摄像师兼业余射箭运动员发帖求助，关于竞技弓高倍率瞄准系统的设计是否可能实现？

光学小白前来拜师求助~

我先简单的介绍一下情况，作为摄像，我跟光学镜头接触有一段时日了，几年间修修补补拆拆装装也拆掉了很多报废镜头~

现在工作之余会和朋友在箭馆进行竞技射箭的训练，但是苦于现有的瞄准系统对器材的限制特别巨大，不同器材间是无法通用的~
竞技射箭比赛分为竞技反曲弓和竞技复合弓两种，两者在瞄准方式上有很大区别：反曲弓是两点一线瞄准，弓上的瞄点对准靶心，然后依靠自身动作的一致性来进行微调；而复合弓则是在弓弦上有一个金属小孔，通过金属小孔——瞄点——靶心三点一线来进行瞄准，两者之间的这个区别直接导致了市面上现有的瞄准系统很难通用~
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竞技比赛是允许选手在弓用瞄准镜上安装光学镜片的，通过适当的放大目标可以使选手更好的把握撒放时机，但是市面上的弓用镜片往往以2x、4x、6x、8x来标注，前辈们告诉我那些镜片说白了就是50度-150度的老花镜片，单片凸透镜镜片根本无法适应高放大倍率，而且价格十分昂贵，最重要的是光学素质底下~
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而且如上面所说，不同的瞄准方式导致镜片根本不通用，想要获得高放大倍率，就只能用复合弓并在弓弦上装凹透镜，这样可以组成一个简单的伽利略望远镜来帮助瞄准，可是光线不好时实在太暗~下图中就是复合弓，女子眼前的弓弦上的小点为窥孔，安装凹透镜用
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但大家心里明白，弓弦以110m/s的速度回弹时会对镜片产生多大的惯性，一般超不过100箭镜片就飞了；而反曲弓的两点一线瞄准法则根本不能在弓弦上加装透镜~下图就是竞技反曲~
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因此我有一种想法，在此向诸位光学设计的前辈高人咨询，请你们帮助我排疑解惑：

我希望能设计出一款使用在弓用瞄准框上的镜头，可调倍率2x-8x，出瞳距在28-37英寸可调，可清晰对焦，其中可以有明确的准星可供识别，像场尽可能大且明亮~

现在想请教诸位，这样的要求是否是可能的？理论上体积和重量会有多大？成本会有多少？

小弟在此先谢过各位大神，请大神帮忙排异解惑，再一次向诸位致敬~

yu-xuegang	2014-02-19 18:08
这个挺有意思，很实际的一个需求。

少疯	2014-02-20 10:58
这个问题很有意思，出瞳要求700~1000mm，而且弓肯定有重量要求。。。

kimclps	2014-02-22 23:20
樓主的意思是要能架在弓上的瞄準器嗎?要這麼長的出瞳距，視場就不能太大，否則目鏡就要很大 =@,Q Dm]L 才能通過光線。不知道有沒有試用過Handgun用的瞄準器?例如Nikon的2.5-8x28 出瞳距可到 k>x&Ip8p 30吋，實視界4.1~13.1呎/100碼；其他家也有類似產品(Leupold 2.5-8x32等)。 WQyLf;!Lz

端着相机的驴	2014-02-25 19:59
to 3楼 i%e7LJ@5AW h$eEn l} 谢谢您的建议，因为handgun用瞄镜在大陆属于违禁品，而且我查了一下资料，430多克的重量对弓的重心发生了很大的影响，所以暂时不能考虑~ \`V;z~@iA wo_,Y0vfB 不过您的建议也为我提供了一个寻找方向~ BH]Ynu&o ^7zu<lX 请问您有没有此类瞄镜的设计图纸可以供我参考？

kimclps

2014-02-26 14:11

Nikon該產品是重了些，一般類似規格約在9~10oz之間；還有更輕的，像BSA 2-7x32約213公克。
圖紙牽涉到著作權問題，除非出設計時合約註明著作權不給客戶，不然會有侵權問題；抱歉!
不過，它的架構簡單，由物鏡、正立(兼變倍)鏡組及目鏡三個部分組成；相信有很多光行天下的
朋友都能設計。

端着相机的驴

2014-02-28 23:09

kimclps:Nikon該產品是重了些，一般類似規格約在9~10oz之間；還有更輕的，像BSA 2-7x32約213公克。 5\z`-)
圖紙牽涉到著作權問題，除非出設計時合約註明著作權不給客戶，不然會有侵權問題；抱歉! wI(M^8F_Mf
不過，它的架構簡單，由物鏡、正立(兼變倍)鏡組及目鏡三個部分組成；相信有很多光行天下的 x.-+[l[1 !
朋友都能 ..(2014-02-26 14:11)嬀/color] Gz.|]:1

那向您请教一下，如果改为固定4倍倍率，使用复消色差镜片的话能不能把镜头重量限制在50克之内？

镜组的设计能否简化许多~

kimclps

2014-03-02 00:06

要成像品質較好的克卜勒方式(中間成了一次實像，而非伽利略式的虛像)，最基本的就要上述的
三個部分組成；每部分最少一組複消色差鏡片，所以最少鏡片數是6片(一般都大於這個數目)。
單是外筒以1mm厚度(一般不只)計算、鋁材質構成，長度約210mm，重量就要48公克；加入內筒、
鏡片、彈著點調整鈕等組件，50公克是沒有希望達成的目標。

端着相机的驴

2014-03-02 22:59

kimclps:要成像品質較好的克卜勒方式(中間成了一次實像，而非伽利略式的虛像)，最基本的就要上述的 t7aefV&_,
三個部分組成；每部分最少一組複消色差鏡片，所以最少鏡片數是6片(一般都大於這個數目)。 4\iOeZRf
單是外筒以1mm厚度(一般不只)計算、鋁材質構成，長度約210mm，重量就要48公克；加入內筒、 'DCTc&J['
鏡片、 ..(2014-03-02 00:06)嬀/color] , K~}\CR

谢谢前辈~

根据您提供数字，我确定现有想法是有很大问题的~

首先210mm的长度过长了，其次重量可能过高~

我重新整理了一下需求，请您再予以指点：

出瞳距不变，仍为28-37英寸，固定倍率4倍或者6倍，焦点固定至10m至∞范围，不超过60mm长度

前几天转摄影器材城，看到摄像机用的长焦附加镜的效果也很好，不知道可以不可以~

kimclps

2014-03-04 22:55

佩服你的精神，不過我沒有好的答案可以給你。
分兩方面來談，

<1>克卜勒方式
      (優點)成像品質較好、可以有較高的倍率、中間有實像存在，因此可以放置十字線做瞄準用。
      (構成)物鏡、正立系統(透鏡或菱鏡)、目鏡。
       (1) 要有較長的出瞳距，目鏡焦距就需要比一般的rifle scope的目鏡焦距長；因為不知道需求的
           實視界是多少，無法規畫較正確的數值，但是65mm以上的焦距應該是跑不掉。而以複消色
           差鏡片而言，長度大約就是焦距值再加上一部分鏡片厚度。
       (2) 以4倍而言，假設正立系統貢獻2倍的話，物鏡焦距=130mm。它也是複消色差鏡片，長度
            就是大於130mm一點。
       (3) 再加上正立系統長度，總長210mm是較保守的估計。
       (4) 雖然可以使用加入透鏡減縮某種程度長度的做法，但也有限制；粗略的估計，180mm以
            下的長度要求，採用克卜勒型式就變成不合理的規畫。
       (5) 另外，以37"出瞳距計算，如果實視界為半角0.5度時，4倍情況，目鏡大小約為
             2*4*37*25.4*tan0.5=65.6mm，實在太大了。我對射箭不了解，這樣的出瞳距會不會太長
             了?

<2>伽利略方式
        (優點)長度較短、成正立虛像，只由物鏡和目鏡構成，不需正立系統。
        (缺點)成像品質較差，只能用在低倍率、沒有中間實像，難以安置十字線。
       (1)這個方式需要先知道出瞳距和實視界才能規畫，因此目前無法回答長度上可不可行的問題。
       (2)但，倍率是個很大的問題。你是攝影師，長焦附加鏡就是伽利略的結構；你可曾看過高於
            兩倍的長焦附加鏡?4倍、6倍更不用說了。

端着相机的驴

2014-03-05 14:21

kimclps:佩服你的精神，不過我沒有好的答案可以給你。 ,aZ[R27rpL
分兩方面來談， C_}]`[
<1>克卜勒方式 KxJ!,F{>H
(優點)成像品質較好、可以有較高的倍率、中間有實像存在，因此可以放置十字線做瞄準用。 Uiw2oi&_
.......(2014-03-04 22:55)嬀/color] K<3A1'_

了解，谢谢您专业的分析~

我差不多有一个清晰地概念了~

谢谢~

kimclps	2014-03-07 20:32
不客氣!

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