目鏡的組裝

關鍵字:自製天文望遠鏡、組裝天文望遠鏡、目鏡、DIY

最簡單的目鏡

在目前而言,如果有固定的收入,買一個目鏡不算太貴,大約 2000 元左右就可以買到,但國內不好買,要找一下。國內目前已經有不少店家賣望遠鏡目鏡,請看一下有關資源尋求的章節或者用搜尋引擎找一下就有了。國內比較貴,國外很便宜,如果不急可以等國外旅遊時再買。

此外顯微鏡的目鏡其實構造與望遠鏡的類似,也可以代用,沒什麼大差異,當然比較專業的人會考慮,顯微鏡目鏡在光學結構的設計上還是有一些差異。但是比較重要的是顯微鏡目鏡直徑比較小,不過這可以解決,用自黏貼紙或膠帶纏幾圈直徑就變大了。

以前窮學生時代自己組了好幾個目鏡,有的性能相當好,其實組目鏡本身就很好玩,因為無法預期效果,常有開獎的樂趣。目鏡的組裝與折光鏡物鏡的組裝很類似,但是目鏡比較小,鏡片也很小,有時不是很容易裝,所以要先練習裝物鏡,再裝目鏡。

基本上目鏡要找到合適的管子不容易,筆者以前窮學生時代是用厚紙板,厚紙板好加工又便宜。

在前面的資料中已經談到自己可以組的目鏡一般只有兩種,就是朗式目鏡以及惠更斯型,其他的高級目鏡要勤跑舊貨攤,或是碰運氣,如果能找到舊的雙筒望遠鏡,目鏡拆下來就有一個 K 型目鏡、一個尋星鏡、以及另一個尋星鏡的物鏡。筆者以前在舊貨攤花了三百元買了一個舊雙筒望遠鏡,拆解後,現在有一個單筒的小望遠鏡、一個尋星鏡,拆下來的正像稜鏡組合改裝成正像鏡。

鏡片的固定

圖 1 最簡單的朗式目鏡組裝

圖 2 改良的朗式目鏡

朗式目鏡或是惠更斯型目鏡都是兩片,很容易裝,不過鏡片要找剛好的並不容易。要固定鏡片有兩種方式可以參考,如果鏡片夠大,就像圖 1 那樣裝。但是如果鏡片太小,就要像圖 2 那樣裝;如果兩片鏡片都小,就都像圖 2 那樣裝。右方的有圓孔的遮片,是調整射出光瞳的,開口不要太大也不要太小,多少才合適,要實際試驗一下,一般不要小於 7mm,因為那是瞳孔最大直徑。也不要大於 1cm。

一般而言惠更斯型的目鏡比較適合用在焦比大的物鏡,如果買到的物鏡焦比是 10 以內的話,用惠更斯型效果比較差,不過反正自己組的,如果要求不是很高,還是可以用的。

如果怕鏡片脫落,或像圖 2 一樣必須用到膠水,最好用白膠,也就是常稱為南寶樹脂的那種黏膠,因為白膠泡了水就可以剝落,不會傷到玻璃鏡片,裝壞了還可以重新組裝。

整個鏡片組的外徑以及望遠鏡筒的目鏡座內徑要量好,最好符合市售目鏡的規格,免得哪天買了正規目鏡,結果目鏡座又不合用。

一般市售有一種放大鏡,是由兩片平凸鏡組成的,可以用來改裝為朗式目鏡,但是一個那樣的放大鏡要幾百元。

目鏡焦距的測試

目鏡的焦距在組目鏡時是可以預估的,計算如下:

E.F.L:有效焦距

f1、f2 :各單鏡片的焦距

d:鏡片間距離

但是實際上 d 並不好算,因為透鏡有厚度,而且非對稱透鏡的起算點並不見得在鏡片表面,所以要從哪裡量才是鏡片距離,其實很不容易。不過還是可以估計一下,總不至於差太多;可是真正的焦距要如何量測呢?其實很容易,找一個已知焦距的長焦點透鏡,對著遠一點的景物,一般超過焦距五十倍以上就算遠了,看某一物體的成像大小,記錄起來,再用組成的目鏡看成像多大,比一下就可以了,成像大小是幾分之一,焦距就是幾分之一。

消色差的目鏡

圖 3 消色差目鏡組合

圖 4 自組的高級目鏡

要找消色差的目鏡要靠運氣,有時可以在舊貨攤找到儀器用的目鏡零件,但是可遇不可求。另一個目鏡的來源是舊相機,要單焦點的,最好是廣角的,焦點比較短;變焦的鏡頭則太複雜不好用。單眼相機的也不好用,太大了,要找傻瓜機的鏡頭,但又不能太傻瓜,太便宜的傻瓜機有時鏡頭只有一片,那是彎月型透鏡,只能留著看能不能組成改良惠更斯型。

用舊相機鏡頭必須配合一片場透鏡,視野才會大一些,組合的原則大略像下圖,但是實際上還是要看找到的鏡片而定,要實際組一下才知道效果,這就是好玩的地方,有時會有意外成功的樂趣。

場透鏡一般用平凸鏡,如果平面向外效果不好,可以反過來凸面向外,反正多試一下。

圖 4 是一個儀器裡的零件組成的目鏡,鏡片結構相當於 plössl。

如何判斷目鏡品質

圖 5 目鏡檢測標靶

自組的目鏡品質好壞要如何判斷呢?其實很簡單,在白天可以對著一個物鏡看視野中的影像是否清晰,如果由中心到邊緣都清楚,就是可以用的目鏡,但是有一個先決條件,就是物鏡要夠好,否則成像本來就模糊,當然永遠不會有清晰的目鏡影像。

除了看物鏡中的影像以外,還有其他的方法可以判斷目鏡好壞,一個方法是在一張紙上畫方格子,另一個方法是在黑紙上用針刺一些小孔,但要排整齊。用目鏡貼在這兩種紙上看所呈現的影像是否由中心到邊緣都清晰,方格有沒有變形,如果清晰度夠,變形也不嚴重,就表示目鏡組成功了。

視野環

圖 6 找目鏡的焦點面

圖 2 中的視野環有許多用處,可以擋掉一些邊緣的雜亂光線,或者擋掉視野邊緣像差比較大的部份,看起來比較舒適。視野環一般可以裝成可以拆下的,這樣在清理目鏡時比較方便。視野環要裝在目鏡的焦點面上,焦點面可以實際用眼睛來量測,如圖 5,用目鏡當成放大鏡一樣,能看得清楚的最遠距離就是焦點面。此外,看目鏡筒內壁上毛屑最清楚的地方,就是焦點面。


本頁最後修改日期: 2007/6/5

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