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計量論壇

標題: 放大鏡 [打印本頁]

作者: szcatciliu 時間: 2007-6-11 16:37
標題: 放大鏡
放大鏡的倍數怎么確定?允差幾何?

作者: 巫婆 時間: 2007-6-11 17:21
我從事的企業里面放大鏡我從來不檢定的．只做日常維護保養就行

作者: lymex 時間: 2007-6-11 18:22
以前我寫的，保證原創。

●●●論放大鏡（拋磚引玉版）●●●
經常有人問及放大鏡，試圖回答時就找書，但沒發現有關放大鏡的專著。翻了一下自己的幾
本光學書，也沒有很詳細描述放大鏡的章節。在網上查“放大鏡”、“loupe”等關鍵字，
也沒有查到綜合性的文章或貼子。為了把有關文章匯集在一起，先寫一篇問答形式的帖子，
希望能得到質疑、補充、提出問題和討論。

一、什么是放大鏡？
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是由凸透鏡（或透鏡組）組成的用來放大小物體的目視光學系統。

二、放大鏡能干什么用呢？
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顧名思義，放大鏡是放大物體的，對于影友來講，主要用來觀察底片、欣賞正片、查看照片
細節，也可以用來觀察鏡頭表面、評價相機的成色、修理相機和鏡頭的精密部件時使用。

三、放大鏡都有些什么性能指標？
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1、焦距。放大鏡都是凸透鏡（系統），焦距f是一個重要參數

2、放大倍數。指通過放大鏡，小物體的視角放大的倍數。放大倍數為1等于沒有放大，放大
倍數為2時，才可以說是“放大了1倍”或“放大為2倍”。一般來講，人眼在看物體時，物
體離眼睛越近，就越大，但也不能無限制的拿近。盡管有些人的眼睛最近對焦距離可以達到
100mm以內（尤其是年齡小者），但長時間眼睛也受不了。因此規定了統計意義下的，可以
舒適的觀察但又不累眼睛的最近觀察距離，這就是所謂“明視距離”。明視距離=250mm。把
物體再放近而又要能夠聚焦，就要引入凸透鏡（遠視眼鏡、近攝鏡、放大鏡），由此，

放大倍數=250/焦距(mm) + 1。

注意，這個計算公式是把人眼調節到250mm為基礎的。如果把人眼的聚焦調節到無窮遠，則
放大倍數為250/焦距。至于到底用哪個公式是有爭議的。放大鏡的標稱放大倍率通常是指后
者，但實際應用起來時，最好用前者，這主要是因為，對于焦距為250mm的放大鏡，放大倍
數應該為2而不是1。一般的放大鏡倍數在2-20倍之間。也有些特殊用途的放大鏡倍數超過50。

3、視角或視野
對于近目觀察鏡，指不動眼睛可以同時觀察到的視在角度或等效視覺直徑尺寸（事實上，
眼球是允許轉動的，但此時用黃斑觀察到的視野區域的角度反而要小）。一般來講，倍數越
大，視野也成比例減少。采用兩片設計結構，或非球面結構，可以改善邊緣效果。

4、（絕對）口徑
就是有效玻璃直徑。這個越大觀察起來越舒服，很大的可以遠離眼睛觀察，甚至可以雙眼觀
察。但是，口徑與倍數是有一定關系的，不可能口徑又大同時倍數也大，二者基本上是成反
比關系的。普通的鏡子口徑（毫米）乘上倍數為100到150之間，高檔的、高倍數的可以達到
200-300。但若超過400，而且外觀平平，那一定是假的。

5、相對口徑
這指標是借用鏡頭的，即口徑除上焦距。相對口徑大的放大鏡自然是好，但單片透鏡一般都
是球面（加工容易），畸變不能控制，邊緣質量很差。一般“遠離觀察”類放大鏡，由于追
求大視角，相對口徑都有f/1.4以上，有的超過f/1

6、工作距離
與微距鏡頭的工作距離相似，放大鏡的工作距離也是指被觀察物體與放大鏡最前端的空間，
這一距離大有利于觀察（方便操作并允許更多的光線進入）。對于單片放大鏡，工作距離基
本上就是焦距，因此高放大倍數的工作距離就小；對于雙鏡片設計的放大鏡，工作距離更小
一些。有些“遠離觀察”類放大鏡，工作距離被設計為0，直接放在被觀察面上（比如報紙）
工作，這例子包括MIZAR的RS55和VIXEN的BA150柱狀放大鏡。若用廣角鏡頭做放大鏡，由于
采用了反遠設計，因此工作距離比焦距可以大很多。

7、分辨能力
個人認為這個指標沒多大意義。一般都有：
分辨能力=1角分/倍數
這與雙筒望遠鏡的分辨能力是一個計算方法，就是把人眼的裸眼分辨提高相同的倍數，這是
最基本的要求。

7、畸變和其它像差

作者: lymex 時間: 2007-6-11 18:24
四、放大鏡有那些種類？
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可以按以下幾種方法分類：

1、按照觀察方法的不同，可以分成“近目觀察”類和“遠離觀察”兩類。前者主要設計為
眼睛貼近放大鏡進行觀察，實際上與目鏡的使用方式相同，主要用于高中倍放大，有一個固
定的放大倍率，視在視角比較大，但對于物體到放大鏡的距離要求較嚴格，不能隨意改動。
后者主要是大直徑的低倍放大鏡，觀察者與放大鏡之間可以有一個距離，盡管視角小，但觀
測方便，可以通過調節放大鏡與被觀察物體的距離來改變放大倍數（在1和標稱放大倍數之
間調節），大口徑的甚至可以用兩只眼睛同時觀看，不喪失立體感。當然，這兩類放大鏡并
非有明顯界限，同一個放大鏡往往可以用兩種方法觀測。

2、按照倍數，可分成“低倍放大鏡”、“中倍放大鏡”、“高低倍放大鏡”，分別大約代
表小于4倍、4-10倍、10-30倍的放大倍數。常用的是中倍放大鏡，高倍放大鏡使用方便性相
對差一些：工作距離（指鏡子離被觀察物理之間的距離空間）比較小。

3、按照結構類別分
a，單片雙球面，最普通，效果一般
b，單片非球面，設計為某色平行光可以精確地會聚到一點，觀察時邊緣效果好
c，單片柱面，比較長，只在一個方向上放大，直接放到紙上可放大一行小字
d，兩片凸透鏡型，類似于冉斯登型目鏡的結構，工作距離短些，但畸變較小，是很常用的
放大鏡形式。
e，多片型。這個我沒研究，效果肯定要好，誰也不會做出力不討好的事情。

3、按照商品類別：
a, “正規”商品放大鏡，即傳統的，普通商店買的那種直徑較大、單片帶有手柄的凸透鏡，
放大倍數2-10倍，價格低廉，效果一般。直徑越大放大倍數越小，也越適合遠離觀察。
b, 高倍單片放大鏡，非大眾化，例如折疊式3片
c, 修表鏡，主要供修手表用，可以夾在眼睛上，倍數在5左右
d, 正規放大鏡，倍數一般較高，鏡片至少為兩片，畸變較小
e, 觀片鏡，專門用于觀察底片而設計，視野直徑40mm左右，倍數5-10倍。我自己有個
Fujifilm的，應該是兩片型（樹脂的？），拆不開，倍數6倍，效果還可以。
f, ....

五、如何測量一個放大鏡的放大倍數？
=================================
由于放大倍數=250/焦距(mm) + 1，因此測量出焦距就可以換算出放大倍數。
對于薄透鏡，使遠處亮物體（如太陽）盡可能清晰的成像在白紙上，量出透鏡和白紙
的距離就是焦距；對于非薄透鏡（薄透鏡也行），可以采用一種“日光燈管”法：
用被測透鏡使日光燈垂直成像，量出日光燈與透鏡距離d、日光燈長度L，像長l，
則焦距f=l*d/L。

六、放大鏡能用別的東西代用嗎？
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可以的。最常見的代用品有：

1、攝影鏡頭
最常用的是標準鏡頭，倍數適中（5-6倍），口徑大。觀察時一般把前端靠近眼睛，把后端
接近物體，以便得到無畸變的視場。觀察平面物體時，注意要使鏡頭的軸垂直于被觀察平面。
這是一個非常好的代用品，只不過視野稍微小了點。
要想擴大視野，可以把鏡頭反過來，但效果稍差，尤其是邊緣，這與用皮腔微距攝影比例
超過1:1時應該倒接的道理是一樣的。
另外，大口徑的廣角鏡頭也可以用來做放大鏡，例如我的Sigma 20mm/1.8，放大倍數13倍，
工作距離很長（與同倍數放大鏡相比），但視角比較小。觀測時必須從前端看過去。
中長焦鏡頭由于倍數低、角度小，不適合用做放大鏡。

2、儀器目鏡
目鏡是指光學系統中用來觀察實象的接近眼睛的那部分單元，是構成顯微鏡、望遠鏡等光
學儀器的重要部分；由于放大鏡是直接觀察物體、目鏡是觀察實像，因此很有關系。我們
經常討論的望遠鏡的光學指標，有好幾項與其目鏡直接有關，例如出瞳距離、視角。一般
來講，好的放大鏡可以用來應急做目鏡，但反過來就不一定，主要是因為工作距離短，甚
至根本就沒有工作距離（其焦點離外鏡片很近甚至在目鏡之內）。目鏡是很多光學儀器的
“輸出”部分，其好壞直接影響到光學儀器的整體，同時，目鏡又是一個比較獨立的單元，
因此人們在這里下了很多工夫，有很多文章介紹。有進一步趣者可以參見2000年2、3期
《天文愛好者》姜曉軍的文章。我有幾個天文望遠鏡上用的Plossl對稱目鏡，均為4片雙膠
合，用做放大鏡效果還是不錯的，工作距離稍微小了點。視角、色差、畸變指標都不錯。
有些目鏡，焦點在內部，就不能用做放大鏡。

3、光學儀器的一個鏡片
最好選擇直徑大，曲率大的鏡片。

4、老CD機、CD-ROM上的激光會聚鏡頭
這是一種單片樹脂壓的精密非球面透鏡，觀察起來很費力氣，但放大倍數很大（約40倍）

5、小聚光燈泡的透鏡
與4類似，可以鑲嵌在兩片硬紙之間

6、自制高倍
用玻璃在酒精燈上燒一個直徑1.5mm左右的玻璃球，其倍數超過100，只是很難用。

七、其它
========
1、近視眼是如何影響使用放大鏡的？

眼睛近視者實際上是天生就在自己的眼睛上加了個放大鏡：400度近視者比正常人有高一倍
的細節分辨能力（因其最遠能看清250mm遠的物體，已經等效加了個焦距為250mm的2倍的放大鏡）。
如果再加上外接放大鏡，其復合焦距就可以很容易計算出來。但是，他/她的明視距離可能僅
為150mm（也就是說，他/她已經習慣于在150mm的距離下觀察細小的物體），那么，150mm焦距
的放大鏡才是2倍的。

作者: hamlan 時間: 2010-5-12 15:19
長見識了，但這方面的資料還是比較少

作者: sbp2007 時間: 2010-5-12 18:13
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作者: 阿K 時間: 2010-6-12 22:54
還是有一部分單位會送檢。

作者: 平民小子 時間: 2010-11-24 19:34
你們說的焦距是點樣定義的

作者: 歸雪化水 時間: 2012-9-17 08:49
回復 7# 阿K

送檢應該怎樣檢，那里能檢呢？

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