[资料整理]如何调整望远镜光轴

折返调整光轴

http://www.bobsnobs.com

关键点
1)先从低倍开始，找天空中比较亮的恒星，焦点不要对实，这样就会出现下图所示的衍射环;

2)调整副镜的三个螺丝，主要要先松开其中的一个螺丝，然后再旋紧另外的2个螺丝，直到衍射环成为同心圆。注意调整的幅度不要太大，一般每次旋螺丝大概45度就可以了。

3)然后再换上高倍继续调整。

4)最后再固定好。

白天的时候可以采用CCD＋人造星点，做更精确的调整，不过通过上述4步的调整，目视基本上没啥问题了，一般的摄影也可以，精度稍微差些，一般可以满足需求。

牛反：

http://www.astron.sh.cn/ASTRONOMY/telescope%20home/article/ali_refl.htm

牛顿式反射望远镜光轴的校准

很多爱好者在使用反射式望远镜，特别是近年来越来越多的爱好者开始使用大口径、短焦距的抛物面牛顿式反射望远镜。说到望远镜的光学质量，人们比较关心的是主镜的口径及表面精度，而对于是否将反射镜的整个光学系统调整到最佳状态，似乎并没有给予足够的重视。我根据最近的一些实践经验，参考了网上的一些相关文章，把自己的体会写成此文。 反射望远镜光轴校准的重要性：     如果你拥有了一架反射望远镜，并且主镜是抛物面的，当你满怀希望投入观测，却发现像质平平，甚至恒星都不能聚成一个点，这个时候先别急着换镜子，你拥有的可能是一架很不错的望远镜，问题仅仅出在镜片装配上，经过对光轴的重新调整，望远镜里展现出的可能是完全不同的景象。 抛物面反射镜的成像有个特点，在光轴上成像很完美，没有像差，但离开光轴就会有明显的彗差（星点带了小尾巴）。在光轴上，使用一般视场的目镜，视场中心的星点是很锐利的，实际上视场边缘的像差也不易察觉。而如果在光轴外，整个视场中的星点可能都不实，而且离光轴越远这一点越严重。 怎样才算调好光轴了？     反射镜的光学系统中有两个光轴：主镜（物镜）光轴平行于主镜筒的轴线，经过副镜（小平面镜）；目镜光轴垂直于主镜筒轴线，也经过副镜。当两个光轴都经过副镜上的同一点，且被副镜反射后二者完全重合，也就是成了一个光轴，那么光轴就算调好了。 在缺乏检验手段时，可以通过实际观测来判断光轴是否调好。找一个大气宁静度较好的晴夜，用望远镜的最高倍率（用毫米表示的主镜的直径数）看一颗恒星（如果没有赤道仪则可以看北极星）。把星点放在目镜视场中心（以减少目镜带来的像差），仔细调整焦距，从焦点外调到焦点，然后调到焦点内。如果光轴调整没有问题，可以看到如下图所示的从左到右一系列图象（图中的圆环是光的衍射引起的，散焦后实际上还会看到副镜及其支架的影子，图中没有画出）。

在焦点上星像是否凝结得很实、很细、很锐利，散焦后衍射环是否是同心圆，这些都反映了望远镜的像质。如果散焦后可以看到几圈衍射环，但不象上图中那样完美，四周均匀地带有一些“毛刺”，这说明反射镜面的精度稍差，但光轴调整的还是好的。如果散焦后星点变成了一个小的扇形，而且在目镜视场中移动星象，扇形的发散方向不变，这说明望远镜的光轴需要调整了。

光轴调整步骤及辅助工具 光轴调整可按如下步骤进行： 调节目镜调焦筒使之垂直于主镜筒轴线 调节副镜使之位于主镜筒轴线上 调节副镜使之位于目镜调焦筒正下方 调节副镜指向，使目镜光轴经副镜反射后指向主镜中心 调节主镜指向，使其光轴与目镜光轴重合   以上只是调光轴的大致方法，具体操作的过程中会有一些问题，有时很难控制精确度。这里首先介绍几个辅助工具： 带双十字线的窥管： 管的外直径同目镜接口直径，管的一端加盖，盖的正中心挖2mm直径的圆孔，管的另一端用白色棉线对称地拉上双十字线，两线间距3～4mm。管长用如下方法确定：从目镜调焦筒中放入窥管（窥孔在外），窥孔一端与目镜调焦筒外端口平齐，双十字线一端距副镜20～30mm。 做窥管的材料不限（如果你使用的是31.7mm目镜接口，可以考虑用柯达胶卷的黑色包装盒来做窥管），关键是插入目镜调焦筒后要稳固，不能晃动太大。双十字线要拉正，相交处的小正方形与窥孔的连线应该是目镜调焦筒的轴线。 主镜中心定位点 剪一片直径5mm的黑纸，用两面胶准确地粘在物镜的正中心。（因为主镜的中心区域并不参与成像，所以这个黑点不会有负面影响） 主镜筒开口处十字线 在主镜筒开口处用粗线拉十字线，要求两线相互垂直，交点过主镜筒轴线。（在主镜开口处拉上十字线可能会影响对副镜的操作，所以最好标记出十字线与镜筒的四个交点的位置，觉得十字线碍事时可以先把它拆下来，必要时再重新拉上。） 这三个工具制作并不复杂，但你很快会发现它们很有用。借助它们，现在我们可以开始一步一步地调整望远镜光轴了。 预调主镜指向     取下副镜，调节主镜后面的螺栓，直到从镜筒开口前看过去，十字线交点、物镜中心黑点、十字线交点在物镜中所成的像三者成一条直线时，表明主镜指向基本正确。（下面专门有一步是调主镜的，预先加这一步操作可以使下面的操作更容易。） 调节目镜调焦筒使之垂直于主镜筒     将窥管装入目镜调焦筒中，从窥孔中观察，可以看到从窥孔到双十字线的连线（实际就是目镜调焦筒轴线）再延长，会与主镜筒壁交于某一点，标记出这一点，用尺子测量其位置，再参考目镜调焦筒在镜筒的位置，我们就可以判断出目镜调焦筒是否与主镜筒垂直。 调节副镜使之位于主镜筒轴线上     取下窥管，装上副镜，大致调节副镜指向，使眼睛从目镜调焦筒中可以看到经副镜反射所成的主镜的像，同时也应该可以看到副镜和十字线经两次反射后所成的像。从这些像中我们可以看出副镜和十字线的相对位置，如果副镜的圆心和十字线交点重合，说明副镜位于主镜筒轴线上，否则就需要做相应的调节。 调节副镜使之位于目镜调焦筒正下方     从目镜调焦筒方向看进去，副镜显然已经位于调焦筒的下方，但经过这样看精度无法保证。此时，装入窥管，眼睛从窥孔看到的，最外圈是窥管的内壁（双十字线现在不起作用，可以不管），中间是副镜。副镜的外圆轮廓和窥管的内壁轮廓如果是同心圆，说明满足要求，否则要在主镜轴线方向调节副镜。（如果因窥孔太小、光线太暗而看不清楚，可以在窥管正对的主镜筒壁垫上一张白纸，如果窥管太细，看不到副镜的外圆轮廓，可以把窥管往外抽或缩短其长度。） 调节副镜指向，使目镜光轴经副镜反射后指向主镜中心     在上一步的基础上，一面用眼睛从窥孔中观察，一面调节副镜指向，直到主镜在副镜中所成的像的外圆轮廓、副镜的外圆轮廓二者同心。 调节主镜指向，使其光轴与目镜光轴重合     用手电筒照亮窥管的双十字线，眼睛从窥孔看进去，可以看到双十字线、主镜的中心点所成的像以及双十字线经两次反射所成的像。调节主镜背后的螺栓，使上述三者同心。 至此，反射镜光轴调节完毕。下面给出从窥孔中所能看到的图象，以供参考。 上述各个调节步骤中，根据副镜支架的不同设计，下一步操作会对前一步的结果带来或多或少的影响，所以必要时可以返回前面的操作，可能要有几次反复，最后才能得到满意的结果。第一次调节会费一些工夫，一旦调好后，只要副镜支架稳固，以后的工作就轻松得多，即使为了运输而将主镜重装，一般只需调节主镜后的螺栓就行了，借助于窥管，可以很快将望远镜调整至最佳状态。 补充说明     一般认为光轴与副镜的交点在副镜的中心。在长焦距的望远镜中可以认为如此，但在大口径、短焦距的牛顿式反射望远镜中，副镜的尺寸也较大，副镜长边的两端到目镜的距离已经不能再近似认为是一样的了

折射：
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_content&task=view&id=123&Itemid=105

近來經常接到會員鄉親及同好詢問光軸走位的問題，以及該如何判定？如何調校？市售的單槍雷射光軸校準器越調越不準該怎麼辦？等等各方面的問題，雖然之前有開過光軸校準的課程，隨著會員漸漸增多，活動場次也越辦越多次，發現有這方面問題的鄉親同好也在增加，在此將上次課程整理整理，希望對大家能有所幫助，或者建立正確的基本概念，當有遇到問題時，可以迎刃而解。
      光軸調校的方法，其實是非常簡單的，不是什麼高深技術，只是轉動幾支推拉螺絲就可以了，重點是方法、步驟是否正確，以及如何去檢測是否調到定位。坊間很多書籍中一些早期的調校方法教人家怎樣目視判定，其實都沒有給大家〝依循的準則〞，大家只是自由心證覺得〝這樣應該可以了〞，目視調個老眼昏花也調不準；就算是有雷射光軸校準器，方法不對也是英雄無用武之地。只有正確的方法，才能用最簡單的技術，達到最佳的校正效果，希望大家可以在此篇當中學到你所需要的，好讓你的望遠鏡發揮應有的效能。
資料陸續整理中，敬請期待........
著作權聲明：
一. 何謂光軸
      我們先來回顧光學鏡片製作的原理，回歸到望遠鏡最基本的學理基礎，很容易就能理解什麼是光軸。
      以折射鏡而言：鏡面曲率中心連到鏡面任一點的任一線，其切線角度皆為90°所以皆為法線，其中包括一條通過鏡面中心點的法線，光線若延此線行進則不產生偏折，平行於此鏡心法線的光線入射後產生折射，皆偏向入射點法線，而在曲率中心後方聚集在同一點上，此點就是這片折射鏡的焦點，洽在鏡心法線上，且鏡面中心、曲率中心、焦點三點共此線，此線就是這片折射鏡的光軸。

                               
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      以反射鏡而言：鏡面曲率中心連到鏡面任一點的任一線，其切線角度皆為90°所以皆為法線，其中包括一條通過鏡面中心點的法線，光線若延此線行進則循原路徑返回，平行於此鏡心法線的光線入射後與入射點法線成等角反射，而在鏡面中心與曲率中心中間聚集形成焦點，洽在鏡心法線上，且鏡面中心、曲率中心、焦點三點共此線，此線就是這片反射鏡的光軸。

                               
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      由上得知，簡單來說所謂光軸：就是鏡面中心點到主焦點的連線，且鏡面中心、曲率中心、主焦點，三點共此線。

二. 光軸偏向的影響與辨別
      嚴格來說光軸不是那麼容易會偏位的，尤其是科技越來越發達，很多容易造成偏位的因素都能克服，但是一分錢一分貨，不見得每一部鏡都有良好的設計，也不是每部鏡都使用上等材質來製造，問題發生了總是要解決，所以先聲明：這邊要敎大家的是遇上問題的解決方法。
  1. 光軸偏向的成因.
      光軸偏向（走位）指的是望遠鏡內的鏡片，因運載或搬動過程的碰撞、溫差過大產生機件鬆脫、零件材質的缺失產生變形、鏡座設計不當、拆卸鏡片後回裝不當等因素，使得主鏡的光軸偏位而不在原鏡筒設計的路徑上，此時目鏡的光軸與主鏡的光軸不在同一軸線上，主鏡的像場成焦面與目鏡視野的解像面產生夾角而無法疊合，造成影像的品質劣化，產生或加重折射鏡的色差。
      其他造成光軸偏向的成因還尚有鏡筒本身材質與呈載重量變形的問題、主鏡鏡座支撐結構與觀測仰角重力變形的問題、可拆裝式牛頓鏡組裝後光軸走位等是屬於鏡體結構方面的問題，是大型鏡常出現的結構性問題，選用時要有心理準備，多做比較，在此不作討論。
  2. 光軸偏位的判別.
      業餘人士不像光學工廠有精密的光學檢測設備，不過光軸偏位是很容易看出來的，如何判定光軸偏位呢？方法有很多，且檢視時應多種方法一一檢測，才能正確判定，不能單靠一種方法來檢視，因為誤判的機率很高。 以下是業餘常用的幾種光軸檢視法。
       第一種方法是星點成像檢視法：直接觀察星點像來察覺，將星點影像置於目鏡視野圈正中間，檢視成焦與失焦狀態下的影像狀況來判別，我們以右圖來加以說明。

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      各類型主鏡，分別以星點像（3 等左右的亮星）的成焦與失焦影像來判別之，光軸正確時無論哪一類型的望遠鏡，星點像成焦皆完美且會有繞射光環；調成失焦狀況下，折射鏡可見繞射光環呈同心圓狀向外擴大，牛頓鏡與蓋瑟格林鏡則可以見到次鏡的陰影成同心原狀。
      光軸偏位時，折射鏡的星點像會出現色差，星點像會一邊紅一邊藍的稍成橢圓狀，調成失焦時光環會呈偏心圓向外擴，同時這代表的光軸偏位的傾向；牛頓鏡與蓋瑟格林鏡的中心星點像會產生彗像差，調成失焦時次鏡的影像會偏向一邊，一樣也代表光軸偏位的傾向，很容易一目了然。不過短焦牛頓鏡的次鏡（斜鏡）如果是採偏心修正的安裝時，判定上會有些混淆，必須將次鏡支架的陰影同時作判定的依據。
      例外狀況是，如果失焦狀態下判定的光軸正確，但星點像有色差或像差，則要懷疑是主鏡本身的問題，主鏡鏡體本生可能有受力不均而變形的情況。
      第二種判別法是鏡後影像檢視法：透過目鏡收入口直視主鏡，來觀察主鏡裡的目鏡收入口反射影像狀況來加以判定，也是大家常用的方法。
      此法是不管白天晚上、室內室外，隨時可以進行檢視的方法。在不安裝目鏡的狀況下，裸眼透過目鏡收入口直視鏡筒內的主鏡，檢視主鏡裡反射的眼瞳、目鏡口圈、次鏡外緣圈、主鏡外緣圈及目鏡伸縮管前緣圈等等各部位圓圈的影像，是否呈同心圓狀態來判定光軸是否偏位。但因各類型望遠鏡結構上的不同，主鏡反射影像有些差異，分別解說如下。
折射鏡：需蓋上鏡蓋，保持鏡內黑暗，眼睛距目鏡口一小段距離約 3~5 公分左右，但要求能自調焦座伸縮管的筒內端內緣圓圈看得到主鏡外緣圓圈，讓這兩個圈成同心圓或疊合（如果達不到此要求，可將伸縮管向後再退出一些到符合要求）。用燈光照明臉部，須能看到鏡筒內主鏡反射的眼瞳影像，但光線不要太強而影響視覺，此時如能看見鏡面的反射影像如（圖1.）的同心圓時，表示光軸正確；反之如果所見如（圖2.），反射影像無法成同心圓時則表示鏡面傾斜、光軸偏位。對折射鏡而言此法比牛頓鏡簡單，不過焦距越長難度會提高。

圖 1.                                 登录/注册后可看大图

圖 2.                                 登录/注册后可看大图

牛頓鏡：打開鏡蓋，鏡口指向明亮處或白色牆壁，由於牛頓鏡是側向焦點設計，調焦座的伸縮管較短，從目鏡口直視伸縮管筒內端內緣圈的視角較大，目視判斷的誤差比較大，所以眼睛離目鏡口要稍微遠一些，約 20 ~ 30 公分左右，但必須能從次鏡的圓面看到完整的主鏡圓面。且要將伸縮管往後退出，讓主鏡看不到管內端，窺視筒內同心圓狀況時要一倂比對目鏡收入口的內壁圓圈，以確保眼睛位置正確、降低誤判率。此時如能看見鏡面的反射影像如（圖3.）的同心圓時，表示光軸正確。

圖3.                                 登录/注册后可看大图

      如果無法成同心圓狀（其中斜鏡外緣圈與主鏡面圈非同心圓），那麼麻煩來了！由於次鏡本身吊掛在鏡筒內，其位置有上下左右（安裝於固定式支架與施密特修正鏡板上者除外）、有三推一拉的螺絲操控斜鏡面向、前後位置、斜鏡座的轉向等有如萬向接頭一般，加上主鏡本身的三組推拉螺絲，所以要依據所見情況判定是哪邊出問題，才能正確下手解決。見了下方圖例不要以為不可能發生這樣的事，單槍雷射修正器使用不當就會有這些現象的。

                               
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斜鏡過前.                                 登录/注册后可看大图	斜鏡座偏轉 1.                                 登录/注册后可看大图	斜鏡座側頃 1.                                 登录/注册后可看大图
斜鏡過後.                                 登录/注册后可看大图	斜鏡座偏轉 2.                                 登录/注册后可看大图	斜鏡座側頃 2.                                 登录/注册后可看大图

蓋瑟格林鏡：打開鏡蓋，鏡口指向明亮處或白色牆壁，眼睛距目鏡口一小段距離約 3~5 公分左右，從目鏡口直視遮光管前端內緣圈、次鏡外緣圈、主鏡面、次鏡面反射主鏡中心部位的像須成同心圓，如（圖4.）則表示光軸正確。其他狀況如圖所示。

圖4. 光軸正確.                                 登录/注册后可看大图	主鏡光軸偏位.                                 登录/注册后可看大图
次鏡光軸偏位.                                 登录/注册后可看大图	主鏡、次鏡光軸皆偏位.                                 登录/注册后可看大图

      另一種目視檢測法是鏡前影像檢視法：此法是站在鏡筒的前方來目視檢測光軸，需要比較熟練的經驗才行。折射鏡、蓋瑟格林鏡不適用此法，短焦牛頓鏡由於次鏡的圓切面計較大，難度也較高。另外，此法只能檢視主鏡光軸，所以不能檢測次鏡，做法如下。
牛頓鏡：打開鏡蓋，站在鏡前離鏡口約一半主鏡焦距處直視鏡筒內主鏡，移動身體位置，到可以將鏡口內緣圈、主鏡面外緣圈、次鏡座看成同心圓，此時檢視自己眼睛的眼瞳位置，必須是與次鏡疊合而被遮蔽，表示主鏡光軸正確。如果此時眼瞳位置不在同心圓中間而偏離出來讓你看得到，表示主鏡光軸已經偏位，且離越開表示偏位越嚴重。

                               
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      特別注意：此法對於使用組合式大口徑 DOB 牛頓鏡的使用者是最方便好用的，是必學密技。本會自行 DIY 的會鏡就是此類型，每次活動出勤時組合好以後都要調校光軸；2007 年台灣區梅西爾馬拉松賽舉辦時，現場有兩位同好使用30公分口徑的組合式 DOB 牛頓鏡參賽，我也示範此檢視法來幫他們調校光軸。
上述幾個檢測法是比較粗略的目測法，以下兩種精密度會提高很多。
雷射光筆檢測法：市面上可以買到很簡便的紅光雷射筆，就可以直接拿來檢測，當然用制式的雷射光軸修正器當然是更好，方法很簡單，細述如下：
折射鏡：
反射鏡：
蓋瑟格林鏡：不適合單槍點式雷射光筆檢測，必須使用標靶投影式雷射校準器。

直焦星野照片檢視法：此法是利用直焦拍攝的星野照片來檢視，拍攝目標以星數密集的銀河來拍，再檢視照片周邊星點的狀況是否對稱，以判別光軸是否偏位。
※這邊徵求兩張可供比對的直焦星野照片兩張！謝謝啦！
三. 各類型主鏡的光軸特性
  1. 折射鏡.
  2. 牛頓鏡.
  3. 蓋瑟格林鏡.
四. 業餘常用校準工具與校準步驟要點
  1. 正確的使用雷射光軸校準器
  2. DIY簡易牛頓鏡校準工具台
  3. 牛頓鏡快速目測校準密技
  4. 目測的輔助工具  
五. 零件材質的缺失與補救

六. 最棘手的雙筒鏡光軸偏位

七. 平時做好防護光軸偏位

这个好！

很棒的文章，实用性很强

武总，的确是很不错，可现在是纸上谈兵了哦

学习了，呵呵

好文章,支持一下!

武总，的确是很不错，可现在是纸上谈兵了哦
dike 发表于 2009-7-3 10:19

                               
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呵呵，C8还是用了一段时间，调好以后效果非常不错的。以后等有时间再搞回来。。。。

武总，那像我们一般的折射镜子无所谓调不调光轴了？

武总，那像我们一般的折射镜子无所谓调不调光轴了？
AJJ 发表于 2009-7-3 14:02

                               
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一般不需要了，如果能找到调整光轴的螺丝，也可以试试，不过后果自负了，哈哈。。

虽然有台牛反，不过还没调国光轴呢，先收藏这个贴。

学习了！非常详细，非常专业！

我的折返，不知道在哪里调～～

14# 火星羊儿

90小口径的折返一般是２片式的，调整估计要打开镜筒的底座，我记得星星俱乐部的100ｍｍ马卡就是这样调整的，考虑在底座上钻个孔，调整里面的螺丝。

14# 火星羊儿  

90小口径的折返一般是２片式的，调整估计要打开镜筒的底座，我记得星星俱乐部的100ｍｍ马卡就是这样调整的，考虑在底座上钻个孔，调整里面的螺丝。 ...
northwolfwu 发表于 2009-7-5 17:35

                               
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我不敢乱来～～～～～～～

学习了，谢谢

居然不是精华？

呵呵，已经加精！！！