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望远镜物镜组与摄影用的望远镜头相比成像有什么异同?

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summerraygl 发表于 2005-10-20 21:44 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 湖南省长沙市 中移铁通

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我看到大家直焦法拍摄天体时,望远镜的物镜动辄几千毫米焦距,而在135单反用的望远镜头群中,600mm焦距的就是天价了,并且口径肯定在100mm以上,被称为“大炮”,比如佳能的白炮群。

所以我其实最想知道用望远镜物镜组与摄影用的望远镜头拍摄相比,在相同画幅(36mmx24mm)情况下,哪种方式像质最好(分辨率 以及 视场的中心/边沿差异)。

我问的望远镜物镜组与摄影用的望远镜头都是在目前主流商品范畴里的,并且只讨论折射式的。

我最初只是摄影,所以对望远镜品牌不熟悉,但是对望远镜头品牌还比较熟悉,那么望远镜头就只讨论佳能的EF L镜头和尼康AF ED镜头。
老咸鱼 发表于 2005-10-20 22:10 | 显示全部楼层 来自: 上海市 Intel中国北京或上海研发中心
望远镜头要比望远镜物镜组多考虑:
变焦,对焦,像场定位距离,最近对焦距离,眩光,鬼影,焦外成像,不同物距时的成像折衷等等,焦比还要做小,所以通常少不了十几二十块镜片的。

望远镜物镜的设计就简单了:
不要变焦,不要对焦机构,不用管什么像场定位,物距是无穷远,不管眩光,不管鬼影,计算成像时只看无穷远时的就行,焦比大点容易设计,最后下来就是二三四五片镜片。
 楼主| summerraygl 发表于 2005-10-20 22:58 | 显示全部楼层 来自: 湖南省长沙市 中移铁通
TO 老咸鱼:

你说的都是分析比较它们设计起来的难度差异。
那么是否能间接推导出:望远镜头整体上要比望远镜物镜组贵,并且成像好,是吗?

是不是与望远镜头相比,望远镜物镜的某些天生特性就影响它用于天文拍摄时的像质?

另外,据我所知,望远镜头定焦的比变焦的多,并且光彩夺目的是定焦望远镜头,定焦望远镜头(哪怕用在120画幅的禄莱6008AF机身上的施奈德镜头)镜片数目也不超过5片,估计是用了萤石或超低色散镜片的缘故。
lymex 发表于 2005-10-20 23:22 | 显示全部楼层 来自: 辽宁省大连市 联通
好镜头不如好望远镜。
镜头还有一个复杂的地方,就是光圈可变并能很快的变化。很多定焦大炮的焦比比较小因此也增大的制造难度。
 楼主| summerraygl 发表于 2005-10-21 22:40 | 显示全部楼层 来自: 湖南省长沙市 电信
听老咸鱼说的,不考虑价格,同焦距的望远镜头和望远镜物镜相比,那么把望远镜头缩小光圈后,并且只对无穷远聚焦,望远镜头普遍还是要在眩光、鬼影、焦外成像这些方面强些咯?并且我估计因为缩小了光圈,各项指标都会强上加强。
那么像场平坦度(也就是场曲)、畸变、渐晕(在24x36mm画幅)这些是否望远镜头也是比望远镜物镜优越?

lymex说的我还没理解呀。
望远镜头的高制造难度换来了它在各档光圈(其实是说大光圈)的尽量最好的像质,那么,不保证最大光圈成像能接受,但至少从最大光圈缩小2档以后的所有光圈下的成像都可以被认可。那么不考虑价格,同焦距的望远镜头和望远镜物镜相比,在望远镜头入瞳缩小到与望远镜一样时,望远镜头难道还不如望远镜物镜?
lymex 发表于 2005-10-21 23:05 | 显示全部楼层 来自: 辽宁省大连市 联通
一般的镜头由于光圈大,比如f/2.8,因此很难做成理想,最佳光圈在f/8左右甚至f/11,因此要缩3档光圈或者更多才最佳,那样的饿话(绝对)口径就很小了。而望远镜就是工作在最大光圈下,好一点的分辨力可以达到理论值。

当然,长焦的镜头像质也相当不错,比如各家的600/4,当缩小成600/6的时候(相当于口径100mm)像质量进一步改善,分辨力基本上也可以接近理论值,但与望远镜比还是不行。看看很有代表性的佳能600/4的MTF曲线,f/5.6下(已经缩小一档)和f/8下几乎一样,这说明f/4下不如二者,同时说明最佳光圈在f/5.6和f/8之间,即f/6.7,比f/6要小。而即便是在f/6.7下,也没有达到衍射极限,而是一个接近的曲线。
CAEF60040LISUSM.gif
 楼主| summerraygl 发表于 2005-10-22 22:06 | 显示全部楼层 来自: 湖南省长沙市 电信
TO lymex:

镜头在最大光圈时的确不怎么样(大家都知道的),镜头在很小光圈时也好不了(因为入瞳太小,依据夫朗禾费衍射可知会造成角分辨率下降),那么镜头在最大光圈基础上缩小2-3档光圈后还是比望远镜差吗?这样镜头在哪个光圈下都没办法和望远镜比了?望远镜的角分辨率真的那么接近衍射极限吗?

另外,通常它俩在135画幅下的像差相比怎么样?
我想,镜头的画幅大,视角大,画面边沿与中心的像质所允许的差异小,那么应该场曲、渐晕控制得比望远镜好吧。

望远镜抗炫光、鬼影如同摄影镜头一样重要吗?
lymex 发表于 2005-10-23 16:18 | 显示全部楼层 来自: 辽宁省大连市 联通
画一个示意图比较一下,横轴表示光圈,左边大右边小,纵轴表示分辨能力。
黑色的是理论极限(由于光的衍射),而红色的就是大部分天文望远镜,基本可以非常接近理论值,当然比较差的天望还是不行。其实望远镜就一个光圈,红色部分是假设人为增加光圈后的表现。这点以前我也不相信,后来望远镜和镜头都多了起来才知道。
蓝色的是镜头,大光圈表现很差,小光圈表现也不好但接近理论极限,中等光圈不如望远镜,因为望远镜只有最大光圈。

镜头的特点之一就是像场平,而且成像边缘部分色差等矫正的都不错。如果望远镜是普通的不是摄星镜,那么很可能成像区域小,因此接到相机上边缘部分表现可能很差。

望远镜抗炫光、鬼影如同摄影镜头一样重要。
comp.GIF
Alone狼 发表于 2005-10-23 19:11 | 显示全部楼层 来自: 福建省福州市 鹏博士宽带
如果只进行深空摄影,那镜头还是有优势的,镜头的焦比可以做的很小,canonef200/1.8l usm 就很典型。
 楼主| summerraygl 发表于 2005-10-23 19:27 | 显示全部楼层 来自: 湖南省长沙市 中移铁通
有点理出头绪了。

就是,望远镜高分辨率只集中在视场中央附近,边沿会下降。
摄影镜头在整个大视场分辨率比较平均,都还可以,但是否不如望远镜中央视野的高呢?


根据我粗浅的印象,望远镜的相对光圈没在摄影镜头常见的2.8-22的光圈范围内,望远镜的F数普遍大于22。那么lymex在上一帖给出的曲线图,该怎么比较呢?
是用蓝线的左半段峰部(摄影镜头适当缩小光圈)与红线的右半段比较高低吧,这样一来,蓝线胜出呀。

另一方面,摄影镜头的焦距也很难做到望远镜那么长,超过1200mm焦距的摄影镜头很少见的。
不过,为了在焦距上有可比性,我想万一做出几千mm焦距的摄影镜头,为了保证抑制像差,其光圈一定很小,接近或等同望远镜那样小的光圈,那么此时它俩在这么小的光圈下都很好地逼近衍射极限,那么角分辨率也就差不多了。
lymex 发表于 2005-10-23 19:59 | 显示全部楼层 来自: 辽宁省大连市 北京蓝汛通信技术有限责任公司CDN节点(联通)
蓝线左边就是大光圈的部分,比如f/2--f/4,在一般的望远镜里没有对应部分。望远镜全开光圈就接近理论极限,缩小光圈后就更接近理论极限,因此只要光圈相同(比如f/8),望远镜就比镜头好。这里分辨力的单位是按照每毫米多少线对来计算的。

另外,越是长焦的镜头就做得越好,其最佳光圈距离最大光圈就越近。其实,长焦镜头难做主要还是成本,长焦大光圈镜头更是难做。在地面上使用,超过1200mm焦距的镜头由于大气的抖动就很难发挥作用了。
 楼主| summerraygl 发表于 2005-10-27 23:56 | 显示全部楼层 来自: 湖南省岳阳市 电信
lymex,我突然发现你是色影无忌的资深呀。看来只有同时对摄影和天文有感触的人才能解答这帖里的问题。

我在无忌里还是summerraygl。

在这里碰见你,世界真小。

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