屋脊棱镜屋脊面

yukiko

　　望远镜里使用的屋脊棱镜是一种统称，其包括而不限于别汉屋脊棱镜和阿贝屋脊棱镜两种，就好像保罗也有Ⅰ型和Ⅱ型一样。但是，屋脊棱镜的核心，其区别于其他棱镜类型的地方，不是别汉或者阿贝，而是屋脊面。很多介绍屋脊棱镜的贴子都说“屋脊棱镜结构复杂”一笔带过，那么，今天好好讲讲屋脊面这个东西。
　　啊对屋脊棱镜先要有基本了解吧，去看看百科：
zh.wikipedia.org/wiki/%E6%96%BD%E5%AF%86%E7%89%B9-%E5%88%A5%E6%BC%A2%E7%A8%9C%E9%8F%A1——别汉屋脊
zh.wikipedia.org/wiki/%E9%98%BF%E8%B2%9D-%E6%9F%AF%E5%B0%BC%E7%A8%9C%E9%8F%A1——阿贝屋脊
zh.wikipedia.org/wiki/%E9%98%BF%E7%B1%B3%E8%A5%BF%E5%B1%8B%E9%A0%82%E7%A8%9C%E9%8F%A1——阿米西屋脊（非直视）
从光路可以看出，别汉屋脊棱镜的两块之间必须分离留下反射面，而阿贝屋脊棱镜的两部分则可以合并，虽然加工时通常还是选择分开加工后胶合。别汉屋脊棱镜没有屋脊面那块是Littrow棱镜，如果把它去掉的话，可以直接变成45°斜视版，但屋脊面仍然存在，这样的斜视镜依旧是屋脊镜。

　　在谈屋脊面之前，先简单提一下光束。介绍棱镜的光路图里，光线都是一条线，其实，成像靠的是光束，如果想成是一根根的光线来成像，下面就没法说了。可见目标的每个点都发出光束进入物镜，光学系统将光束整理后从目镜射出，还是光束，我们的眼睛也是通过光束看到大千世界。

yukiko

　　屋脊面是屋脊棱镜的核心和关键，上面链接里阿米西棱镜的图中（就是贴在下面这张），发生反射的那条棱，加上棱两边的两个平面，就是屋脊面。


　　下面左边的光路图表示了理想屋脊面的截面内行为，不难看出，整个屋脊面都接受光束输入，完成一次转像并将光束向另一个方向输出，充分利用了整个迎光面，实现结构的紧凑。

　　但是，这样的紧凑设计带来的后果，则如上面右图所示。世界上没有完美的东西，理想屋脊面的二面角是90°，现实中，则有一个误差δ。这个δ的存在，导致了来自一个目标点的光束，通过反射后，最终的镜像点分成两个，它们的张角为4δ。并且这两个像点的亮度是相当的，而非一主一次。
　　我们来看看δ需要怎样的精度。如果这个δ等于千分之一度，也就是3.6秒，那么像点张角就是14.4秒，如果这个棱镜用于10x的望远镜，看到的像点张角则达到144秒。这是什么概念呢，肉眼在画面抖动不强的情况下，不难分辨60秒的线对，如果画面较为稳定，努力分辨，一般人达到40秒也是可以的。所以144秒的张角在视场中是可以轻松发现的。
如果δ的精度优化到两千分之一度，如上计算，画面上的像点分离张角便降低为72秒，依旧在肉眼不难察觉的距离。参考这贴（www.bggd.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=196003）20楼，国产屋脊的星点奇形怪状，但没看出明确的星点分离，大概就是这个精度。
如果δ的精度优化到万分之一度，同样的计算，画面上的像点分离张角降低到14.4秒，这样的张角，一般人肉眼应该已经无法察觉了，但是面对技艺高超的米雕艺人，或者使用高分辨率的相机进行拍照，仍然有可能露出马脚。三大的屋脊达到了什么样的精度呢？
　　如果你手边有量角器的话，可以拿出来，试着画一个直角，你能画出多高的精度？想像一下，千分之一度，两千分之一度，万分之一度，是怎样的精确。

　　我们再顺便来看看，如果保罗棱镜加工精度不高，会是什么结果，如图：

这个保罗棱镜的误差高达30°，但是如果不考虑透射面倾斜带来的色差增大（现实中不可能有这么巨大误差），并且正确地校准光轴，那么结果无非是直视版变成了斜视版，一个像点依然是一个像点，根本不存在分离成两个的可能性，光学照样良好。这就是保罗棱镜的先天优势，这不是反射次数的问题，阿米西屋脊棱镜（转角全正像棱镜）只反射两次，照样会发生像点分离，像质严重下降。

yukiko

　　有人说，保罗棱镜有安装误差，有光轴问题，有像倾问题。但是，屋脊棱镜难道没有？屋脊安装必然零误差，先天地光轴完美，没有像倾，可能吗？保罗要面临的问题，除了做不了直筒以外，屋脊是一个不少。
　　有人说，星点本来就不是屋脊的强项。这话是什么意思呢，言下之意是不是，“星点不好，对观景观鸟、分辨细节，没有什么影响，所以不应该拿星点来评价屋脊镜”呢？我们来看看，一个目标点，当然包括星点在内，被现实的屋脊面分离成了两个亮度相当的像点，那么，一幅画面，当然也就变成了两幅位置接近的画面叠加的结果。如果分离量达到了肉眼可见的程度，要说这对锐度、分辨率没什么影响，这难道不是胡说么？

　　还有人说，屋脊的先天不足可以通过技术来弥补。是这样没错，但是就目前而言，说这种话的一定是有钱人，对他们来说，只要有厂家做得出来，他们能买得到，价格不是问题。而这句话，恰恰有意无意地回避了一点——高精度屋脊是用钱堆出来的。当然这也要分开说。
前面说了，国产屋脊的星点奇形怪状，大概是两千分之一度的精度，这应该是国产里的高端屋脊镜了，低端屋脊咱其实看过，那星点不是奇形怪状，而是明明白白的就是两颗。国产里的高端屋脊镜什么价，1000元左右。有人说2000，国产确实有2000元的屋脊镜，但是钱花到哪里去了，相位膜、介质膜、ED镜片，算是屋脊三大噱头吧。而这三大噱头，哪个能够把δ变小？一个都不能。所以，国产屋脊的水平，其实是1000元左右的档次。
那么，要做到万分之一度的精度呢，两千和一万差多少，5倍，没错，5000大元，这就是所谓“高精度屋脊是用钱堆出来的”。为什么国内没有这个级别的屋脊镜呢，一种可能，没有技术，你愿意出钱也没厂家能做出来，从这一点上讲，屋脊的先天不足的确“需要”通过技术来弥补；另一种可能，国内市场太小太乱，厂家不愿意做。

　　最后附上一点阅读材料：www.bggd.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=152509
“只要厂家认真选材、认真加工组装，那么就可以得到不错的光学”
“很多厂家都可以做出不错的产品，高端产品失去了性能上的优势，利润空间越来越少，对于高端品牌来讲，只能把技术力量转向难度大的屋脊镜上，使得几个国际顶级品牌很早就停止了保罗镜的技术提升，高端保罗镜产品停滞不前了。”
“屋脊镜的性能已经有了质的提高，高端产品的整体性能已经达到甚至超过高端保罗镜的水平，当然随着提高的还有价格和厂家的利润。”
　　这就是保罗与屋脊的过往，今天的情况，很大程度上，是厂商的博弈，商业的利益驱使的结果，而绝不是屋脊凭借“直筒，体积小”这点优势拿到的天下。当然啦，喜欢便携的人还是不少的，希望省钱光学好大点儿无所谓的人也是不少的，社会尚未共产，屋脊想一统天下，难。

footway

写的很好啊。
国内厂家如果做屋脊的技术不那么高，完全可以做高水平的保罗镜。不过利润低。
想做好的屋脊，就得投入大笔的研发资金，还要保证自己的技术不能传出去，还要能跟三大媲美，还要价格亲民，如此才能打开市场。

不过现在人们买望远镜，大部分还是买地摊上的熊猫牌，让人无语。

lc198063

哇哇，学习了，不错，顶一个；另外熊猫好不好，说实话这个东东听得多，还没是在用过。。。有人评价么？

yukiko

footway 发表于 2013-4-19 15:00
写的很好啊。
国内厂家如果做屋脊的技术不那么高，完全可以做高水平的保罗镜。不过利润低。
想做好的屋脊 ...

国内厂做好屋脊不是不可能，不过就现在这种居民无其屋的状况，做好了也卖不出去几台，所以个别有钱人还是让他们买进口屋脊算了。当然，也有一些消费者虽然没什么钱，也追求便携，愿意光学上将就一下的，所以国产也还是有那么些屋脊的。
不止是镜子，许多消费品，地摊货大行其道，表现出居民安全感缺失（胆小的存钱，胆大的追求钱生钱，就是不敢消费），消费需求疲软，虽然经济数字很漂亮，其实风雨飘摇啊。

yukiko

lc198063 发表于 2013-4-19 15:08
哇哇，学习了，不错，顶一个；另外熊猫好不好，说实话这个东东听得多，还没是在用过。。。有人评价么？

听得多么？外面淘宝之类的地方可能的确听得多，北旅里偶尔能听到，听到的时候差评为多，少有的好评之一是“老实人”镜友非常喜欢的望无尽

zjbeilvzhixing

很好的帖子，言简意赅。以前听老师感慨：我们就是设计出来了，也造不出来。因为我们的加工精度和国外有“数量级”的差距。

yukiko

zjbeilvzhixing 发表于 2013-4-19 22:30
很好的帖子，言简意赅。以前听老师感慨：我们就是设计出来了，也造不出来。因为我们的加工精度和国外有“数 ...

这位镜友是光学专业的么
感觉贴子很长啊看到言简意赅我就震惊了

画王845

精度呀精度，追求的东西！

etten

曾经有过的十几个镜子 慢慢淘汰下来——不知不觉只剩下几个大保罗，原以为自己没跟上潮流。看了不少ED屋脊测评，基本是用一大堆形容词证明ED屋脊比保罗好，让我一直纠结要不要搞一个ED屋脊。算了。这个贴子终于让我明白了——我还是老老实实玩保罗算了。

yukiko

etten 发表于 2013-6-5 18:40
曾经有过的十几个镜子 慢慢淘汰下来——不知不觉只剩下几个大保罗，原以为自己没跟上潮流。看了不少ED屋脊测 ...

其实单论光学的话，屋脊通过砸钱，可以把误差降低到肉眼无法发现的程度，保罗的主要优势是性价比。并且厂家通过让保罗为屋脊让路，可以做到屋脊超越保罗，所以顶级屋脊效果好并不奇怪。
不知你淘汰的是什么档次的屋脊，淘汰的原因，是光学不好，还是更重要的，使用舒适性不足呢

一土

好贴，学习学习。

北哲

我得认真的好好学习，向楼上致以崇高的敬礼！

etten

yukiko 发表于 2013-6-5 19:13
其实单论光学的话，屋脊通过砸钱，可以把误差降低到肉眼无法发现的程度，保罗的主要优势是性价比。并且厂 ...

回楼主 我淘汰的都是五七百元的屋脊镜， 成像的确不如更低价位保罗。特别是屋脊口径超过42MM就很难持稳。我的50MM屋脊有1KG， 还不如我的9X 63 、1.25KG保罗拿的稳。真不明白为什么那么多人追8X56 9X63屋脊，重、 不便携、色差大、视场小、好在哪里？

funder

双筒望远镜是各种性能平衡的结果，不计体积追求光学的话，应该搞长焦APO天文镜。
正因为如此，便携性也是双筒望远镜（手持）的重要性能之一，而便携性和光学性能又是可以互换的。好比舰艇的总排水量固定了，如果主机效率高做得轻一些，节约的重量就可以带更多的装甲，带更多的武备，等等。用屋脊镜，体积节约了，就可以用节约下来的体积重量去增加口径，也是变相提高了光学性能。

yukiko

etten 发表于 2013-6-6 10:17
回楼主 我淘汰的都是五七百元的屋脊镜， 成像的确不如更低价位保罗。特别是屋脊口径超过42MM就很难持稳。 ...

其实追大屋脊的人倒不是很多吧，32屋脊大概是比较受欢迎的，曰“便携与光学的最佳平衡”，然后口袋党一部分追25、20屋脊，要光学的一部分追40、42屋脊，这些加起来是绝大多数吧感觉。

yukiko

funder 发表于 2013-6-6 10:29
双筒望远镜是各种性能平衡的结果，不计体积追求光学的话，应该搞长焦APO天文镜。
正因为如此，便携性也是双 ...

如果不谈钱，产品按需分配，这事儿好谈此第一点
另外一点，有空再说

funder

所有的棱镜对光学素质都有损害作用，所以最严苛的场合，连棱镜都不用，改用平面镜。

yukiko

funder 发表于 2013-6-6 11:06
所有的棱镜对光学素质都有损害作用，所以最严苛的场合，连棱镜都不用，改用平面镜。

那么严苛的场合还用什么平面镜啊，直接成倒好了，以及根本不用折射式，改用反射式。
凡事儿莫走极端，版主前面拿“长焦APO天文镜”出来就有点这种味道了。