TeleVue目镜进化史

中国的业余天文届都听说过TeleVue这个牌子的目镜,因为它就代表着超广角,锐到边和价格不菲。但是很少有人了解这家公司成长史和目镜的演化史,本文将把TeleVue公司成长和目镜发展做一个简单的介绍。

TeleVue目镜进化史

TeleVue公司的logo

背景介绍

我(AI Nagler~TeleVue公司的创始人和首席光学设计师)在纽约布朗克斯长大,在我12岁的时候,父亲带我去了海登天文馆,激发了我对探索浩瀚宇宙的热情。我自己的那台3.5英寸牛反也让我渴望学习到更多知识,因此我去了布朗克斯科技高中,因为那个学校允许学生自由追求任何有意义的事情。

在校期间,我DIY了一台口径8英寸f/6牛反望远镜。我自己的设计、绘图、自己机械加工、木工、主镜也是自己磨的,整整花了一年时间。它让我在毕业时赢得了学校的奖项,同时也带来了一个机会,写一篇关于这个项目的文章刊登在1955年12月机械图解杂志上。此外,这台望远镜还在1958年佛蒙特州斯泰拉法内望远镜制造商大会上获得了第三名的机械优秀奖。

TeleVue目镜进化史

AI Nagler设计8寸F/6牛反

因为我知道一位叫厄尔·布朗的人,他是天空&望远镜杂志的专栏编辑,同时也是Farrand光学公司的首席项目工程师,专门从事军事和商业项目的开发。于是在1957年,我拿着获奖的杂志去Farrand公司面试,获得了一个画图的职位,后来又加入了由校友马丁·申克领导的光学设计部门。

我在工作中学会了光学设计,主要负责开发早期夜视眼镜、飞机头显示器、一台焦比f/0.75、16英寸口径的飞机侦察镜头以及海军天文台的备用折射镜。当我被要求为NASA双子座计划和阿波罗登月舱设计视觉模拟器的光学部分,用以训练阿波罗宇航员,我的“幸运”星来了。模拟器拥有6英尺的反射镜和一个巨大的透镜覆盖着飞船的三角舷窗,我把它比作一个“巨大的目镜,吞噬整个飞船”,它可以为宇航员投影出一个拥有110°,拥有1000颗星的全景视野,模拟登月场景,光出瞳距离就足足有一英尺。

TeleVue目镜进化史

这台模拟器用于训练所有登月宇航员

当我看着月球模拟器上的效果时,心里想,如果有一天我能拥有一个类似这种“太空漫步”的目镜,那该多好?1971年,Farrand公司要求我为赖特-帕特森空军基地飞机模拟器设计一个140°光学探头(实际是摄像机)。这是一台由45片组成,使用活动中继镜的镜头,用于在对焦过程中拍摄一个模型的着陆带,位置是在“着陆”过程中“飞”到模型上方的四分之一位置。相机本身物镜很小并带有外部出瞳,蓝宝石棱镜负责俯仰和偏航模拟。

TeleVue目镜进化史

这台用于飞机模拟器的光学探测设备让Nagler系列最初有了思路

后来,我去了纽约城市学院(夜校)进修,并在1969年获得了物理学位。学位让我有机会在1973年成为新泽西Keystone相机公司的首席光学设计师。镜头设计工作让我有机会去日本协助量产,并打开了与镜头制造商(又一个幸运星)的关系。

1977年,我和妻子朱迪成立TeleVue公司,开始设计将小型电视画面投影到大屏幕上的镜头,公司取名也考虑了未来开发天文设备的可能。当时夫人负责TeleVue白天运作,我和前同事马特·鲍姆一起创办了一家开发工业马达控制器的公司。之后的20年,这都是我经济来源,可以维持自己的公司。

灵光一现

TeleVue目镜进化史

PL目镜和Nagler目镜设计完全不同

时间到了1979年,我决定认真考虑开发一种经过良好修正的“超广角”目镜。回顾我1971年开发的光学探测器的物镜,利用焦面附近的负透镜进行场修正,我突然意识到如果物镜反置,可以成为这类目镜的基本原理。

在康涅狄格州的一家电脑服务公司,经过无数个日日夜夜,我终于设计出了Nagler目镜。

从任何教科书或市面上的产品中完全找不到Nagler设计参考,所以我申请了专利。我的专利律师告诉我,对现有的先前工作进行任何调研都是浪费时间和金钱,因为审核人员的“综合考量”,会发现任何相关的历史相关例子。实际上,在专利申请过程中确实发现了一些参考资料,并在专利中已经提及,我赢得了“超广角平场目镜”作者。专利中提及的这些参考让一些人误认为我的设计不是原创,而是基于他人。

我的Nagler原型机为90°设计,后来我把视场缩小到82°,因为瞳差在90°太明显了。

虽然Nagler是我设计的第一款目镜,但我有点害怕进入天文市场,因为我们还是一家作坊公司,而且这款目镜售价也不会便宜。于是我决定首先推出PL目镜,以获得更多市场声誉、经验和资金。

我知道PL目镜视场边缘极限在哪,因此在1980年的设计中我改进了边缘修正。结果市场反响很好,“我用过最锐的PL”理查德·贝瑞在天文学杂志留下的评语。

我再次感谢我的幸运星,PL系列的成功使我们能够做广告,开始接触经销商,并建立声誉,这让Nagler有可能走红。

TeleVue目镜发展

TeleVue目镜进化史

这张图显示了早期televue产品演变

为了确保销售的每一个目镜的质量,并对其性能与设计性能进行评估,我开发了一款用于检测目镜的多功能专利望远镜。这是一台5英寸f/4 Petzval(匹兹伐)结构的镜子,拥有完全修正平场并配有可变光圈。有了它,我可以检查目镜在f/4焦比的性能,一直到f/16,也可以发现目镜内的任何异物划痕等等瑕疵。

我们对生产的每一个目镜都进行了百分之百的检查,因此这台镜子至今仍在使用中。虽然这里没有涵盖,这台望远镜经过20多年的演化改进,衍生为今天的NP-101 和NP-127 APO折射镜。

最初的Nagler系列,现在通常被称为“1型”,始于13毫米焦段,其次是9毫米、4.8毫米、7毫米和11毫米。其中,13毫米、11毫米和9毫米具有2寸和1.25寸接口。由于该系列目镜是一个等比例设计,尺寸,重量,和出瞳距离都是等比减少。

PL也是等比设计,其中55毫米(2寸)、40毫米、32毫米、26毫米、21毫米、17毫米、13毫米、10.4毫米和7.4毫米为初期版本。后来的25毫米、20毫米、15毫米、11毫米和8毫米在1995年取代了早期版本。55毫米、40毫米和32毫米拥有同级最大真实视场,32毫米和以下焦段彼此齐焦,还包括7毫米和4.8毫米的Nagler。

为了增加目镜使用灵活性和倍率,我还设计了1.8x(1.25寸),2.5x(1.25寸)巴洛和2x的大巴洛(2寸),这些都是我们从1980年到1989年销售的版本。1995年,我们用2x和3x版本取代了1.8x和2.5x。

1982年,我觉得应该在82°Nagler和50°的PL之间,增加一款65°广角系列,这一系列应该当时流行的Erfles更锐到边。该系列也是一个等比例设计,40毫米和32毫米焦段为2寸接口,24毫米,19毫米,和15毫米为1.25寸齐焦设计。

1986年,我们发布了新款Nagler系列,有了一些新的特性。Nagler(2型)基本上消除了原来13毫米焦段上的瞳差,更长焦段的提供了更大的真实视野,同时也是非等比例设计的第一款。这意味着每个焦段都是单独设计,每个焦段都有12毫米出瞳距离,这个值源于老版9毫米Nagler,因为普遍评价舒适。20毫米(2型)2寸接口,现在是最大真实视场的Nagler。16毫米和12毫米是较轻的型号,有方便的双2寸和1.25寸接口。

TeleVue目镜进化史

这张图显示了paracorr如何导致panoptic的出现和barlow如何让powermate出现的

随着TeleVue目镜的边缘锐度越来越好,我对我在1960年代建造的12英寸f/5牛反的边缘性能越来越不满意。修正及好的目镜在快焦比的牛反上慧差严重,也就是说视野边缘的星点变成了“彗星”状。所以在1989年,我开发了Paracorr(慧差镜),它使得快焦比(比如F/4.5)的牛反,拥有大视场的同时,性能表现就像我们平场、无慧差的Petzval折射镜一样。这让我有了想把它扩展到新的紧凑型道布森望远镜上,使Paracorr成为一个“即插”设备,而不需要集成在调焦一起,我引入了一个小的1.15x巴洛镜,将望远镜的焦距向外移一点,这就有效地减少了Paracorr占用部分的行程。

意外后果法则

Paracorr证实了这条法则。当我把长焦目镜插入的带有慧差镜牛反时,我感到很沮丧。目镜中还残留着一些散光,视野边缘的星点都变成了的十字!

于是,我又回到了图纸上,设计一款广角替代品。最终,我设计出了Panoptic (Panoramic Optic),不仅在68°下视场边缘更锐,而且枕形畸变也小。

这个系列第一次推出是在1992年,35毫米焦距是2寸,22毫米是双接口。另外一个无意为之是我们需要做一个新产品:Panoptic Barlow接口镜(我想出的最糟糕的产品名称)。用35毫米Panoptic接我们的大巴洛,发散的光线出巴洛会导致光损,随着出瞳距离的加长,画质会下降。

我在Barlow和35 mm Panoptic之间的加入了两片式正透镜,使场光线恢复平行,解决了这个问题。在1998年,我设计了一个产品,把Barlow镜和接口镜集合到一起,作为这个问题的解决方案。这也是我第一次引入PowerMate这个产品,2.5x和5x(1.25寸)。还有一个优势是,这个几乎让齐焦系列产品的放大率几乎保持不变,与后焦无关,很适合氢α滤镜。1999年,我们又增加了一个4x(2寸)。2002年,我们用2x(2寸)完善了这个系列,还加入了T环适配器,现在所有型号都可以用于拍摄。

1994年,我们推出等比例设计的27毫米(2寸)和15毫米(1.25寸)的Panoptic,两年后推出了19毫米焦段。

进化中的Nagler

Nagler产品线,希望更长的出瞳来兼容眼镜佩戴者,短焦镜的高倍行星,和更大的真实视场促使了Nagler类型4,5和6系列在1998年开始研发。这个项目还导致了更轻,更小,长出瞳的Radian系列的出现,它也是基于Nagler的设计原理。

Nagler(类型4),22毫米,17毫米和12毫米目镜都是单独、非比例的设计,眼出瞳大约18毫米,悬升眼罩让戴眼镜或不戴眼镜的用户都可以很舒服的使用。加上更新的镀膜,和理论上没有明显枕形变形,它们很自然的继承了Nagler类型1和2型。前面提到,1998年还带来了60°视场、20毫米出瞳、限位悬升眼罩、无畸变视场的Radian系列。他们都是齐焦设计,聚焦范围从为18毫米、14毫米、12米、10毫米、8毫米、6毫米、5毫米、4毫米和3毫米,在行星观测上受到高度赞扬。

1999年,我们推出了等比设计的5系列,从有名的31毫米开始,它具有2寸中最大真实视场。其次是16 mm,1.25寸中拥有最大真实视场。26毫米和20毫米焦段也完善的类型5系列。

2001年见证了更紧凑,单独设计的6型系列,所有焦段都是12毫米出瞳。首次引入的焦距分别为13 mm、9mm、7mm和5mm,后来又有11 mm、3.5mm和2.5mm加入,完成了整个齐焦系列。

此外,从2001年到2003年,为了满足行星观测者对更简单设计的渴望,我们开发了5片式3-6毫米和2-4毫米Nagler变焦目镜。尽管人们普遍认为变焦镜头不如定焦镜头,我的名字通常也与82°相关联,我选择了Nagler作为这款50°变焦目镜的名称,我也希望我用我的口碑能改变一下人们对变焦目镜的一些看法。不仅在一些快焦比的镜子上获得满场性能表现,OR和PL都不能比,这个目镜都是齐焦设计,都拥有50°的视场和10毫米出瞳,甚至是2毫米焦段。同样重要的是,Click stop功能和倍率快速调整允许随时变焦,可以大大以减轻大气湍流对目视的限制,以获最好的行星细节。

内部扩展设计

TeleVue目镜进化史

nagler演化ethos的过程

自1985年以来,保罗·德莱希伊一直以多种身份在TeleVue工作。到2002年,他的技术能力和制作经验使他成为学习光学设计的理想人选,成为我开发新产品的得力助手。他的第一次锻炼是2002年开发2x Powernate和24毫米的Panoptic来丰富我们的产品线。

24毫米Panoptic是1.25寸里的最大真实视场,用以取代22 mm(2寸&1.25寸),它也是32 mm PL的另外一个选择。其改进的性能得到了广泛的好评,特别是对大双用户而言。2003年,德莱希伊的41毫米2寸目镜(24 mm版本放大版本)达到了2寸目镜的最大真实视场,相当于55毫米的PL目镜。

将视力问题转化为机遇

到了2005年,我的散光达到了1.75,我对戴眼镜变得越来越烦,于是我决定开始开发一个通用的解决方案来取代眼镜:Dioptrx(屈光度)镜片。Dioptrx镜片的散光度范围可以从0.25到3.5,安装在一个接环里,使用时去掉目镜的橡胶眼罩套上。Dioptrx镜片相当于位于接目镜片之上,可以旋转,包括角度调整。高质量做工,高品质抛光光学玻璃和多层镀膜,Dioptrx秉持着“不伤害眼镜”的理念。

如果你在一个展会上看到我,我可以给你做真正的示范,客户反馈和杂志评测让这款产品在市场上很成功。

又一个突破

当我专注于开发“摄星”望远镜和附件的时候,我的儿子大卫(David)在1988年开始全职工作,他现在是Tele Vue公司的总裁。我在2006年初休假的时候,他向德莱希伊提出了一个突破性的项目:开发一个100°的表观视场,在畸变和其他像差校正、色彩中性、对比度和长出瞳方面更先进的目镜,重现Nagler的辉煌。

他希望它是一个全面的,“毫无妥协”的高性能产品,并提出了一些方向,德莱西伊来实现这一设计。他们的计划是对我保密的,直到有了初步的设计满足了设计目标。他们成功了,大卫把它命名为“Ethos”(翻译为精神、思想、道德等),反映了Tele Vue所代表的积极特态度:利用最新的技术实现顶级光学,卓越的做工,以及商业上信誉。我们选择13毫米作为第一个焦段,也是致敬也是对比它的前辈。

13毫米Ethos出现在2007年,我有幸在全国各地的大会上向业余爱好者介绍它。我听到了太多的“卧槽卧槽卧槽”,这激励了我为“卧槽”找到一个技术性的解释。如果有兴趣,可以去搜索我写的一片文章“The Majesty Factor”,来解释这一现象。当然这篇文章有时被“砖家”喷为营销手段。我也懒得解释,爽就行了,我做到了。

到2008年,我们扩大了生产线,增加了6毫米,8毫米和17毫米焦段;2010年又见证了10毫米和21毫米焦距;2010年到2011年又看到了特别版本,3.7和4.7毫米焦段。在评估这些设计时,我自己很清楚,我们可以把表视场从100°扩大到110°,就像我40多年前在登月舱模拟器设计的那样,这又激发了我对“太空漫步”目镜探索,所以,我让保罗再努努力。透过这些目镜看月亮,就像是我当年透过模拟器舷窗看到的震撼感觉。

2009年,当我看到迈克·洛克伍德制造了一个20英寸的f/3道布森(不用梯子),我们要求德莱西伊开发一种更先进的Paracorr慧差镜,以适应我们更广的目镜。他开发的Paracorr(2型)在f/3焦比下,性能堪比f/12(在画质方面)。

TeleVue目镜进化史

AI Nagler是一位目视大佬

在2010年,由于中国出口玻璃制造商的稀土镧价格大幅上涨,我们主要使用镧系玻璃的Radian系列已经不太能维持。这就提出了一个问题:我们能否根据Ethos的成功,使用其他玻璃,价格有竞争力,做出一个更好的版本?答案是“Delos”,它有72°表观视场,20 毫米出瞳距离,并拥有一切Ethos的光学性能。它们是非比例设计的系列,有17.3毫米、14毫米、12 毫米、10 毫米、8毫米、6毫米、4.5毫米和3.5毫米。Delos相对紧凑,对大双和双目都很友好,每只都配有可滑动的眼罩,并可以用Dioptrx。

我选择“Delos”作为这个系列的名字,因为它是阿波罗(希腊神话中的光明之神)诞生的岛屿。这也是对保罗·德莱希伊的认可,他也设计了DeLite系列。

DeLite是一款更紧凑更经济的目镜,有62°的表观视场和类似Delos的眼罩机构。它在2015年天文论坛上发布,焦距分别为18.2mm、11毫米和7毫米等。DeLite这个名字在Tele Vue引起了很多讨论,但是其实它是取自设计师德莱西伊(Dellechiaie),同时也是简化版Delos的意思。甚至那些诋毁这个名字的人也承认,看这个目镜是一件令人很愉快的事(Delite读音和高兴单词Delight相同)。

参考资料:

televue.com

televue blog

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页面更新:2024-03-24

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