Конструкция современных биноклей

Бинокли: разглядеть всех → Конструкция современных биноклей

Конструкция современного бинокля, как и любого другого оптического прибора, достаточно сложна. Здесь можно выделить два типа оптических схем: Галилея и Кеплера.

Ниже подробно будет подробно рассмотрена каждая из этих схем.

Бинокль Галилея

Особенностью строения галилеевского бинокля является использование длиннофокусной собирающей линзы (или блока из нескольких линз). Рассеивающая линза является окуляром. В таком бинокле используется выпуклый объектив и вогнутая линза окуляра. Бинокль Галилея дает прямое изображение предметов, поэтому никаких дополнительных компонентов, чтобы переворачивать изображение, не содержит (это обеспечивает его компактность и простоту строения).

Опять же из-за простого строения бинокля потеря света в нем минимальна, поэтому бинокли Галилея обладают высокой светосилой и могут быть использованы в ситуациях плохой освещенности. Однако есть у таких биноклей и серьезные недостатки. Это, во-первых, малое поле зрения, особенно ощутимое при больших увеличениях), а, во-вторых, небольшая кратность (от 2,5 до 4). Плюс ко всему, такие бинокли формируют мнимое изображение, которое нельзя спроецировать на экран, а также применить к нему измерительную сетку. Использование системы Галилея (благодаря таким ее особенностям, как малая длина и прямое изображение) удобно для театральных биноклей, увеличение которых варьируется обычно от двух до трех крат.

Бинокль Кеплера

Оптическая система Кеплера является на сегодняшний день наиболее распространенной.

Труба Кеплера состоит из двух собирающих линз (длиннофокусная и короткофокусная).

Большая длина такой оптической системы является одним из ее основных недостатков. И чем больше увеличение, тем длиннее система Кеплера. Другим недостатком биноклей Кеплера является тот факт, что объектив такого бинокля создает перевернутое действительное изображение. Для того, чтобы наблюдать объект в прямом его положении, бинокль оснащен дополнительной оборачивающей системой. Сначала такие системы были линзовыми (в этом случае две дополнительные собирающие линзы располагались между объективом и окуляром). Но это серьезно сказывалось на длине трубы, которая еще больше увеличивалась (что было крайне неудобно для наблюдения).

В 19 веке удалось решить эту проблему. Немецкая компания Carl Zeiss выпустила бинокли с гораздо меньшей длиной труб, благодаря установке между объективом и окуляром призм, которые «ломают» оптическую ось трубы. Таким образом, призменные оборачивающие системы состоят из стеклянных призм, которые действуют как зеркала и тем самым сокращают длину всей системой. Но здесь стоит оговорить, что сокращение длины всей системы приводит к тому, что увеличивается масса прибора. Сегодня существует два типа призм, использующихся в оптических системах Кеплера: двойная призма Порро и призмы с крышей.

Призма Порро названа в честь итальянского оптика Игнацио Порро (19 век). Бинокли такого типа оснащены двойной призмой Z-образной конфигурации (при этом одна призма наполовину перекрывает другую и повернута к ней под углом 90 градусов). Такие линзы позволяют не только уменьшить длину оптической трубы, но и увеличить перископичность бинокля.

Бинокли с призмами Roof (призмы с крышей) располагают более сложной системой, в которой обе призмы целиком перекрывают друг друга, а окуляр и объектив располагаются строго на одной прямой (это значительно уменьшает габариты бинокля, а также снижает светорассеяние внутри системы).

В чем же существенная разница Porro- и Roof-призм? Во-первых, разница заключается в цене и портативности (бинокли оснащенные Roof-призмами гораздо дороже и располагают меньшими габаритами). Но в свою очередь, бинокли с Porro-призмой передают гораздо более яркое изображение. Также Porro-призмы лучше справляются с проблемой двоения изображения.

Кстати одним из главных достоинств системы Кеплера по сравнению с системой Галилея стало наличие промежуточного изображения в фокусе объектива, куда можно поместить измерительную сетку (для точных вычислений углов и расстояний).

Система Кеплера обычно используется в биноклях большого увеличения (например, в морских и астрономических биноклях).

Новые оптические технологии

Асферические компоненты. Такие компоненты помогают уменьшить хроматическую аберрацию (размытые фиолетовые контуры), а также предотвращают падение контраста изображения.

Бинокли с переменным увеличением. Такие бинокли благодаря наличию подвижного оптического блока позволяют изменять фокусное расстояние окуляров (перепад увеличений обычно не превышает трех крат). Но, несмотря на привлекательность таких моделей, нельзя не отметить ухудшение качества изображений таких биноклей по сравнению с их аналогами с постоянным увеличением.

Особенности конструкции корпуса.

Водонепроницаемость и азотное наполнение. Водонепроницаемые бинокли предназначены для наблюдения в неблагоприятных условиях и отличаются герметичной конструкцией, которая препятствует попаданию влаги во внутренние полости (некоторые модели могут выдержать погружение в воду на 1-5 метров). Внутреннее пространство многих таких моделей заполняется азотом, что препятствует запотеванию внутренних оптических поверхностей при резких перепадах температуры.

Плюс к этому, некоторые модели (например, морские бинокли, а также бинокли для охотников) часто снабжаются встроенными компасами, а также имеют обрезиненные корпуса.

---

 
Г. С. Ландсберг
Оптика
Твердый переплет (2006)
 
Шестое стереотипное издание учебного пособия по основам оптики. Предыдущее - пятое - издание (1976 г.) было переработано и существенно дополнено учениками и сотрудниками Г.С.Ландсберга.
 

---

 

Мой шпион
Современная компьютерная программа, с помощью которой обладатели персональных компьютеров смогут установить незримое наблюдение за своим рабочим местом в свое отсутствие
Программный продукт (2005)
 
Информация - самая большая ценность в современном мире. И в бизнесе, и в личной жизни своевременное получение важных сведений может стать решающим.
 

---

 

Подглядывающий
L'Uomo che guarda
DVD (2005)
 
Катарина Василисса и Франческо Касале ("Каким ты меня хочешь", "Джинджер и Фред") в фильме "Подглядывающий". Культовый фильм мэтра киноэротики Тинто Брасса.

Автор: Галетич Юлия
Дата публикации: 02.04.2009
Перепечатка без активной ссылки запрещена