簡易無限遠校正器兼短焦測焦器


有些自己玩拆鏡的人常常對調整無限遠的問題很頭痛,因為有空玩拆鏡可能是在晚上下班以後,但是晚上玩拆鏡就會碰到要校正無限遠的時候找不到標的來調整無限遠。因為晚上遠處的大樓都很模糊,不如白天清楚,即使可以作為調整的標的,但是有時總會覺得沒把握。

如果玩天文鏡想自己組目鏡的人也常常組了目鏡,但是搞不清楚焦距到底是多少。因此就介紹一個簡易的調整器兼做測焦長的工具。

這個東西並不是筆者發明的,這種東西正式的名稱叫做光學準直儀,但是自己做無法那麼精密,所以只能做到原來準直儀一部份的功能,所以我不敢把它叫做準直儀。可是為了寫資料的方便,先把這個器材稱為準直器吧,但是各位要注意其實它不能去做【準直】的工作。

整個的結構包括一個透鏡,一個靶標,一個光源。其他的部份只是把這三個主要零件組合在一起以便方便使用而已。各位可以發揮自己的想像力以及配合自己的需求來設計。

其實目前玩生存遊戲用的瞄準器、一些天文望遠鏡用的內紅點瞄準器也是類似原理,只是靶標改為很小的紅色光點,將紅色光點調在透鏡的焦點上,那麼經過透鏡看紅點的位置其實就類似在遠處,就可以來瞄準了。那種玩具大致上是用紅色 LED、透鏡、電池等來組合。

靶標的部份,如果只是要校正無限遠,那只要在靶標上畫幾條縱橫交錯的清楚線條就好。

如果要作為測焦距的工具,則靶標上需要畫一個圖案,圖案的長度為透鏡的十分之一。為何要十分之一?後面會說明。

靶標的顏色可以隨便,但是如果怕透鏡有色差,可以將圖案設計成只有紅黑兩色,這樣就可以減少色差的影響。

先說透鏡,透鏡的部份因為不是真正做準直儀,所以找個薄透鏡就可以,沒有消色差也沒關係,找不到薄透鏡,找個放大率比較低的放大鏡也可以,焦距大約是要校正鏡頭的焦距的兩倍以上。如果要校正長鏡,但是找不到鏡片,也可以到眼鏡行買老花眼鏡,但是要請他們磨小一些,否則焦比太大色差以及球面差會比較嚴重。至於老花眼鏡的焦距如何計算呢?用以下的公式就可以計算了:

度數 = 100×(1/f)    f:焦距(以公尺計)

但是有一點要注意,透鏡焦距長一點,以後可以校正更長焦距的鏡頭,一般看要求啦,要求不高的話,可以校正大約透鏡焦距 1/2 焦長的鏡頭,要求高的話,大概只能校正 1/3 焦長的東西。正規的準直儀有些準直透鏡的焦距可以達到 2 公尺。

這樣說來,也許您要問,那 200~500 的那種長鏡怎麼辦?我的建議是那種東西不要用自製的器材來校正無限遠,不是技術上不可行,而是那要找很長焦距的準直透鏡,一方面不好找,一方面做起來體積太大,還不如用遠方的高樓去校正比較實際些。當然如果您想挑戰的話,還是一樣,再長的準直儀,也不過就是透鏡、靶標、光源的組合而已。

透鏡安裝時可以用兩截塑膠管來裝,分成兩截是因為焦距不容易算的那麼準確,所以做成可以調整的,調整機構向左圖即可,外管鋸一條斜的縫隙,將一個螺絲固定在內管上,轉對外管就可以調整。整個管子的長度,最短時可以調整到比透鏡的焦距還短,這樣才好安裝靶標。

載台部份我是用木板配合兩個夾子,夾子是開會時掛在脖子上使用的名牌零件,開完會名牌沒用了,又不回收,丟了可惜,把夾名牌的夾子拆下來用螺絲鎖在載台上剛好可以夾靶標。當然正規的準直儀靶標是可以更換,而且可以 X、Y 雙軸移動以便將靶標對準準直鏡的中央。

這是載台背面,用L型的鋁板鎖在台座的背板上。

這是背板以及底座,底座的夾子是可以夾一片白紙來反光用的。當然不用反光也可以,也可以找個光源放在這個位置來作為靶標的照明。要改造成聚光鏡、反光鋁箔等等,悉聽尊便,只要能照亮靶標就好。

這是背板的背面,上方的螺絲孔是腳架孔,預備以後可以安裝在腳架上橫著用。

這是完成後的照片,因為靶標與反光紙都是夾住的,所以不一定要直著用,也可以橫過來用。

零件作好安裝完畢以後,調整透鏡是靶標剛好在透鏡的焦點上,要怎樣調整呢,找個長焦鏡,最好焦點與上方透鏡的焦距接近或大些,先長鏡頭裝在相機上,對著真正遠方的物體,將焦點調到無限遠,看無限遠的標記在哪個位置,因為有些鏡頭無限遠的位置並不一定會剛好準確。調好位置要記好,然後放在準直器(姑且先這樣稱呼吧)上方,如左圖,調整準直透鏡,不要調整相機鏡頭,調到在觀景窗中清楚看到靶標合焦為止。此時將準直器的透鏡位置固定,這樣靶標就剛好在準直鏡的焦點位置了。

如果將準直鏡固定好以後,就可以使用了。將要調整的鏡頭裝上相機放在準直鏡的上方,正常的話調在無限遠應該在相機的觀景窗中出現清晰的靶標影像,如果靶標不清晰,表示該鏡頭的無限遠的位置不對,需要校正。

如果要作為量測鏡片焦距的工具,則將相機換成鏡片、鏡頭或是目鏡、鏡片組等等,然後在目鏡或鏡片組的再上方放一個目鏡,目鏡中要有另一個微尺,這個微尺的刻度要與實際尺寸的刻度相同,可以在電腦上畫等間距的線條,再用軟體以及印表機,將刻度印在透明片上,透明片就是幾年前做簡報的那種透明片,要買噴墨用的,當然用雷射印也可以,反正用噴墨或雷射來印,印出來的尺寸要算一下,在 1 公分的長度間要有 10 格,這樣就可以當尺用,當然每公分有 20 格更好。將微尺固定在放大鏡的焦點處,透過上方的那個目鏡或者高倍率放大鏡就可以看到微尺的刻度。

前面說靶標中要有一個長度為準直鏡焦距十分之一長度的記號,這個記號此處就會用上,如左圖般放好,因為靶標位於準直鏡的焦點處,因此可視為在無限遠處,要測焦距的鏡片組放在上面,靶標的影像就會在此鏡片組的焦點處成像,依據成像公式,原來靶標的記號長度也應該是透鏡組焦距的 1/10。用放大鏡看這個靶標像的時候就可以用放大鏡裡面的微尺來量度影像的長度,因為微尺與實際的尺的刻度是一樣的,所以如果靶標的影像在放大鏡中看起來是 8 格,那就表示透鏡組的焦距是 8cm。

如果要量測的是目鏡的話,微尺刻度最好做成 20 格,因為目鏡的焦距大概都是 6mm~50mm 之間,甚至還有 4mm 的,微尺刻度不夠細的話,會不好用,不過大概自己無法去組 10mm 以下的。


D.T. Tang 製作

本頁最後修改日期: 2006/2/26

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