屋脊式望远镜还是保罗式望远镜应该选哪种好

屋脊式望远镜还是保罗式望远镜应该选哪种好
屋脊式望远镜还是保罗式望远镜应该选哪种好

屋脊式望远镜还是保罗式望远镜应该选哪种好
接触过望远镜的人都知道,双筒望远镜分为ROOF屋脊式和PORRO保罗式,望远镜刚面市的年代都是采用保罗式,随着望远镜技术的发展,屋脊式才营运而生,屋脊式望远镜由于结构相对复杂,生产工艺高,所以制造成本高,一般都应用于高端的望远镜.到底指两种望远镜各有什么优缺点呢?
首先要明白一点,所谓屋脊式和保罗式,是指的望远镜的棱镜结构.

一． 望远镜棱镜作用是什么
棱镜在（望远镜的）光学设计是无可避免的,如果不是为了能够看着正立（而不是倒立或者平躺着）的图像,不是我们与生俱来习惯于观察正立着的景物的话,双筒望远镜和单筒观景望远镜中根本就不需要棱镜.
人用鸡做过试验（我记得这个试验也有人自己做过）,给鸡带上特殊的可以转像的眼镜,让它看起来世界是颠倒的.在经历了几天的跌跌撞撞以后,大部分都很快适应了这个倒立的世界而不会对行为造成任何不便,和正常鸡没什么两样.如果鸡都可以适应这样倒立的世界,那么我们人类也是可以的,很多习惯于使用天文望远镜的天文爱好者也展示了类似的能力,他们习惯于使用只有天顶镜的望远镜,这样的望远镜左右是颠倒的（上下正立）.
至于剩下的大多数人,包括你我在内,还是更愿意看着正立的景物,如果不能以大脑来完成对景物的纠正,那么就要用别的办法,这就是现代棱镜望远镜所采用的棱镜转像系统.
棱镜具有这样的能力是因为它可以“弯曲”或者更科学地讲,在几个面之间反射光线.当光线以特定角度从玻璃（光密介质）射向空气（光疏介质）的时候,有一些会被反射回来,其余的射出去.要理解这一点,想象一下这我们在窗外看屋里的感觉.反射光线的比例取决于入射角和玻璃的折射率.折射率是用来描述玻璃对光线的折射能力的（等于真空中光速比玻璃中的光速）,它和玻璃的密度紧密相关.棱镜比较有趣的一个特性是在入射角大到一定程度的时候（这个角可以由玻璃的折射率算得）,从玻璃射向玻璃－空气交界面的光线会被全部反射回来而回到棱镜内部,这称为全反射,完美的内部反射.

二．保罗式望远镜的优缺点
保罗棱镜转像系统在理论上十分有效,因为四个反射面都可以产生全反射,光线没有损失,但事实上,廉价保罗棱镜望远镜所用的Bk7棱镜折射率接近能产生全反射的下限,所以棱镜中心反射很好,但是在边缘的一小部分光线无法产生全反射而“泄漏”出去.如果你观察出瞳光斑（举起望远镜,远离自己,观察目镜中的那个亮斑）就会发现,使用Bk7棱镜的望远镜出瞳光斑边缘存在阴影切边.
使用更高折射率的玻璃可以修正这个问题,使用Bak4玻璃的保罗棱镜转像系统效率可以达到同级最高,透光率达到90－95％.
另外保罗棱镜还有另外一个特性,由于光路产生了“Z”形的转折,保罗棱镜望远镜的外观也往往会变成此形状.入射光瞳和出射光瞳不在一条直线上,一般来说入射光瞳（物镜）会比出射光瞳（目镜）分开多很多）.用保罗棱镜望远镜来观察会改变我们习惯的透视感和体视感.一方面,距离感被压缩了,另一方面,立体感被增大.同理,保罗棱镜望远镜也会影响我们对物体大小和距离的判断.
正是因为以上原因,所以理论上说：
1. 优点： PORRO保罗式比同档次的ROOF屋脊式望远镜成像会更亮一些,对比度或者说成像硬一些.
2. 缺点： 保罗式的望远镜真实感会差,包括目标的大小和距离感都不如屋脊式好,另外一点很重要是体视感和操作感都不好.并且这是结构决定的,是无法通过其它调整进行改变的.
说到保罗式望远镜是必须提到一款非常优秀的望远镜,即使博士能LEGACY 经典系列,包括经典8X42,经典10X50和经典10-22X50三款.都采用高清镜片和非常好的镀膜技术,视野和清晰度都非常高,体积也非常小巧,这款是目前市面上唯一采用高清镜片的望远镜.这款是多年来一直是全球保罗式望远镜的销售王.在效果上远优于尼康阅野ACTION ST系列,和视得乐8X30系列比如5810,4405,4406等.如果喜欢保罗镜的人,建议可以看看,下图是博士能经典8X42:



三．屋脊式望远镜的优缺点

在望远镜发展的很早期就有了屋脊棱镜,它可以让出射光和入射光保持在一条直线上.它的镜筒是直的,距离感,体视感,大小感等也比较接近肉眼一些.
观鸟爱好者中屋脊镜的流行主要原因就是上面提到的保罗望远镜和屋脊望远镜成像的大小感不一.鸟在屋脊棱镜望远镜里面看起来会显得大一些,实际上并不是真的大一些,如果测量一个8倍保罗和一个8倍屋脊所成像,会发现大小一样.但是我们确很难让自己的大脑接受看到的实际是一样大的物体.我有一个朋友定量研究了此现象,他把感觉到的物体大小和物镜之间的距离联系了起来.在这点上,反向保罗棱镜望远镜,也就是物镜距离比人双眼距离还要近的望远镜,这个现象体现得尤为突出）
屋脊棱镜还有一些别的方面值得注意,在最常见的屋脊棱镜:施密特别汉棱镜中,有一个界面无法产生全反射,大部分光线会射出去而不是反射.所以我们必须把这个反射面镀成镜面.一个薄金属反射层可以让光线产生反射.开始用银,直到铝开始大量生产（铝的好处是不会像银那么快氧化而降低反射率）.大部分高级屋脊棱镜望远镜又回到银镀膜因为其反射率更高,对于充氮密封的望远镜,银也不易氧化.
不幸的是,哪怕是最好的银反射膜也没有全反射效率高,总会有些光线损失掉.镀铝的棱镜光损失可以达到15％,直到不久以前,屋脊棱镜望远镜的亮度仍然无法和保罗在对比中抗衡.
另外,当光从镜面反射回来的时候,其相位发生改变.我们可以把光波看成是一束呈现各个方向震动的波,当从镜面反射回来,它会被部分偏振化,在水平方向震动的波能量会更高一些.一部分能量（亮度）和一部分信息（分辨率）被损失掉了.当两束部分偏振化的光相遇互相干涉的时候,这种损失会更大.如果我们不采取任何措施,那么屋脊棱镜望远镜和同档次保罗望远镜比就会暗一些,成像软一些.前面提到了,观鸟者更喜欢用屋脊棱镜望远镜哪怕其成像要略差一点,因为它的透视感和操作感更好一些,屋脊式望远镜可以通过更好的镜片和镀膜技术,达到更好的通光率和清晰度,所以更昂贵复杂的屋脊棱镜望远镜被设计出来.
屋脊式望远镜非常成功的是博士能的奖杯234210和博士能精英620142ED. 博士能奖杯234210是连续三年全球高清级别望远镜销量冠军,采用60层高清PC-3镀膜.价格也不便宜,将近500美金.而博士能精英620142ED采用了真正的ED镜片和高清镀膜,是一款顶级的望远镜,售价不菲,在1500美金左右,喜欢奢侈品的人有时间可以看看这款.博士能奖杯234210,我认为如果你喜欢屋脊式的高清望远镜,这款有可能是最好的选择之一,毕竟比尼康户外M761效果好很多,如果给视得乐比,效果应该可以达到视得乐在国内售价6000左右的望远镜的水平.
下图是美国博士能奖杯234210：

四． 总结
1. 由于保罗式望远镜的成本低廉,并且亮度和对比度不需太多成本就可以做到比较满意的程度.所以2000元以内的中低端望远镜,保罗式是一个很好的选择.（如果您对望远镜的体视感,距离大小感要求准确,就不要选保罗式了）.2000元以上的高清望远镜,由于对品质的综合要求,保罗式就基本没有任何可选的必要.

2. 屋脊式的望远镜操作感和体视感会非常好,但是需要好的镜片和镀膜技术提高亮度,所以屋脊式的望远镜应该选2000元以上高清屋脊式望远镜.这种才是一种完美的组合.如果是选千元内的屋脊式,亮度是不能满意的,建议不要购买.