瞄準鏡
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望遠鏡式瞄具（英語：telescopic sight）或稱瞄準鏡（scope）、照準鏡、准鏡，在中國大陸也稱白光瞄準鏡，是一種利用折射望遠鏡原理的光學瞄具。瞄準鏡可用於各種需要精確觀瞄的系統，但與其它形式的瞄具如機械瞄具、紅點鏡和激光瞄準器等一樣，最常見的還是在單兵輕武器尤其是步槍上使用，因此也稱步槍鏡（riflescope）。瞄準鏡的光學系統通常在合適位置配備有標線（reticle），能夠在放大目標圖像的基礎上給使用者提供精確的瞄準參照，其光學部分可結合其它光電技術成為在低光和夜視情況下使用。近年來，結合了增強現實和虛擬現實技術、甚至能無線通信和數據共享的「智能」瞄準鏡（smart scope）也開始被推向市場，加強單兵作戰能力。
早期的瞄準鏡是用鏡環通過螺釘直接固定在機匣上，後來則部分使用夾鉗設計固定在倒楔形（「燕尾」式）的導軌上，讓瞄具的安裝和使用更方便。二戰結束後，六邊形截面的韋弗式導軌出現並逐漸在民用市場普及。1990年代早期，美國陸軍部下令將韋弗式導軌標準化，皮卡汀尼導軌因而出現並在1995年成為北約軍用標準，之後在2009年被公制化改進的北約附件導軌取代。目前各國軍隊的新型制式步槍幾乎都能搭載光學瞄準鏡，但因瞄準鏡價格高，普及程度就各有差異[1]。
歷史
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用光學儀器協助射手瞄準槍械的試驗其實最早在17世紀早期就開始了，並且之後兩個世紀內出現過許多設計，但因為當時的技術水平這些瞄具的性能十分有限，基本上從來就沒有用於過實踐。隨着文藝復興時期玻璃鏡片製造技術的不斷進步，利用光學折射原理進行放大觀測的複雜光學儀器開始出現，比如16世紀末發明的光學顯微鏡。1608年，最早的折射望遠鏡由三個荷蘭眼鏡技師發明，並在之後三年內先後被伽利略和開普勒兩人進行了設計上的改進。而18世紀上葉消色差透鏡的發明，使得便攜尺寸的望遠鏡開始出現。因為望遠鏡能讓人觀測到肉眼很難看清的遠處目標，因此被廣泛用於天文、航海和戰場偵查觀測上。隨着線膛槍的發明，火器的精度和有效射程不斷上升，因而用望遠鏡輔助槍械進行遠程觀瞄的需求也越來越高。
真正意義上的槍械瞄準鏡是於1835至1840年間發明的。根據1844年出版的《The Improved American Rifle》一書記載，旅美英國工程師約翰·R·查普曼（John Radcliffe Chapman，1815～1899）和當時著名的美國槍匠摩根·詹姆斯（Morgan James，1815～1878）兩人合作設計發明了被稱為「查普曼-詹姆斯瞄具」（Chapman-James sight）的望遠鏡式瞄具。1855年，紐約工程師威廉·馬爾科姆（William Malcolm，1823～1890）將瞄準鏡的設計改進並商業化，使用了望遠鏡所用消色差透鏡，增加了風偏修正和仰角修正。這些瞄具的放大倍數在3至20之間（也許更高）。馬爾科姆公司設計的6倍放大瞄準鏡（當時稱為Hi-Lux型）和其它相似規格的瞄準鏡——比如同時期佛蒙特州珠寶商L. M. Amidon生產的瞄準鏡，以及同時期的大衛森（Davidson）和帕克黑爾（Parker Hale）瞄準鏡——早在南北戰爭中就成為精確射手步槍上的常見配具。[2][3][4][5]
1880年，奧地利施特龍斯多夫的皇家林業委員August Fiedler發明了早期的小型化望遠瞄準鏡。[6]之後長適眼距的瞄準鏡開始出現，比如二戰時期德國Kar98k步槍上的Zf-41瞄準鏡。最早用於實戰的便攜式低光/夜視瞄準鏡是二戰時期德意志國防軍配備StG44突擊步槍使用的Zielgerät 1229「吸血鬼」瞄準鏡，從1944年一直服役至二戰結束。
種類
[編輯]固定倍數
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最先出現的瞄準鏡本質上就是改進的老式折射望遠鏡，只有固定不變的放大倍數。這類瞄準鏡完全使用後焦平面（第二焦平面）的標線設計，結構相對簡單也更加耐用。在20世紀中葉之前幾乎所有的軍用和狩獵用瞄準鏡都是10×以下的固定倍數，但現今除了狩獵之外只有極少數型號（比如美國海軍的SWFA 10×42 SS）還在軍隊服役。
可變倍數
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可以變換放大倍數的瞄準鏡使用目鏡前方的一個縱軸撥環來改變放大鏡組（magnifier group）的位置，因此達到能改變與物鏡之間焦比的效果。這種功能的優點是可以適應不同觀察需求的使用情況，比如用低倍數的寬視野進行籠統的目標搜索，然後調節到高倍數來觀察目標細節；缺點是因為內部活動部件更多，做工質量更容易出瑕疵，在惡劣環境下的耐用性也不如固定倍數的瞄準鏡。
因為放大鏡組所在的位置通常在正像鏡組（erector lens group）和第二焦平面之間，如果標線是設在第一焦平面的位置，則變換倍數時目標圖像會和標線一起變化；但如果標線設在第二焦平面，變換倍數時則會出現圖像變但標線不變的情況。如果使用的是有角度測量功能的標線，那麼標線的刻度只在指定的一個倍數（通常是最大倍數）才會準確，其它倍數下必須使用數學公式進行校準。許多製造商為了方便用戶計算，通常會設計刻度在10×倍數時準確的標線。
低倍可變式
[編輯]近年來，為了更好應對巷戰和特種作戰中對兼顧近戰速射和中/遠程觀測以及精確射擊能力的需求，一些低放大倍數範圍的瞄準鏡開始被市場所青睞。這類低倍可變式光瞄（low-power variable optics，簡稱LPVO）的最低倍數只有1×，在近戰時不會犧牲周邊視野，可以當成反射/全息瞄具一樣使用；在遠距離時可以迅速調節到更高倍數（早期最高是4×，後期常見的是6×和8×，甚至10×）幫助搜索、觀測和瞄準目標。因為放大倍數範圍較低，LVPO對採光量的要求並不是很高，因此許多型號的物鏡並不需要特別加寬，常常與鏡管尺寸相同，使得整個鏡體前部呈「直筒」狀而不是普通瞄準鏡常見的「茶杯」狀。
稜鏡式
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傳統的瞄準鏡使用中繼透鏡作為正像鏡組來保證目鏡傳出的圖像不是倒置的。這種設計的路是直線的，優點是可以達到的光學性能上限很高，但缺點是長度和重量通常都很大。近幾十年內開始推廣的一種新式瞄準鏡則使用袖珍單筒/雙筒望遠鏡和觀瞄鏡中常常使用的屋頂稜鏡設計[7][8]，將直線的光路改為在稜鏡內多次全內反射後在傳到目鏡上。這類稜鏡式瞄準鏡（prismatic scope）或「稜鏡瞄」（prism sight）的標線是蝕刻在稜鏡壁上的，並可以通過在稜鏡外側設置光源來達到標線照明作用。稜鏡瞄準鏡可以像其它瞄準鏡一樣調整目鏡的聚焦來校正使用者的近視、遠視和散光[9][10]，尺寸和重量都比傳統的瞄準鏡小得多，但能夠獲得的放大倍數十分有限（不超過5×），而且通常沒有任何視差調節的功能。絕大部分稜鏡瞄準鏡都是固定放大倍數的（通常是3×或4×），主要用在突擊步槍上使用，因為短程/中程射擊並不需要視差修正和很高的放大倍數也能保障命中率。
現役最著名的稜鏡瞄準鏡是美國Trijicon公司生產的「先進戰鬥光學瞄準鏡」（ACOG），在反恐戰爭中被美國陸軍、海陸和SOCOM的輕步兵廣泛使用[11]。加拿大陸軍則使用ELCAN公司生產的稜鏡瞄準鏡，其中Specter DR/TR系列有一個專利設計可以允許用扳杆在1-4×或1-3-9×之間進行可變放大。在進入2010年代之後，許多其它槍械瞄準鏡製造商（比如Vortex和Primary Arms）也開始在民用市場上推出了自己設計的稜鏡瞄準鏡。中國人民解放軍在2019年10月1日的建國70年閱兵式上也展示了配裝QBZ-191自動步槍的QMK152稜鏡瞄準鏡。
數位式
[編輯]在進入21世紀後，一些廠商開始嘗試着將光電工程技術和信息技術融入到瞄準鏡設計之中。比較初級的改進就是將HUD顯示疊加在光學圖像上形成增強現實的效果，主要是將一些外部設備（比如激光測距儀、風速計和彈道計算器）採集的數據在不打斷瞄準的情況下直接以視覺形式提供給射手，一些型號（比如SIG Sauer的BDX系列）還可以利用無線通訊技術（比如藍牙）在不同射手的裝備之間進行即時的信息共享。
另一些新型的瞄準鏡（比如ATN的X-Sight系列和Pulsar的Digex C50）則直接採用虛擬現實技術，將物鏡收集的光學圖像通過圖像傳感器轉化為數字化信號經過圖形處理器進行信息介入後再重新在目鏡中成像，與其說是瞄準鏡倒不如說是一種瞄準鏡形態的數碼相機。因為不需要維持從物鏡到目鏡的光路完整，這類新式瞄準鏡完全不需要任何正像鏡組和相應的調節機械，只需在鏡管內容納微處理器芯片和集成電路，並且完全沒有校正視差的需要（因為標線完全是虛擬的），但其圖像清晰度受限於傳感器感光度、雜訊處理能力和目鏡內平板顯示器的分辨率，在現有技術下視覺清晰度仍遜色於傳統的光學瞄準鏡。這種全數字化瞄準鏡的真正潛力在於其數碼攝影和圖像處理的智能化，可以使用數字化濾鏡功能主動適應不同光線條件（包括低光和夜視），還可將激光測距儀和彈道計算器的功能直接融入到瞄準鏡設計之中並即時提供所需的彈道校準信息。同時，數字化瞄準鏡還可以將射手觀察到的事物以錄影形式存儲，並用無線通訊技術即時共享給周邊移動設備的APP上，使得他人也可以隨時同步觀察目標。
規格
[編輯]望遠鏡式瞄具的規格通常用光學放大倍數和物鏡直徑兩組參數來形容，比如「10×50」就代表了10倍放大、50公釐（2.0英寸）的物鏡直徑。一般來說，大的物鏡由於能收集更多的光線，能提供長的適眼距，因此目鏡的圖像更為清晰。固定放大倍數的瞄準鏡需要根據具體需求決定放大倍數和物鏡直徑。
有些瞄準鏡則具有可變倍率的功能，可以應對不同距離、目標和光線條件下的觀瞄需求。比如低倍數放大具有更廣的視野。可變倍率瞄準鏡的型號表示為：最低倍數-最高倍數×物鏡直徑，比如「3-9×40」代表着可在3～9倍之間變換的40毫米物鏡直徑的瞄準鏡。
讓人容易糊塗的是，歷史上德國（以及其他歐洲國家）的老式瞄準鏡曾使用另一套描述系統來形容規格。第二段數字不表示物鏡直徑，而表示「採光度」。比如一款「4×81」的瞄準鏡的圖像要比「2.5×70」明亮。但是物鏡直徑對圖像亮度沒有絕對的直接聯繫，因為亮度也可以受放大倍數影響。早期的瞄準鏡物鏡也通常比現代瞄準鏡要小，「4×81」的物鏡直徑大約是36毫米，「2.5×70」則是大約21毫米。採光度等於出瞳直徑的平方，出瞳直徑等於物鏡直徑除以放大倍數，比如4倍放大的36毫米物鏡的採光度就是(36/4)2=81，也就是「4×81」。
主鏡管
[編輯]不同的瞄準鏡有着不同的主筒尺寸、材料、製造工藝和表面加工。鏡管的外直徑通常在19公釐（.75英寸）至40公釐（1.57英寸）之間，但現今市面上最常見的是25.4公釐（1英寸）和30公釐（1.2英寸）兩種，而一些用於遠程精確射擊的高端型號則是34公釐（1.3英寸）。鏡管的內直徑影響了光線可以通過的面積、鏡片等部件可安裝的體積，以及仰角和風偏調節的極限。用來做長距離或低光環境下觀瞄的瞄準鏡通常擁有更粗的鏡管。同時更大的鏡管直徑還可以在不犧牲內部空間的情況下增加管壁厚度，增加整個鏡體的耐用性。
光學參數
[編輯]因為瞄準鏡通常是根據用途來制定設計指標的，因此經常會迎合一些專業的光學參數， 比如：
- 放大倍數（magnification）：物鏡與目鏡的焦距比。10倍的放大倍數所產生的圖像相當於縮短目標距離10倍後觀察到的圖像。放大倍數應根據使用目的決定：小倍數具有寬視野，且受震動影響小，但不利於觀察目標細節；高倍數放大的圖像分辨率很高，但視野較窄且對穩定性的要求高。
- 出瞳直徑（exit pupil）：光線經過目鏡匯聚後，在目鏡後形成的亮斑的直徑。瞄準鏡內部的鏡片和光闌會將收集到的光過濾集中到一道光束上，這就是出瞳光。出瞳光束的直徑相當於物鏡直徑除以放大倍數。因為任何從目鏡匯聚放射出的光線必須經過人眼的瞳孔後進入視網膜成像，因此為了能最有效的讓人看到最明亮清晰的圖像，出瞳直徑應該等於人類瞳孔的直徑（白天大約為3毫米，夜晚最大可達7毫米左右）。越大的出瞳直徑，給人感覺成像的亮度也越大。大於瞳孔直徑的出瞳直徑會導致光束周邊多餘的光線都被虹膜阻攔而被「浪費」掉；而如果出瞳直徑小於瞳孔直徑或僅部分出射光被瞳孔接收，則會產生暈影現象使得有效視野縮水，大大增加觀瞄的難度。另外，較小的出瞳直徑意味着眼睛必須在目鏡後方確切的位置，這不僅使得瞄準速度下降，更會使射手感到疲憊。因此，絕大多數使用者在選擇瞄準鏡時都會考慮選用稍微大於瞳孔直徑的出瞳直徑。
- 適眼距（eye relief）：能在避免暈影清楚看見影像的情況下眼睛與目鏡間所允許的最大距離，目鏡焦距越長，適眼距越長。常見的望遠鏡的適眼距可以在25公釐（0.98英寸）到100公釐（3.9英寸）以上。槍械上所用的瞄準鏡通常為了避免觀瞄時穩定困難或者目鏡因為後坐力而磕碰使用者的臉和眼睛，都會採用較長的適眼距。手槍或一些特殊設計的槍械，比如偵查步槍（scout rifle （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），比較著名的例子是斯泰爾斥候步槍），甚至會使用150公釐（5.9英寸）以上的長適眼距（long eye relief，簡稱LER）瞄準鏡。戴眼鏡者由於眼睛與目鏡距離更長，因此有可能需要長適眼距的瞄具。
抗震指標
[編輯]不同結構指標的瞄準鏡可以承受不同強度的震動，因此會影響可以配備槍械的選項。絕大多數市面上的普通瞄準鏡基本上都可以承受全威力步槍彈產生的後坐力，但可能會應對不了加量裝藥的手裝彈和麥格農彈，因此在使用時必須認準其設計上的抗震指標（shockproof rating），否則會因為內部零件受震鬆動而產生故障甚至損壞。
而最反直覺的是，在瞄準鏡中對抗震指標要求最高的其實是專用在彈簧氣槍上的瞄準鏡，原因是彈簧氣槍的工作原理會在很短時間內產生前後兩股坐力，而絕大部分瞄準鏡在設計時只考慮了承受向後的單向坐力。因此在使用彈簧氣槍時，特別要注意廠方是否聲明了鏡體是「airgun-rated」，否則會出現內部結構（特別是正像鏡組的復位彈簧）在瞬間雙向震動下鬆動錯位因而導致瞄準鏡失靈的情況。
防霧功能
[編輯]在低溫條件下，瞄準鏡內部可能存在的水蒸氣可能會凝結並附着在鏡片內側造成霜霧，從而遮擋射手的視線。為了應對這種情況，大部分瞄準鏡在生產環節中會在封閉鏡體時向鏡內注入惰性氣體，來驅逐可能殘留在鏡內的潮氣。最常見的注入氣體是氮氣，但是一些生產商也會使用分子直徑更大（因此也更不容易漏出消耗掉）的氬氣。
標線
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標線（reticle）也稱分劃線（graticule，英國叫法），是瞄準鏡上最重要的部分之一，因為它直接為使用者提供了可靠一致的目測參照物。瞄準鏡的標線種類很多，從最簡單的十字線到可以用來準確估算目標距離、補算子彈下墜和風偏的複雜標尺。利用標線，射手可以校正瞄準角度，也可以估算目標物體的距離和大小。
從製造工藝上來說，瞄準鏡的標線主要有絲線式（wire reticle）和蝕刻式（etched reticle）兩種。絲線式標線是最老的款式，由金屬絲或布絲製成，通常安裝在鏡筒內合適的位置；蝕刻式標線則是將標線圖案直接刻畫到鏡內的光學部件之中，與瞄準鏡的光學系統成為一體。如果加以背景照明，絲線式標線通常會反射一部分照明光，因此不會保持完全黑暗的高對比度；蝕刻式標線則會在背景照明下保持完全黑暗，因此蝕刻式標線更佳。蝕刻式標線還可以提供更加靈活的圖案設計，一些製造商甚至提供客戶自己設計的特製圖案。在高端型號和價碼的瞄準鏡中，通常是蝕刻式標線一統天下，但是絲線式標線仍然在低端價格的瞄準鏡中占有一席之地。
圖案種類
[編輯]尖頭柱
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最簡單最原始的一種瞄準鏡標線實際上就是一條從底部延伸到中心的尖頭粗線，用來模擬機械瞄具中常常使用的柱狀準星。這種尖頭柱標線在早期是由真正的金屬細棍製成，但是後期則是直接蝕刻在玻璃里，並且可能配以水平軸幫助射手瞄準。這種標線的瞄準鏡在第二次世界大戰時曾被德軍狙擊手普遍使用，因此也稱為「德式1號」（German #1）標線。在二戰後，英國陸軍的FN FAL、L7、SA80和L108A1等輕武器上也裝備了SUIT和SUSAT等使用尖柱標線的瞄準鏡，這些瞄準鏡也被澳大利亞、新西蘭、西班牙、瑞典、喀麥隆和阿曼等國的陸軍所使用。
現代一些型號的瞄準鏡里則只在中央位置刻畫一個較粗的「∧」（俗稱chevron，通常是紅色）作為指向中心的「箭頭」，將從底到中的粗線完全取消以便省出空間刻畫其它標線圖案。一些專心設計的標線（比如Primary Arms的ACSS系列標線）甚至會利用「∧」字符本身的高度和寬度作為簡易刻度來輔助校正仰角和風偏。
十字線
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另一種簡單也原始的標線是十字線（crosshair），使用兩條分別代表水平軸和垂直軸的交叉線來提供瞄準參照。十字線最初是由天然的毛髮（其英文名稱的來源）、絲線甚至蜘蛛絲製造，現今通常使用可以塑形調整寬度的金屬絲或複合材料來製造，或者使用蝕刻在鏡片內的墨線。絕大多數現代瞄準鏡標線其實都是從十字線基礎上衍生出來的設計。
十字線簡單廉價、耐用可靠，適合用來瞄準高對比度的簡單目標，但是在較細的十字線在複雜背景前會發生看不清的問題。較粗的十字線通常不會失落在複雜背景中，但是會更加遮擋目標圖像，並且沒有細十字線的精度高。因為這個原因，現代十字線設計通常會使用兩種方案來應對：一種是目標點（target dot）或圈標線（circle reticle），也就是在較細的十字線的中心設置一個相對較粗的准心，或在准心周圍設置一個同心圓圈，這樣即使看不清十字線也有瞄準參照；另一種是重疊十字線（duplex crosshair），也就是使用較粗的十字線但在接近中央的區域改為較細（如同粗細兩條線疊加起來一樣）來追求精確，而且即使看不清准心也可以用周圍的粗線迅速目測到正中位置。
一些重疊十字線還可以用來估算距離，比如「30/30標線」就是在（4倍放大的情況下）細十字線的寬度和高度都是30角分，這樣使用者就能以此為參考估算目標周圍的距離。相似的例子還有洛伊波爾德製造的16角分重疊十字線，在180米距離時視野中心相對的兩條粗線端點的距離為大約83.8厘米；若已知物體大小約為40厘米，在瞄具中的圖像占據了端點至端點的空間，那麼物體大約在90米的距離外，這樣射手就可以補充子彈下墜（通過距離估算）以及補充風偏影響（通過風速儀或旗幟等物品估算）。當然需要注意的是在山坡上射擊時有時需要刻意舉高或舉低，修正時需要知道山坡的斜率。而且單純依靠沒有刻度的十字線去估算彈道，誤差會很大，特別是在遠距離瞄準時。
密位式標線
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許多現代瞄準鏡標線在設計上都可以根據對角（subtension）比例畫有刻度，利用基線測距（stadiametric rangefinding，通俗簡稱「milling」）原理來估算目標距離，或通過已知距離來估算物體的大小，其中最有名也是最受歡迎的設計就是密位式標線（milling reticle）。而最常見的是密位點標線（mil-dot reticle），也就是在十字線的基礎上於距離准心每毫弧度（即「密位」mil）的間隔位置上布有一個小點[12]讓使用者可以在已知目標尺寸的基礎上利用密位值反向估算出大概精確的距離，並且用來補算子彈的下墜和風偏度。在北約國家的軍方和警方中已經廣泛使用密位點及其類似的密位刻度標線（mil-hash reticle），並且統一使用手動調整值為0.1密位的瞄準鏡，同時狙擊小組中觀測手與射擊手之間的計算通話也以密位為單位標準。
利用密位點估算距離的數學公式是「目標距離＝目標長度或寬度÷目視密位值×1000」，一個尺寸為1米的物體在1000米距離上恰好是占有1密位。舉個例子，如果使用者在瞄準鏡中看到一個高度為1.8米的物體占了3密位的高度，那麼目標距離就是1.8米÷3×1000＝600米。
與密位式標線相似的是角分式標線（MOA reticle），也就是在距離准心每個角分的間隔位置上布有一個小點或刻度，在幾何學原理上和密位式完全相同的，唯一的差別是刻度間距的標準不同。角分式標線在北美的民用市場比較常見，原因是一角分在100碼距離上大致等於1英寸（其實是π÷3≈1.047英寸），相比起通常用於計算公制單位的密位式標線，仍然使用舊式英制單位的美國民間對角分主觀上更加習慣認同一些。
「聖誕樹」標線
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因為在長距離射擊的時候，外彈道會帶有很明顯的下墜，而且側向風吹對彈道的影響也尤其明顯，因此射手在連續射擊時經常需要採用瞄準目標側上方某處的方式來迅速修正彈着點。這種不依賴機械調節瞄準鏡的校準方法稱為「置瞄」（holding），通常將瞄向目標上方稱為「上置」（holdover），將瞄向上風位置稱為「前置」（leading，在美國也俚稱「肯塔基風偏」）。許多為遠程射擊而設計的刻度式瞄準鏡會在准心下方的兩個象限（第三和第四象限）中額外畫有參照標識來幫助射手調整——通常是間隔0.2密位或0.5角分的小點或「+」符號。這些參照標識組成的密集排列通常越靠下方覆蓋的寬度越大，使得整個陣列呈等腰三角形或等腰梯形，在中央垂直軸標線的襯托下形似西方民間用來造聖誕樹的雲杉樹冠。這類「上置式」的標線也因此被俗稱「聖誕樹標線」（Christmas tree reticle）。比較著名的聖誕樹標線包括GAP G2DMR、Horus TReMoR2和H58/H59、Vortex EBR-2B和Kahles AMR等等。
BDC標線
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一些為指定型號槍械和彈藥所設計的瞄準鏡上有彈墜補助（bullet drop compensation，簡稱BDC）的設計，來補助測算平射情況下子彈在重力影響下飛行產生的彈道下墜。這種設計也就是製造廠家在設定一個標準槍口初速和空氣密度條件下，將子彈在不同目標距離上自由飛行的下落距離預先測試好，並且在瞄準鏡的標線上用刻度畫出來，讓使用者可以更加方便迅速的估算射擊時所需的彈道仰角。許多軍用BDC標線的刻度還可以幫助估測距離，常見的方式是用刻度線的橫向長度對應其距離上的普通男性肩寬（約22英寸或56公分）所對應的視野寬度，這樣射手在瞄準時直接找到與目標寬度相應的刻度線後就可以估算距離並立即射擊。
因為彈墜補助設計依賴於預先假設的外彈道條件，因此通常只對某些指定的槍管—彈藥組合有效，如果槍械的型號狀況和彈藥的性能發生了變化，就不再準確了。因為軍用制式槍械和彈藥的型號搭配通常比較標準化，因此在專門為軍用設計的瞄準鏡（比如美制的ACOG和蘇制的PSO-1）上經常會在標線和調整撥盤上畫有預先校對的在特定距離上的彈墜補助刻度。在槍械型號和彈藥搭配更加多樣化的民用市場，彈墜補助較為少見，但是如果客戶願意提供槍彈信息一些製造廠家也會提供相應特製的設計選項。同時彈墜補助設計基本上不考慮偏離預設條件以外的環境因素，潛在誤差在長距離上更為明顯，因此通常只用於不太追求極致精度的中近距離射擊。追求高精度遠程射擊的高端射手基本上不會考慮選擇彈墜補助的標線設計。
聚焦平面
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注意：因為是前焦面設計的瞄準鏡，標線會隨着放大倍數變化也跟着一起被放大
因為瞄準鏡是以折射望遠鏡的原理為基礎設計的，因此鏡內有兩個聚焦平面（focal plane）可以用來放置標線：物鏡與正像鏡之間的第一焦平面（first focal plane，簡稱FFP或1FP，也稱前焦面或物方焦面），以及正像鏡與目鏡之間的第二焦平面（second focal plane，簡稱SFP或2FP，也稱後焦面或像方焦面）[13]。在固定放大倍數的瞄準鏡上，標線放在哪個焦平面上都無所謂；但是如果是可變倍數設計的瞄準鏡，位於第一焦平面的標線會隨着目標圖像一起同步放大或縮小，而位於第二焦平面的標線則會忽視目標保持自己的尺寸不變。
在使用測距型標線（比如密位點）的時候。因為標線和目標間的尺寸比例依賴於放大倍數，第二焦平面設計的標線只在一個指定倍數（通常是最大倍數）上才會發揮可靠的瞄準校正作用，一旦倍數改變就會導致標線上的刻度變得不准。因此計算公式必須考慮到倍數差，成為「目標距離＝目標長度或寬度÷目視密位值×1000×(當前倍數÷指定倍數)」，有些廠家製造的瞄準鏡為了方便這種計算會特意將指定倍數設計在10倍。第一焦平面設計的標線則沒有這個換算問題，但是因為標線隨着放大倍數同步變化，會出現標線變得太粗或太細導致使用者在觀瞄的時候無法同時看清目標或標線，特別是在低光環境下。此外，第一焦平面設計的製作成本通常要高於同等質量水平的第二焦平面設計，因此目前市面上絕大多數中低價碼的主流瞄準鏡除非特殊標明，基本上都是第二焦平面設計的產品。
雖然通常價碼較貴，但是因為使用起來更加方便可靠，越來越多追求精度的射手仍然傾向於第一焦平面的瞄準鏡設計。同時為了解決第一焦平面標線在極端倍數過粗過細干擾圖像的問題，現在一些廠家已經試着推出新的雙焦面（dual focal plane，簡稱DFP）設計的高端產品，只在第一焦平面放置刻度標碼，准心和十字線被挪到了第二焦平面，使用時兩個焦平面的圖像重疊。這種新設計的成本要遠遠高於普通的第一焦平面和第二焦平面產品。
標線照明
[編輯]在低光條件下使用時，標線往往會因為整體亮度太低而難以看清，因此就有了照明標線的需求。能夠根據使用情況來調節照明的亮度是至關重要的，因為太亮的標線會導致射手的瞳孔收縮使其無法看清目標背景。
標線照明通常是由乾電池供電的發光二極管提供的（但也有用其他類型的電子光源），通常由後向前照射在標線上，然後反射到使用者的眼裡。因為紅光對人眼在低光情況下的影響最少，因此通常使用的都是紅光。放射性同位素，比如氚，也可以被用來作為照明標線的光源，通常可以堅持8～10年才會因為放射性衰變喪失亮度。使用氚光源的著名產品有Trijicon的ACOG、ELCAN的C79和Trilux的SUSAT等等。此外，一些產品則使用光導纖維來收集並強化環境光來達到照明效果。
視差校正
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如果目標圖像沒有處在與標線一致的光學平面上（目標的焦面在標線的焦面前方或後方），就會出現視差效應。在這種情況下，人眼在目鏡後方觀察位置的細微變化（比如頭部稍有移動）都會導致標線和準星發生移動到目標的不同位置上，使得瞄準時產生誤差，影響射擊精度。為了應對這個問題，中高端的瞄準鏡通常都有視差校正設計，也就是讓准鏡內部的光學部件可以移動，來調整將標線和目標挪到同一焦面上。視差校正的設計通常有以下幾種：
- 可調物鏡式（adjustable objective，簡稱AO），用可以移動的物鏡組來調整前後焦平面的位置與鏡內固定的標線重合；
- 側面調焦式（side focus，簡稱SF），用主管側面（通常是左邊）的撥盤來調整鏡管內正像鏡組裡的可移動標線的前後位置與焦平面重合。一些追求能夠細微調校的型號會使用較大直徑的撥輪，因此也稱側輪式（sidewheel）。這種設計比AO式更複雜、成本更高，價碼也更昂貴，但是人機工效更優也更受消費者歡迎，因為使用者不需要改變射擊姿態就可以隨意進行調整；
- 後方調焦式（rear focus，簡稱RF），非常罕見的設計，基本上只能出現在固定倍數的瞄準鏡上，調焦撥輪與鏡管同軸並且處於通常倍數輪所在的位置，可以調整第二焦平面標線的前後位置時期與目標圖像的焦平面重合。在固定倍數瞄準鏡上，RF式設計使用起來比AO式更方便（因為撥輪位置更靠近使用者），人機功效雖不如SF式但造價和可靠性上有優勢。
在觀測較遠距離的目標時人眼位置變化產生的視線角度變化，要大大小於觀測較近距離目標時的視角變化。如果只用來瞄準遠距離目標，瞄準鏡即使沒有視差校正設計精度也不會太受影響。因此市面上大部分用來打獵的中低端價位瞄準鏡通常只設計有一個固定的最佳視差距離（通常在100碼），因為打獵距離通常不會超過300碼，對遠程精度的要求並不是那麼嚴格。一些比賽用或軍用的瞄準鏡可能會有固定在200或300碼的視差設定，在比這個距離稍遠或稍近的距離上，即使有細微的視差也通常不會太影響射擊效果。但如果是在凸緣底火槍械、氣槍、手槍、霰彈槍和前膛槍這類有效射程較短的武器上使用，視差造成的影響就不可小視了。因此這類短程武器上使用的瞄準鏡，通常都要求帶有視差校正的設計，有些特殊型號甚至可以把視差設置調整到個位數距離。
調節控制
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因為瞄準鏡其實是有額外特殊功能的折射望遠鏡，是一種複雜的光學儀器，因此能夠細微調控各個部件對發揮所有的潛能來說非常重要。通常在設計上，瞄準鏡會有以下的手動調節控制：
- 目鏡焦度（Ocular focus，也稱ocular diopter）：用來調整標線的聚焦和清晰度。通常處於目鏡周圍。
- 仰角（Elevation）：用來調整標線和准心的垂直位置。通常處於鏡管中央的上方。
- 現今一些高端瞄準鏡會在仰角調整旋鈕上設計有「歸零鎖定」（zero-stop，也稱zero reset或turret reset）功能，讓使用者可以在將瞄準鏡校準後根據自己槍械和使用情況手動將校定的瞄準點鎖定為極限，使得在調整仰角時無法將標線調低於鎖定點，無論如何撥弄都不會失去歸零點。這種設計在長距離射擊需要修正瞄準點時非常有用。
- 風偏（Windage）：用來調整標線和准心的水平位置。通常處於鏡管中央的右邊。
- 放大倍數（Magnification）：用來調整圖像的光學放大程度。通常處於目鏡管前方與鏡管連接的地方。
- 視差（Parallax）：用來調整標線和目標圖像的焦面差。通常處於物鏡周圍（AO式）或鏡管中央的左邊（SF式）。
- 照明（Illumination）：用來調整標線照明光的強度。通常處於鏡管中央左邊（如果沒有SF式視差調節）或目鏡管的上方。
差不多所有現代瞄準鏡都有前三個調節控制，第四個必須是可變倍瞄準鏡上才能找到，而第五和第六個則屬於特殊設計的高端瞄準鏡上才會出現的選項。因為調節旋鈕屬於精密的機械部件，隨着時間可能出現積塵、生鏽、磨損老化的情況，因此使用過度或過少都會造成問題。
在調整仰角和風偏時，很重要的一個指標就是旋鈕的調節值（adjustment value，也稱adjustment increment或adjustment graduation）。因為調節旋鈕內部通常設計有小滾珠，使得每旋轉一個計量刻度時會產生細微的「咔噠」聲和觸感來提醒使用者，因此刻度值常常俗稱為「咔噠值」（click value）。絕大多數中低價碼的瞄準鏡採用的都是¼角分的刻度值，而更加精密的中高端的產品則常常使用0.1密位的刻度值。在選擇瞄準鏡時，非常需要考慮的一個因素就是調節刻度值的單位是否和標線上的刻度單位相符（密位式標線配密位刻度值的旋鈕，角分式標線配角分刻度值的旋鈕），否則在實際使用時會產生麻煩。舉個例子，如果瞄準鏡使用的是密位式標線，但是調節刻度值是¼角分，而1角分大致等於0.29密位，旋鈕每調節一刻度相當於移動標線刻度的13.75分之一，射手在試圖用標線目測校對彈着點時幾乎無法方便的估算需要旋鈕轉動幾個刻度。市面上大多數大眾價位的產品出於成本考慮，用密位式標線也配備了¼角分刻度值的調節旋鈕。如果用沒有刻度的十字線標線，則使用什麼刻度值都無關緊要。
一些老式瞄準鏡甚至沒有仰角和風偏調節功能，而是依賴特殊設計的鏡環或安裝基座來提供調節。一些現代的安裝基座（比如皮卡汀尼導軌）則特別設計有固定前後高度差（比如前傾20角分、40角分甚至60角分）的款式，來輔助瞄準鏡本身進行比較極限的仰角調節，以防對鏡體內部的部件造成太大的機械負擔。一般來說，可調式基座的適應性更強，但固定傾斜度的基座在面對射擊後坐力時更加牢固耐用和可靠。
附件
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瞄準鏡通常可以配有的附件包括：
- 遮光罩（lens hood）：安裝在鏡頭外端來遮擋可能干擾圖像清晰度的雜光，通常安裝在物鏡上用來遮擋強烈日光或是清除槍管熱氣產生的蜃景。一些用有彈性材料製造的遮光罩還可以裝在目鏡一側來緩衝後坐力防止鏡框撞到射手的眼睛和臉上，並方便射手迅速找到最佳適眼距。
- 保護蓋（lens cover，也稱lens cap）：罩在鏡片外部用來保護物鏡和目鏡不因為裸露在外而受到意外損傷，通常有嵌入式（clip on）、套入式（slide over）和翻開式（flip open）三種。
- 濾光器（optical filter）：可以在不同光線條件下有選擇性的過濾所採集到的光譜以便優化圖像質量。
- 防反光板（Anti-Reflection Device，簡稱ARD）：也稱KillFlash®，一種蜂巢孔濾光板，用來減少物鏡反光來防止暴露射手的位置。
- 防激光過濾片（laser filter）：用來保護使用者的眼睛不受外來激光照射傷害，通常在製造時就安裝在瞄準鏡內部。
- 撥輪（index wheel）：可以替換或套在調節旋鈕的外面來方便細微手動調節。
- 保護套（scope cover）：罩在瞄準鏡外面來保護整個鏡體不受日曬雨淋的外套
參見
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 存档副本. [2023-02-18]. （原始內容存檔於2023-04-07）.
- ^ The 1860's Target Rifle. Snipercountry.com. 2000年6月29日 [26 November 2010]. （原始內容存檔於2010年10月24日）.
- ^ Science Civil War Report. Fisher.k12.il.us. [26 November 2010]. （原始內容存檔於2017-08-16）.
- ^ Parker Hale and Davidson telescopic sight. Civilwarguns.com. [26 November 2010]. （原始內容存檔於2018-06-17）.
- ^ Davidson telescopic sight. Thefiringline.com. [26 November 2010]. （原始內容存檔於2017-08-17）.
- ^ Important Dates in Gun History, Compiled and Researched by the American Firearms Institute. Americanfirearms.org. （原始內容存檔於18 November 2010）.
- ^ What is a Prism Scope? Compare Red Dot and Prism Scope – Daily Shooting | Shooting Tips And Reviews. [2022-12-29]. （原始內容存檔於2023-03-31）.
- ^ The Prism Scope vs The Traditional Red Dot Sight – Monstrum Tactical. [2022-12-29]. （原始內容存檔於2023-07-09）.
- ^ Preview: Primary Arms SLx Prism Scope, American Rifleman Staff – americanrifleman.org, Sunday, October 18, 2020. [2022-12-29]. （原始內容存檔於2023-07-09）.
- ^ CPL. Reginald J.G. Wales, The Ultimate Optics Guide to Rifle Shooting, FriesenPress – 2015, pages 126–128
- ^ Low Power Variable Optic vs. Prism Scope for Your Budget AR-15. [2022-12-29]. （原始內容存檔於2022-12-29）.
- ^ http://mil-dot.com （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） How to Get the Most Out of Your Mil-Dot Reticle
- ^ Fred A. Carson, Basic optics and optical instruments, page 4-33
