迎新送舊, TeleVue Nagler 31mm 與其它兩支長焦目鏡簡單比較

天氣回到正常陰沉沉的冬天面貌, 這幾天得以早早上床, 睡飽精神好, 看看書翻翻雜誌還可以做點器材小測試. 新買的 TeleVue Nagler 31mm 目鏡剛到, 荷包大失血, 只好忍痛賣掉心愛的 Panoptic 35mm 與 Pentax XL 40mm 彌補一下, 明早就要寄給新主人了, 雲層也很湊巧的破個洞, 二話不說架好鏡子, 簡單的做個比較... 其實星期天上午也測試了些.

測試比較的器材是 TEC 140 與 Baader 2" Click-Lock 天頂鏡
 

再見了... 心愛的 Panoptic 35mm

剛拆封寄來的 Nagler 31mm 時著實嚇了一跳, 怎麼會這麼大顆啊? 那個盒子跟面紙盒差不多大.

忍不住跟其它東西排排站拍照比較, 竟然比 Dyson 手持式吸塵器的集塵盒還大, 真是驚人.

重量當然也是份量十足, 快要一公斤了

現今目鏡視野越做越大, 別說 82 度了, 100 度, 110 度的比比皆是, 不過在同好眼中 Nagler 31mm 至今依然是長焦超廣角目鏡一方之霸. 在閱讀這支目鏡的相關評論時, 倒是有個很有趣的話題, 那就是著名的 Nagler 31mm "Ring of fire" 火焰圈現象, 講這麼威風, 其實應該就是色差啦. 在看日景時, 圍繞目鏡視場邊緣 field stop 有一圈顏色, 實際拿來看一下, 果然明顯, 褐黃色. 其它兩支目鏡沒有這個現象.

"Ring of  fire" 31mm Nagler T5 daylight use

另外一個發現是, 哇... 82 度真的好大啊. TeleVue 的目鏡我覺得設計最差的部分就是眼罩, Eye Relief 太短的就不說了, 太長的遮光又沒護好. 想想看, 如果你用長焦目鏡除了為了尋星以外, 最主要就是為了看深空天體, 看這些光微得不能再微的目標, 最怕的就是目鏡週遭雜光, 所以長焦目鏡的眼罩能不做好嗎? 我後來都是買 TeleVue 的 Eyeguard Extender 來用, 還不錯, 原先用在 Panoptic 上的也能移植到 Nagler.

Eyeguard Extender for Nagler 31mm

把眼罩全拉起來之後, 基本上居然沒辦法一眼看盡整個廣視野? 只好把軟眼罩折起一半, 用力看邊邊... 真的好廣角喔. 不過要做到如此廣角可是要付出代價的, 天下沒白吃的午餐. 個人覺得有兩項是比較容易查覺的 "代價", 一個當然是視場邊緣品質, 另一個是廣角長焦目鏡的宿命之一, 所謂的 "腎盂遮蔽效應" (Kidney bean effect).



圖引用: Bruce MacEvoy 的 Handprint 網站, 作者大方的提供內容可公開使用

 

我用下面這張圖試著說明一下, 不過小弟理論部分遜得要命. 如果有錯誤的地方敬請指正...

 

圖引用: Vladimir Sacek 的 Amateur Telescope Optics 網站

我們知道影像穿過目鏡之後會再度聚焦成像於一個平面... 事實上應該是一片有厚度的平面, 而不能光想像成一片紙般的平面, 我看書都稱這個平面為 "Exit Pupil"; 然後我們眼睛張開瞳孔是 "Eye Pupil", 當這兩個平面碰在一起, 當然就能看清楚成像了.

問題就出在那個 "厚度", 來自目鏡邊緣的折射通常比較大, 所以會聚焦在比較靠近目鏡的位置, 反之亦然. 因此由外而內折射來的光, 就會聚焦分布在眼睛看進去的縱深不同處, 越廣角越長焦的目鏡設計這個現象就越明顯, 意思就是聚焦成像分布的縱深就越長, 實務上就是當你在看廣角長焦目鏡時, 如果要每把視野每個部份都看清楚的話, 就得前前後後移動眼睛位置, 也就是說, 難以同一位置看到整個視野的清楚成像.


圖引用: Bruce MacEvoy 的 Handprint 網站


如果瞳孔張開位置如同上圖上半部畫的那沒問題, 但如果是下半部畫的那種情況, 可以發現下方 "部分" 藍線與黃線被擋住進不了瞳孔了, 於是視野裏被擋住的部分就黑壓壓一塊, 這就是所謂的 Kidney bean effect. 看日景時瞳孔小, 或是目鏡太長焦導致低倍出瞳徑過大, 這樣也容易出現 Kidney bean effect. 我在用 Panoptic 35mm 時就常發生, 越想看清楚視野邊緣就越往裏面看, 然後就突然冒出一個黑塊什麼都看不見 >"<.

這三隻目鏡我在日景下測試都會, Panoptic 35mm 最容易, 其次是 XL 40mm, Nagler 31mm 相較之下沒那麼容易出現, 不過它先天就比較短焦, 所以有些優勢.

另外就是視野邊緣的光學品質, 其實 XL 是 Pentax 老一代的產品, 真要比也該拿出 XW, 不過沒有要 "競賽" 的 "比" 啊, 只是互相參考一下. 看日景時比較難看出一些細微的像差, 不過場曲 (field curvature) 很明顯的話還是可以發現, 比如說 XL, 當電塔移到視野邊緣, 目標像質立刻劣化, 變形且模糊不清. 底下相片雖然焦沒對準... ㄜ, iPhone 手持拍攝... 不過視覺效果的確是這樣.

 

 

我看 Bruce MacEvoy 的 Astromical Optics 網站上把點光源的像差分成兩大類, 一類是聚焦有關的 (errors of focus), 像 球差, 縱向的色差, 失焦當然算, 還有就是場曲以及目鏡的球差現象; 另一類是與放大有關的 (errors of maganification), 像 彗差, 畸變, 橫向的色差; 而畸變與場曲的綜合又影響像散差 (Astigmatism).

 

回到場曲, 場曲顧名思義就是整體成像無法在單一平面上全部都對到焦, 沒對到焦的當然就模模糊糊, XL 40 的週邊視野看起來就像下圖左邊那個. 而 TeleVue 的兩顆在日景下視野邊緣影像依舊銳利.

 

圖引用: Bruce MacEvoy 的 Handprint 網站

白天比完比晚上, 目標先拿金牛的畢宿五後來用遠方的路燈, 分置目鏡視野上下左右, 然後恰恰移出視野外, 觀察目鏡的內消光程度. 漏光越大越高分, 5 分最糟的話, Nagler 31 是 0.25 分, XL 40 是 0.75 分, 而 Panoptic 35 是 0.5 分... 必須要拉齊一下上次的比較結果. 但坦白說, 比起像 XW, XO... 等專業的行星目鏡, 還是大大比不上啦.

星點在視野內的畫質, 這次沒有這麼仔細分 50%, 75%... 去比, 而是大致觀察成像從哪裡開始迅速劣化. 表現最好的是 Nagler, 星點幾乎要到最外側的 5% 範圍才發生朝兩側拉長的形變; Panoptic 大約是最外側的 10% 範圍; XL 可能外側的 25 ~ 20% 範圍就開始變形, 除了明顯的正畸變以外也觀察到彗差以及早上發現的場曲.

畸變一般是說因為視場每個光點的放大倍率不等, 常看到的情形就是星點被橫向或縱向的拉長變形, 如下圖所示,

圖引用: Bruce MacEvoy 的 Handprint 網站

正的畸變 (positive distortion) 又被叫做直線型的畸變 (rectilinear distortion), 就像來自一個平面的光源投影到一個球體表面, 球體邊緣的光影被拉長, 一般在看日景時比較忌諱這個, 因為邊邊的直線變往外擴的曲線. 而負畸變 (nagtive distortion) 又被叫做角放大畸變 (angular magnification distortion), 相反過來就像來自球體表面遠近不一的光源投影至一個平面, 邊緣投影過來的光源比較遠, 所以就縮小, 而中間的比較大. 這個對天文觀察就比較討厭, 因為影響到角距, 比如說雙星, 擺在中央與擺在邊緣看到的角距就不同, 甚至圓盤狀的行星在視野中心是圓的, 擺在視野邊緣就變成橢圓的. 所以一般目鏡製造商會想盡辦法去除這個負畸變, TeleVue 公司就號稱其 100 度的 13mm Ethos 的負畸變不會超過 1%. 不過好玩的是從數學公式看起來, 正負畸變不可能同時消除, 想要降低負畸變就得提高正畸變. 因此我在三隻目鏡都有看到程度不一的邊緣星點被放大拉長的正畸變現像.

至於負畸變我是打算找一組比較接近的雙星來作視野中央以及邊緣的比較, 看看雙星的分開角距是否有變化? 可惜雲已上來, 只剩一小塊天空有星星, 唯一找到的雙星分開我估計可能有 3~40 arcsec, 太開了一點, 除非變形變很多否則可能看不出來. 結果 Panoptic 最好, 不但完全沒變化, 而且很輕易就看到, 視野邊緣星點比 Nagler 還銳利, Nagler 也不錯啦, XL 就真的不行了, 快到邊緣 15% 處連星星都快看不見了, 可見場曲的殺傷力還真大.

是不是很無聊? 沒星星看, 現在連路燈, 電塔都能看了...