什麼樣的望遠鏡是一只好的觀鳥望遠鏡（bird worthy binoculars)
better view desired and simpson optics
funder譯（有刪改），轉貼請註明原作和譯者傳統**刊載需作者和譯者同意
譯者注：觀鳥愛好者在這個世界上是對望遠鏡要求尤其是光學質量要求最苛刻的一族，由於此，望遠鏡廠商們都在觀鳥望遠鏡上投入了巨大的精力。可以說，在50mm口徑以下的望遠鏡中，觀鳥望遠鏡代表了當今望遠鏡製造的水平，是最頂級的望遠鏡。
但是使用者們似乎還遠未滿足，更高階的機種仍在在開發中。從這篇文章我們可以對現代的望遠鏡技術有一點初步認識，雖然不一定適合我們的國情，但是其中所提到的望遠鏡質量的各方面因素對我們挑選望遠鏡,認識望遠鏡都很有幫助。
對於乙個觀鳥愛好者，望遠鏡在野外的表現可以歸結為三條：影像質量，易用性/手感，以及防水抗造效能。完美的觀鳥望遠鏡應該表現出鳥類的真實細節和顏色，就和看我們眼前的鳥一樣，不管是在何種距離和何種光線條件下。
你可以整天帶著它們而不覺得精神和肉體上的疲勞。在雨中，或者意外浸水的時候，在劇烈的溫度變化的時候，在各種可能遇到的碰撞和振動應該安全無礙。最後，這只望遠鏡應該還是你能買得起的，雖然我們這篇文章不會談到**的問題。
1.成像質量
成像質量由以下因素決定：
做工和材料；高質量的成像需要高質量的材料和精密的加工技術（包括嚴格的質量控制），沒有別的比這更重要的了！此外，好的成像需要複雜的光學設計，需要比較多的鏡片數量（多片的物鏡和目鏡）。最好的望遠鏡裡面有更多的鏡片，更昂貴的光學材料，更多的光學表面，這些都必須精密地加工。
所有這些鏡片必須精確地安裝而且要牢固可靠，不會由於振動而移位。所有移動部分必須平滑而且精準，不管是新出廠還是已經使用了多年。所有這些都使其成本更高。
目前來看，乙隻真正高質量的的普羅稜鏡望遠鏡大約要250美元以上，但是對於採用更複雜的屋脊稜鏡望遠鏡來說，同等質量的望遠鏡**要在700-1000美元左右（我們在這裡忽略了耐用性，一般來說屋脊稜鏡望遠鏡要更耐用些。當然250美元價位上的各種望遠鏡效能差異要比1000美元產品之間大得多。
物鏡口徑：物鏡的直徑大小，以公釐為單位，即7×35中的35和8×40中的40。在質量相同的情況下，物鏡越大，越能幫助看清細節。
……（作者在這裡解釋了衍射解析度和口徑的關係,從略）……，從理論上講，口徑越大，解析度就越高。不過，物理上通用的「瑞麗判據」對於像鳥這樣的面物體並不是很適用。
同樣，物鏡口徑越大，集光的能力就越強。眼睛對光線的能量作出反應，進入眼睛的能量直接影響到我們分辯細節的能力。一般來說，口徑越大，進入眼睛的能量越多，越有助於分辯。
更多的細節，更多的光線……這都需要更大的口徑，但是，高質量的小物鏡即便是23mm也可以在野外提供令人驚異的滿意圖象，特別是白天光線良好以及距離較近的情況下。對於普通的野外觀測，30-35mm已經可以提供足夠的細節表現，除非是在極端惡劣的光線條件下。事實上，在通常的觀鳥距離上（40-60英呎），幾乎所有的望遠鏡都看起來不錯（只有直接互相對比才能分出優劣）。
如果需要各種條件下都有很好的表現，那麼就需要40-50mm口徑的物鏡（所謂「全尺寸」，20-29mm為「口袋尺寸"便攜望遠鏡，30-35mm為中尺寸望遠鏡，譯者注）在三種條件下需要全尺寸的望遠鏡：
距離超過150英呎，特別是像麻雀那樣尺寸的小型鳥類，大物鏡可以顯出和小口徑的不同。這並不是簡單的解析度的問題，儘管解析度可能有些作用。你可以在這個距離看到更多的顏色，大口徑物鏡匯聚了足以刺激顏色感覺細胞的能量，而小口徑望遠鏡看起來就稍微發灰。
當光線不足距離又遠時會更明顯。應該說這種差距在短距離上也是存在的，只是不是那麼明顯罷了。
當你觀測暗黑的樹林中時，特別是一部分的視野在光亮中，大物鏡有助於分辯暗光部分物體細節（解釋從略）。
最後一種情況，是在黃昏，黎明等光線不好的條件下。儘管這種條件在別的地方往往被當作大口徑望遠鏡的主要優勢，其實卻是最不常碰到的。在中等距離上，好的23mm望遠鏡表現和50mm望遠鏡差不多，大口徑望遠鏡的優勢只是體現在：
50mm的望遠鏡可以在黎明時候早觀測5-10分鐘，黃昏時能夠多觀測5-10分鐘，或者可以在稍遠一點的距離上觀測到同樣的細節。
對於手持望遠鏡的倍數（7-10倍）來說，大於50mm的物鏡口徑已經很難提供更多的細節了。（從理論上講，乙個完美的8×，30-35mm 望遠鏡可以提供所有的細節，但事實上，在試驗中發現，當今只有兩隻此級別的望遠鏡能夠接近這一目標，在同樣條件下，大口徑望遠鏡總會看起來好一些，所以我們需要超過30-35mm的口徑可能只是為了克服現在望遠鏡技術的侷限？）
鍍膜技術:鍍膜對影像亮度和銳度的影響幾乎和鏡片本身一樣重要。每乙個玻璃表面都會反射原本應該透過的光線。
這些光線在鏡筒內部和鏡片之間反射就會破壞圖象的顏色，細節，反差。單層鍍膜（c）通過在玻璃表面鍍上一層氟化鎂減小反射光，全表面鍍膜表示在所有表面鍍有增透鍍膜，這對影像的反差有不小改善。多層鍍膜（mc）表示在某些表面鍍有多層鍍膜，反差會更好一些。
全表面多層鍍膜（fmc）表示在所有的鏡片表面都鍍有多層鍍膜。某些廠商比如萊卡，即使是在最高檔的望遠鏡上的最外鏡片表面仍然使用了單層鍍膜。據說是因為專門設計的單層鍍膜更加耐久可以防止擦傷，而且最外乙個表面反射出去的光線不會明顯影響圖象的反差。
他們的理論我沒有辦法去驗證，因為我沒有辦法得到符合條件的兩隻別的方面一樣的望遠鏡來測試。所有這些差別並不是絕對的，同樣是mc，c，或者fmc，有些望遠鏡就比別的鍍膜要更好一些。最好的fmc 8×23便攜望遠鏡看起來比鍍膜較差的7×35望遠鏡更亮，更銳。
好的鍍膜同樣可以增強望遠鏡在觀察暗影中物體的能力。有些望遠鏡在這些方面做得很好,30mm的望遠鏡可以達到普通40-50mm公釐望遠鏡的能力。
殘餘像差：變形是最明顯的像差之一，但是危害最小。我們都希望有平坦，無彎曲的圖象。
要達到我們的這個希望確實是對工程師的考驗。在很多望遠鏡中，甚至包括某些最昂貴的機種，你都能發現我們技術上的侷限（或者是在人們能夠承受的**範圍內所能做到的侷限）。在某些望遠鏡中，特別是廣角設計的望遠鏡中，要想達到**和邊緣同時聚焦是不可能的。
如果調焦使得邊緣清楚了，那麼**部分又會模糊，這就是場曲，也是最常見的一種像差。
同樣，在邊緣有時候會出現凹陷或者凸出的現象，在視場邊緣觀察乙個直線物體很容易發現這一點）。這和把球形的地球展開成平面的地圖有點類似，當我們這樣做時，邊緣就會有一些變形。確實有極少數很特殊的望遠鏡可以做到視場很大而且邊緣變形極小，但是這些望遠鏡**在2000美元以上而且有3-5磅重。
有些特殊設計的天文望遠鏡用目鏡可以也做到這點，重量和體積都和一大罐罐頭一樣（例如televue著名的nagler type 5 31mm，直徑有88mm,一公斤重，譯者注）。你能想象把這種目鏡裝到手持望遠鏡上面麼？即使裝上了，**呢?
況且這些像差有那麼重要麼？最好的望遠鏡總是在消除變形和體積，重量，**之間尋找著平衡，只要中心部分基本完美，邊緣的一點變形不算致命。畢竟人們總是把目標放在視場**觀察。
但是，像散卻是不可忽視的，像散廣泛存在於光學器材中，對成像質量影響要嚴重得多。需要更多的研究和注意。像散的原因是從物鏡折射過來的光線不能完美匯聚於一點。
設計者花了巨大的精力和經費來補償像散。
像散主要有三種：
最常見的是色差，透鏡折射光線的同時由於不同顏色光的色散率和折射率不同而沒有辦法匯聚在乙個焦點上。如果要讓黃色的光匯聚在焦點上，那麼紅色和藍色的光就無法匯聚，於是物體邊緣就會有紅藍顏色的鑲邊。幾乎所有的望遠鏡都使用了消色差鏡片，一般是由兩片不同光學玻璃構成的，可以把兩種特定波長的光匯聚在乙個焦點上，這是乙個顯著的進步，有了它，我們才有今天可以使用的望遠鏡，當然還有少量色殘餘色差無法校正（或稱為二級光譜）。
更進一步，還有可能使用一些昂貴的光學材料比如ed，sd（超低低色散玻璃），螢石等以及複雜的光學設計例如多達5片的物鏡，讓三個波長以上的色光匯聚在乙個焦點上。這就是所謂的復消色差（apo）以及超消色差。市場上確實有少數採用了ed光學玻璃的產品來減小殘餘色差（比如celestron和swift就有一些標註了ed的望遠鏡，萊卡也有此類產品，但卻沒有在廣告中加以說明）。
所有這些產品都沒有敢宣稱自己做到了復消色差，而且他們確實也沒有做到（譯者注：takahashi的螢石望遠鏡22×60號稱自己復消色差，而且確實是真正的復消色差）。ed玻璃的使用確實減小了色差，不過卻沒有完全消除。
從我的觀測經驗來說，有所進步，不過不很明顯。最大的區別是反差有所提高，這並不奇怪，因為一些失焦的光線被消除了。更仔細的觀測可以發現，其色彩更清純，而普通望遠鏡與之相比總是會把色彩搞得稍微渾濁一點點。
另外ed玻璃的望遠鏡有助於分辯色彩的細微過渡。
第二種像散到最近才引起望遠鏡廠商的重視，這就是球差。普通的望遠鏡鏡片表面是球面的，從理論上講，球面是無法把鏡片上每個點的光線都匯聚到焦點的（可以理解為，球面只是一種理想鏡面的近似，但是由於非球面加工很困難，所以只能加工成球面）。同樣，球差也會使得成像稍微渾濁而損失一些細節。
解決的方法是至少在乙個光學表面上加工成非球面的複雜形狀，這樣就有可能使得邊緣的光線和中心一樣準確聚焦。這在天文中的施密特望遠鏡中最早應用。尼康在某些型號便攜望遠鏡中使用了這種技術，從效果上來看，確實提高了反差和亮度，呈現出更高的解析度和圖象質量。
在使用中感覺到，這項進步是明顯的，可以看到比別的同規格望遠鏡更多的細節，甚至有很多更大口徑的望遠鏡也要甘拜下風。
最後一種像散是彗差。當乙個星點在視場**成像時是乙個點，但是偏離**後就會在背離中心的方向拖出乙個象彗星一樣的尾巴，越靠近視場邊緣就越厲害，這種像散叫做彗差。在現代光學設計中彗差得到了有效的控制，但是即使在昂貴的高檔望遠鏡中，在視場邊緣仍然可以發現由彗差引起的輕微模糊。
但是不要把彗差和場曲混淆，彗差無法像場曲那樣通過調焦消除。
需要指出的每一片鏡片都對系統總體的像差有著影響，目鏡往往要比物鏡對像差的影響還要大。不精密的稜鏡角度和表面精度也會引入像差。考慮到這整體設計的複雜性，我們應該為今天望遠鏡的表現而驚嘆。
當嚴格檢驗望遠鏡的解析度的時候，你會發現它可不是把檢測圖表上面兩條細線分辯出來那麼簡單。在這種檢驗時，也許兩隻望遠鏡有同樣的解析度，但是卻在成像質量上有著巨大差異。其中的乙隻可能看起來發灰而且線條模糊較之另乙隻。
我認為這就是由像散引起的，主要是球差和彗差。同樣，我認為在使用中，這種差異也是存在的，像散控制好的望遠鏡總是看起來要銳利一些。我期待著在未來十年中非球面加工技術能夠廣泛應用於望遠鏡的製造而帶來的一次革命。
我期待著這種進步就像我們經歷的從單層鍍膜到多層鍍膜，或者如同phase coating(相位校正鍍膜）引入屋脊稜鏡製造而帶來的進步一樣，甚至更多一些！
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