望远镜 篇七：双筒望远镜——保罗棱镜与屋脊棱镜以及剖面图

保罗棱镜是手持双筒望远镜中最常用到的光学零件，通过它可以将物镜所成的倒像再次上下颠倒变成正像，保罗棱镜本身的结构非常简单，横截面就是一个等腰直角三角形，三个夹角分别是45°，45°和90°，所以制造难度低，另外保罗棱镜是利用全反射的原理反射入射光线，并不需要镀反射膜，而且一组保罗棱镜只需要在斜边所在的两个面镀增透膜，所以保罗棱镜的成本相对较低！并且保罗棱镜也不存在双像差和相位差，所以采用保罗棱镜的望远镜，往往可以获得很好的光学效果，售价也比较低廉。但是保罗的入射光线和出射光线并不在一条线上，这种结构导致望远镜的体积和重量都比较大，而且物镜中心间距过大，导致望远镜的立体感过强，不适合观测几米以内的近距离目标。目前保罗棱镜主要应用在低端手持望远镜和大口径望远镜以及军用等特种望远镜上，对于低端产品而言，可以用很低的价格实现比较好的光学效果。对大口径望远镜而言，本身就不存在便携性，用保罗棱镜没关系，而且成本也更低效果更好。对于军用望远镜而言，采用保罗棱镜可以获得更牢固的结构。从市场的发展趋势看，主流的手持望远镜将是屋脊棱镜的，保罗棱镜事实上已经被边缘化了！下面几张图分别是保罗棱镜和保罗棱镜望远镜的结构图

保罗棱镜的转像：

保罗棱镜望远镜：

下图则更加清晰地反映了一束平行光在进入物镜之后变成了一束收缩的光束，然后被一对保罗棱镜连续反射四次，最后变成一个焦点落在物镜和目镜共有的焦平面上，光束经过焦点之后开始发散，在遇到目镜之后，重新变成一束平行光

再上几张剖面图：

保罗望远镜

保罗望远镜

保罗望远镜

保罗望远镜

屋脊棱镜的作用也是把物镜所成的倒像再次上下左右颠倒变成正像，因为结构的原因，射入屋脊棱镜的入射光线和射出屋脊棱镜的出射光线在一条直线上，所以采用屋脊棱镜的望远镜，体积重量可以做到比较轻巧，大幅提高了便携性，而且物镜中心间距小，最近观测距离短，特别适合自然观测，比如观鸟。但是屋脊棱镜有一些光学上的天然不足，需要通过特定的技术手段来弥补缺陷，才能实现优质的成像，这样就会导致采用屋脊棱镜的望远镜售价偏高。一个经验是，要获得同样的光学效果，屋脊棱镜望远镜的售价约是保罗棱镜望远镜的两倍。但是屋脊棱镜望远镜体积小重量轻也易做到充氮防水的优势，和特种技术的普及化导致成本的下降，让屋脊棱镜望远镜已经成为了手持望远镜的主流结构。下面几张图是屋脊棱镜光路图和屋脊棱镜望远镜的剖面图

屋脊棱镜转像：

屋脊望远镜：

下图这张屋脊望远镜，里面有一条直线也清楚的表现了光线在棱镜和镜片中的走向：

屋脊望远镜

屋脊望远镜

屋脊望远镜

屋脊望远镜

屋脊望远镜

屋脊望远镜

屋脊望远镜

屋脊望远镜

最后再上一张反保罗望远镜的结构图：

选购望远镜有三项指标：价格 效果 体积，最多只能3选2，不可能有哪款望远镜能同时实现三个指标（价格低 效果好 体积小）。对不懂望远镜的小白说，最可能实现的目标就是价格低，体积可能小，但是效果很可能差！望远镜的效果应该是第一指标，毕竟买个望远镜就是要看得清楚，如果成像模模糊糊，那何必花钱买望远镜呢？而且对绝大部分人来说，预算可能就在100-300元之间，这个预算最好买个保罗棱镜望远镜，体积是比同规格的屋脊棱镜望远镜大一点，但是效果要好得多（选购望远镜的经验之一是同等效果的望远镜，屋脊棱镜望远镜的价格差不多是保罗棱镜望远镜价格的两倍），如果预算超过300元，可以考虑上屋脊棱镜望远镜了，如果预算在100元以下，是很难买到正规望远镜的！

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