可以同时对准要观察的目标天体，借助光芒干涉原理，所获图像的明白度可与23米直径的镜片相当。它是一个单一整体，因此称为世界最大的单个望远镜。有些庞大的射电望远镜是由很多台小望远镜组成的阵列，并非单个望远镜。

参考资料：

维基百科，http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E7%AD%92%E6%9C%9B%E8%BF%9C%E9%95%9C
中国望远镜网，http://www.telescope-china.net/article.asp?id=58
新浪博客，http://blog.sina.com.cn/s/blog_4c1c225c010

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