stringtranslate.com

Бинокль

Бинокль с крышеобразной призмой 8×42 с защитой от дождя и открытыми привязными крышками объектива

Бинокли или полевые бинокли — это два рефракторных телескопа, установленных рядом и направленных в одном направлении, что позволяет наблюдателю использовать оба глаза ( бинокулярное зрение ) при наблюдении за удаленными объектами. Большинство биноклей имеют размер, позволяющий держать их обеими руками, хотя размеры сильно различаются от театральных биноклей до больших военных моделей на пьедестале .

В отличие от ( монокулярного ) телескопа, бинокль дает пользователю трехмерное изображение : каждый окуляр представляет немного отличающееся изображение для каждого глаза наблюдателя, а параллакс позволяет зрительной коре создавать впечатление глубины .

Эволюция оптической конструкции

Галилейский

Бинокль галилеевского типа времен Первой мировой войны

Почти с момента изобретения телескопа в 17 веке, по-видимому, были исследованы преимущества установки двух из них рядом для бинокулярного зрения. [1] Большинство ранних биноклей использовали оптику Галилея ; то есть они использовали выпуклый объектив и вогнутую линзу окуляра . Конструкция Галилея имеет преимущество в представлении прямого изображения , но имеет узкое поле зрения и не способна к очень большому увеличению. Этот тип конструкции до сих пор используется в очень дешевых моделях и в оперных или театральных биноклях. Конструкция Галилея также используется в бинокулярных хирургических и ювелирных лупах с малым увеличением , потому что они могут быть очень короткими и создавать прямое изображение без дополнительной или необычной оборачивающей оптики, что снижает расходы и общий вес. Они также имеют большие выходные зрачки, что делает центрирование менее критичным, а узкое поле зрения хорошо работает в этих приложениях. [2] Они, как правило, устанавливаются на оправу очков или индивидуально подгоняются к очкам.

Кеплеровский

Улучшенное изображение и большее увеличение достигаются в биноклях, использующих оптику Кеплера , где изображение, сформированное объективом, рассматривается через положительную линзу окуляра (окуляр). Поскольку конфигурация Кеплера создает перевернутое изображение, используются различные методы, чтобы повернуть изображение правильно.

Выпрямляющие линзы

В апризматических биноклях с оптикой Кеплера (которые иногда называли «двойными телескопами») каждая трубка имеет одну или две дополнительные линзы ( линзы-ретрансляторы ) между объективом и окуляром. Эти линзы используются для возведения изображения. Бинокли с возводящими линзами имели серьезный недостаток: они были слишком длинными. Такие бинокли были популярны в 1800-х годах (например, модели G. & S. Merz ). Бинокли с «двойными телескопами» Кеплера были оптически и механически сложны в производстве, но потребовалось время до 1890-х годов, чтобы заменить их более совершенной технологией на основе призм. [3] [4]

Призма

Оптические призмы, добавленные в конструкцию, позволили отображать изображение правильно, не требуя большого количества линз и уменьшая общую длину инструмента, обычно используя призматические системы Порро или призматические системы крыши . [5] [6] Итальянский изобретатель оптических инструментов Игнацио Порро работал в 1860-х годах с Хофманном в Париже над созданием монокуляров, использующих ту же конфигурацию призмы, что и в современных биноклях с призмой Порро. На Венской торговой ярмарке 1873 года немецкий оптический конструктор и ученый Эрнст Аббе продемонстрировал призматический телескоп с двумя склеенными призмами Порро. Оптические решения Порро и Аббе были теоретически обоснованными, но используемые призматические системы потерпели неудачу на практике, в первую очередь из-за недостаточного качества стекла. [7] [1]

Порро
Конструкция с двойной призмой Порро

Бинокли с призмами Порро названы в честь Игнацио Порро, который запатентовал эту систему возведения изображения в 1854 году. Более позднее усовершенствование Эрнстом Аббе и его сотрудничество с ученым-стеклодувом Отто Шоттом , которому удалось создать лучший тип стекла Crown в 1888 году, и производителем инструментов Карлом Цейссом привело к тому, что в 1894 году компания Carl Zeiss выпустила на рынок улучшенные «современные» бинокли с призмами Порро . [1] [8] В биноклях этого типа для возведения изображения используется пара призм Порро в Z-образной конфигурации. Это приводит к созданию широких биноклей с объективами, которые хорошо разделены и смещены относительно окуляров , что дает лучшее ощущение глубины. Конструкции с призмами Порро имеют дополнительное преимущество, заключающееся в сгибании оптического пути таким образом, что физическая длина бинокля становится меньше фокусного расстояния объектива. Бинокли с призмами Порро были созданы таким образом, чтобы создавать изображение в относительно небольшом пространстве, поэтому бинокли, использующие призмы, появились именно так.

Для призм Порро обычно требуется в пределах 10 угловых минут ( ⁠1/6⁠ допусков в 1 градус для выравнивания их оптических элементов ( коллимации ) на заводе. Иногда биноклям с призмами Порро требуется повторная юстировка призм для приведения их в состояние коллимации. [9] Качественные бинокли с призмами Порро часто имеют канавки или выемки глубиной около 1,5 миллиметра (0,06 дюйма), отшлифованные по ширине центра гипотенузной грани призм, чтобы исключить качество изображения, уменьшая абаксиальные не формирующие изображение отражения. [10] Бинокли с призмами Порро могут обеспечивать хорошие оптические характеристики при относительно небольших производственных усилиях, и поскольку человеческие глаза эргономически ограничены своим межзрачковым расстоянием, смещение и разделение больших (шириной 60 + мм) диаметров объективов и окуляров становится практическим преимуществом в стереоскопическом оптическом продукте.

В начале 2020-х годов доля коммерческого рынка биноклей с призмами Порро стала второй по численности по сравнению с другими оптическими конструкциями призменного типа. [11]

Существуют альтернативные системы на основе призм Порро, которые находят применение в биноклях небольшого размера, например, призма Пергера , которая обеспечивает значительно меньшее осевое смещение по сравнению с традиционными конструкциями призм Порро. [12] [13]

Крыша
Конструкция призмы «крыша» Шмидта-Пехана
Конструкция призмы Аббе-Кёнига «крыша»

Бинокли с крышеобразной призмой , возможно, появились еще в 1870-х годах в конструкции Ахилла Виктора Эмиля Добресса. [14] [15] В 1897 году Мориц Хенсольдт начал продавать бинокли с крышеобразной призмой на основе пентапризмы . [16]

Большинство биноклей с крышеобразной призмой используют либо призму Шмидта-Пехана (изобретенную в 1899 году), либо призму Аббе-Кёнига (названную в честь Эрнста Карла Аббе и Альберта Кёнига и запатентованную Карлом Цейссом в 1905 году) для возведения изображения и сгибания оптического пути. Они имеют объективные линзы, которые находятся примерно на одной линии с окулярами. [17]

Бинокли с призмами крыши широко используются со второй половины 20-го века. Конструкции призм крыши приводят к тому, что объективы почти или полностью совпадают с окулярами, что делает инструмент более узким и компактным, чем призмы Порро, и более легким. Также существует разница в яркости изображения. Бинокли с призмами Порро и призмами крыши Аббе-Кёнига изначально будут давать более яркое изображение, чем бинокли с призмами крыши Шмидта-Пехана с тем же увеличением, размером объектива и оптическим качеством, поскольку конструкция призмы крыши Шмидта-Пехана использует зеркальные поверхности, которые уменьшают пропускание света .

В конструкциях с крышеобразной призмой оптически значимые углы призмы должны быть правильными в пределах 2 угловых секунд ( ⁠1/1,800⁠ 1 градус), чтобы избежать появления мешающего двойного изображения. Поддержание таких жестких производственных допусков для выравнивания их оптических элементов с помощью лазера или интерференции (коллимации) по доступной цене является сложной задачей. Чтобы избежать необходимости последующей повторной коллимации, призмы обычно выравниваются на заводе, а затем окончательно закрепляются на металлической пластине. [18] Эти усложняющие производственные требования делают высококачественные бинокли с крышеобразной призмой более дорогими в производстве, чем бинокли с призмой Порро эквивалентного оптического качества, и до изобретения фазово-корректирующих покрытий в 1988 году бинокли с призмой Порро оптически предлагали более высокое разрешение и контрастность, чем бинокли с крышеобразной призмой без фазовой коррекции . [17] [18] [19] [20]

В начале 2020-х годов коммерческое предложение конструкций Шмидта-Пехана превысило предложения конструкций Аббе-Кёнига и стало доминирующей оптической конструкцией по сравнению с другими конструкциями призматического типа. [21]

Альтернативные конструкции на основе призм крыши, такие как система призм Уппендаля, состоящая из трех призм, скрепленных вместе, предлагались и предлагаются в небольших масштабах. [22] [23]

Оптические системы и их практическое влияние на форму корпуса бинокля

Оптическая система современных биноклей состоит из трех основных оптических узлов: [24]

Хотя различные призматические системы имеют преимущества и недостатки, обусловленные оптической конструкцией, при сравнении, из-за технологического прогресса в таких областях, как оптические покрытия, производство оптического стекла и т. д., различия в начале 2020-х годов в высококачественных биноклях практически стали несущественными. В ценовых категориях высокого качества можно достичь схожих оптических характеристик с любой обычно применяемой оптической системой. Это было невозможно 20–30 лет назад, поскольку возникающие оптические недостатки и проблемы в то время не могли быть технически смягчены до практической несущественности. Соответствующие различия в оптических характеристиках в ценовых категориях ниже высокого качества все еще можно наблюдать у биноклей с крышеобразной призмой сегодня, потому что хорошо выполненные технические меры по смягчению проблем и узкие производственные допуски остаются сложными и затратными.

Оптические параметры

Параметры, указанные на крышке призмы, описывающие бинокль с 7-кратным увеличением , диаметром объектива 50 мм и полем зрения 372 фута (113,39 м) на расстоянии 1000 ярдов (914,4 м)

Бинокли обычно разрабатываются для конкретных применений. Эти различные конструкции требуют определенных оптических параметров, которые могут быть указаны на призматической крышке бинокля. Эти параметры следующие:

Увеличение

Указанное как первое число в описании бинокля (например, 7 × 35, 10 × 50), увеличение — это отношение фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Это дает увеличительную способность бинокля (иногда выражаемую как «диаметры»). Например, коэффициент увеличения 7 дает изображение в 7 раз больше, чем оригинал, видимый с этого расстояния. Желаемая величина увеличения зависит от предполагаемого применения, и в большинстве биноклей является постоянной, нерегулируемой функцией устройства (исключением являются зум-бинокли). Ручные бинокли обычно имеют увеличение в диапазоне от 7× до 10×, поэтому они будут менее восприимчивы к эффекту дрожания рук. [25] Большее увеличение приводит к меньшему полю зрения и может потребовать штатива для стабильности изображения. Некоторые специализированные бинокли для астрономии или военного использования имеют увеличение в диапазоне от 15× до 25×. [26]

Диаметр объектива

Диаметр объектива , указанный как второе число в описании бинокля (например, 7× 35 , 10× 50 ), определяет разрешение (резкость) и количество света, которое может быть собрано для формирования изображения. Когда два разных бинокля имеют одинаковое увеличение, одинаковое качество и создают достаточно согласованный выходной зрачок (см. ниже), больший диаметр объектива создает «более яркое» [a] [27] [28] и более четкое изображение. [29] [30] Таким образом, 8×40 создаст «более яркое» и более четкое изображение, чем 8×25, хотя оба увеличивают изображение в одинаковые восемь раз. Более крупные передние линзы в 8×40 также создают более широкие лучи света (выходной зрачок), которые покидают окуляры. Это делает просмотр с 8×40 более комфортным, чем с 8×25. Пара биноклей 10×50 лучше, чем пара биноклей 8×40 по увеличению, резкости и световому потоку. Диаметр объектива обычно выражается в миллиметрах. Принято классифицировать бинокли по увеличению × диаметр объектива ; например, 7×50 . Меньшие бинокли могут иметь диаметр всего 22 мм; 35 мм и 50 мм являются обычными диаметрами для полевых биноклей; астрономические бинокли имеют диаметры от 70 мм до 150 мм. [26]

Поле зрения

Поле зрения бинокля зависит от его оптической конструкции и, как правило, обратно пропорционально увеличительной способности. Обычно оно указывается в линейном значении, например, сколько футов (метров) в ширину будет видно на расстоянии 1000 ярдов (или 1000 м), или в угловом значении, сколько градусов можно увидеть.

Выходной зрачок

Маленький выходной зрачок телескопа 25×30 и большой выходной зрачок бинокля 9×63 подходят для использования в условиях низкой освещенности

Бинокль концентрирует свет, собранный объективом, в пучок, диаметр которого, выходной зрачок , представляет собой диаметр объектива, деленный на увеличительную способность. Для максимально эффективного сбора света и самого яркого изображения, а также для максимальной резкости [27] выходной зрачок должен быть по крайней мере равен диаметру зрачка человеческого глаза: около 7 мм ночью и около 3 мм днем, уменьшаясь с возрастом. Если конус света, выходящий из бинокля, больше зрачка, в который он попадает, любой свет больше зрачка тратится впустую. При дневном использовании зрачок человека обычно расширяется примерно на 3 мм, что примерно соответствует выходному зрачку бинокля 7×21. Гораздо больший бинокль 7×50 будет создавать (7,14 мм) конус света больше зрачка, в который он попадает, и этот свет будет тратиться впустую в дневное время. Слишком маленький выходной зрачок также будет представлять наблюдателю более тусклое изображение, поскольку используется только небольшая часть светособирающей поверхности сетчатки. [27] [31] Для случаев, когда необходимо носить с собой оборудование (наблюдение за птицами, охота), пользователи выбирают гораздо меньшие (более легкие) бинокли с выходным зрачком, соответствующим ожидаемому диаметру их радужной оболочки, чтобы они имели максимальное разрешение, но не несли на себе бремя бесполезной апертуры. [30]

Больший выходной зрачок облегчает размещение глаза там, где он может получить свет; подойдет любое место в большом конусе света выходного зрачка. Такая простота размещения помогает избежать, особенно в биноклях с большим полем зрения, виньетирования , которое приносит зрителю изображение с затемненными границами, поскольку свет от них частично блокируется, и это означает, что изображение можно быстро найти, что важно при наблюдении за птицами или дичью, которые быстро двигаются, или для моряка на палубе качающегося судна или при наблюдении с движущегося транспортного средства. Бинокли с узким выходным зрачком также могут быть утомительными, поскольку прибор необходимо держать точно на месте перед глазами, чтобы обеспечить полезное изображение. Наконец, многие люди используют свои бинокли на рассвете, в сумерках, в пасмурную погоду или ночью, когда их зрачки больше. Таким образом, дневной выходной зрачок не является универсальным желательным стандартом. Для комфорта, простоты использования и гибкости в применении более крупные бинокли с большими выходными зрачками являются удовлетворительным выбором, даже если их возможности не полностью используются днем.

Фактор сумерек и относительная яркость

До того, как такие инновации, как антибликовые покрытия, стали широко использоваться в биноклях, их производительность часто выражалась математически. В настоящее время практически достижимая инструментально измеряемая яркость биноклей зависит от сложного сочетания факторов, таких как качество используемого оптического стекла и различные применяемые оптические покрытия, а не только от увеличения и размера линз объектива.

Фактор сумерек для бинокля можно рассчитать, сначала умножив увеличение на диаметр объектива, а затем найдя квадратный корень из результата. Например, фактор сумерек бинокля 7×50 равен квадратному корню из 7 × 50: квадратный корень из 350 = 18,71. Чем выше фактор сумерек, математически, тем лучше разрешение бинокля при наблюдении в условиях слабого освещения. Математически, бинокль 7×50 имеет точно такой же фактор сумерек, как и бинокль 70×5, но бинокль 70×5 бесполезен в сумерках, а также в условиях хорошего освещения, поскольку он будет иметь выходной зрачок всего 0,14 мм. Фактор сумерек без знания сопутствующего более решающего выходного зрачка не позволяет на практике определить возможности бинокля при слабом освещении. В идеале выходной зрачок должен быть по крайней мере такого же размера, как диаметр зрачка глаз пользователя, адаптированных к темноте, в условиях отсутствия постороннего света. [32]

Прежде всего историческим, более значимым математическим подходом для указания уровня четкости и яркости в биноклях была относительная яркость. Она рассчитывается путем возведения в квадрат диаметра выходного зрачка. В приведенном выше примере бинокля 7×50 это означает, что их относительный индекс яркости равен 51 (7,14 × 7,14 = 51). Чем выше число относительного индекса яркости, тем лучше бинокль подходит для использования в условиях низкой освещенности. [33]

Удаление выходного зрачка

Вынос выходного зрачка — это расстояние от задней линзы окуляра до выходного зрачка или точки глаза. [34] Это расстояние, на котором наблюдатель должен расположить свой глаз за окуляром, чтобы увидеть невинетированное изображение. Чем больше фокусное расстояние окуляра, тем больше потенциальный вынос выходного зрачка. Бинокли могут иметь вынос выходного зрачка от нескольких миллиметров до 25 мм и более. Вынос выходного зрачка может быть особенно важен для тех, кто носит очки. Глаз человека, носящего очки, обычно находится дальше от окуляра, что требует большего выноса выходного зрачка, чтобы избежать виньетирования и, в крайних случаях, сохранить все поле зрения. Бинокли с коротким выносом выходного зрачка также могут быть трудны в использовании в случаях, когда их трудно удерживать неподвижно.

Владельцам очков, которые собираются надевать очки при использовании бинокля, следует искать бинокли с выносом выходного зрачка, который достаточно длинный, чтобы их глаза не находились за точкой фокусировки (также называемой точкой визирования). В противном случае их очки будут занимать пространство, где должны быть их глаза. Как правило, вынос выходного зрачка более 16 мм должен быть достаточным для любого владельца очков. Однако, если оправа очков толще и значительно выступает над лицом, следует рассмотреть вынос выходного зрачка более 17 мм. Владельцам очков следует также искать бинокли с поворотными наглазниками, которые в идеале имеют несколько настроек, поэтому их можно частично или полностью убирать, чтобы отрегулировать вынос выходного зрачка в соответствии с индивидуальными эргономическими предпочтениями. [35]

Близкое расстояние фокусировки

Близкое расстояние фокусировки — это ближайшая точка, на которой может сфокусироваться бинокль. Это расстояние варьируется от 0,5 до 30 м (от 2 до 98 футов) в зависимости от конструкции бинокля. Если близкое расстояние фокусировки мало по отношению к увеличению, бинокль можно использовать также для того, чтобы увидеть детали, невидимые невооруженным глазом.

Окуляры

Бинокулярные окуляры обычно состоят из трех или более линзовых элементов в двух или более группах. Линза, наиболее удаленная от глаза наблюдателя, называется полевой линзой или объективной линзой , а та, что ближе всего к глазу, называется глазной линзой или окулярной линзой . Наиболее распространенной конфигурацией Келлнера является та, которая была изобретена в 1849 году Карлом Келлнером . В этой конструкции глазная линза представляет собой плосковогнутый/двояковыпуклый ахроматический дублет (плоская часть первой обращена к глазу), а полевая линза представляет собой двояковыпуклый синглет. Обратный окуляр Келлнера был разработан в 1975 году, и в нем полевая линза представляет собой двояковогнутый/двояковыпуклый ахроматический дублет, а глазная линза представляет собой двояковыпуклый синглет. Обратный Келлнер обеспечивает на 50% большее удаление выходного зрачка и лучше работает с малыми фокусными отношениями, а также имеет немного более широкое поле. [36]

Широкоугольные бинокли обычно используют некую конфигурацию Эрфле , запатентованную в 1921 году. Они имеют пять или шесть элементов в трех группах. Группы могут быть двумя ахроматическими дублетами с двойным выпуклым синглетом между ними или все могут быть ахроматическими дублетами. Эти окуляры, как правило, не работают так же хорошо, как окуляры Келлнера при высокой мощности, потому что они страдают от астигматизма и фантомных изображений. Однако они имеют большие линзы глаза, отличный вынос выходного зрачка и удобны в использовании при более низких мощностях. [36]

Линза для выравнивания поля

Высококачественные бинокли часто включают в себя линзу выравнивания поля в окуляре позади призмы, предназначенную для улучшения резкости изображения и уменьшения искажений изображения во внешних областях поля зрения. [37]

Механическая конструкция

Фокус и настройка

Бинокль с независимой фокусировкой, используемый британскими военными
Бинокль с центральной фокусировкой и внешним окулярным мостиком типа Порро, вращающимся диоптром на правом окуляре, позволяющим регулировать разницу в рефракции между левым и правым глазом наблюдателя

Бинокли имеют фокусировочное устройство, которое изменяет расстояние между окуляром и объективными линзами или внутренними линзовыми элементами. Обычно для фокусировки используются два разных устройства: «независимая фокусировка» и «центральная фокусировка»:

С увеличением увеличения глубина резкости — расстояние между ближайшим и самым дальним объектами, которые находятся в приемлемо резком фокусе на изображении — уменьшается. Глубина резкости уменьшается квадратично с увеличением, поэтому по сравнению с 7-кратным биноклем, 10-кратный бинокль обеспечивает примерно половину (7² ÷ 10² = 0,49) глубины резкости. Однако, не связанная с оптической системой бинокля, воспринимаемая пользователем практическая глубина резкости или глубина приемлемого обзора также зависит от способности к аккомодации (способность к аккомодации различается у разных людей и значительно уменьшается с возрастом) и условий освещенности, зависящих от эффективного размера зрачка или диаметра глаз пользователя. Существуют бинокли «без фокусировки» или «с фиксированным фокусом», которые не имеют механизма фокусировки, кроме регулировок окуляра, которые должны быть установлены для глаз пользователя и оставаться фиксированными. Они считаются компромиссными конструкциями, подходящими для удобства, но не очень подходящими для работы, которая выходит за пределы их разработанного диапазона гиперфокальных расстояний (для ручных биноклей обычно от примерно 35 м (38 ярдов) до бесконечности без выполнения регулировки окуляра для данного зрителя). [40]

Бинокль обычно можно использовать без очков миопическим (близоруким) или гиперметропическим (дальнозорким) пользователям, просто немного отрегулировав фокус. Большинство производителей оставляют немного больше доступного фокусного расстояния за пределами бесконечности/настройки, чтобы учесть это при фокусировке на бесконечность. [41] Однако людям с тяжелым астигматизмом все равно придется использовать очки при использовании бинокля.

Некоторые бинокли имеют регулируемое увеличение, зум-бинокль , такой как 7-21×50, предназначенный для того, чтобы дать пользователю гибкость, имея одну пару биноклей с широким диапазоном увеличений, обычно путем перемещения рычага «зума». Это достигается с помощью сложной серии регулировочных линз, похожих на объектив зум-камеры . Эти конструкции считаются компромиссом и даже трюком [42], поскольку они добавляют биноклю объем, сложность и хрупкость. Сложный оптический путь также приводит к узкому полю зрения и большому падению яркости при высоком увеличении. [43] Модели также должны соответствовать увеличению для обоих глаз во всем диапазоне увеличения и удерживать коллимацию, чтобы избежать напряжения и усталости глаз. [44] Они почти всегда работают намного лучше при низкой настройке мощности, чем при более высоких настройках. Это естественно, поскольку передний объектив не может увеличиваться, чтобы пропускать больше света при увеличении мощности, поэтому вид становится более тусклым. При 7x передний объектив 50 мм обеспечивает выходной зрачок 7,14 мм, но при 21x тот же передний объектив обеспечивает выходной зрачок только 2,38 мм. Кроме того, оптическое качество зум-бинокля при любой заданной мощности хуже, чем у бинокля с фиксированной мощностью той же мощности.

Расстояние между зрачками

Бинокль с регулируемым межзрачковым расстоянием, установленным примерно на 63 мм

Большинство современных биноклей также регулируются с помощью шарнирной конструкции, которая позволяет регулировать расстояние между двумя половинами телескопа для размещения зрителей с разным расстоянием между глазами или « межзрачковым расстоянием (IPD)» (расстояние, измеряемое в миллиметрах между центрами зрачков глаз ). Большинство оптимизировано для межзрачкового расстояния (обычно около 63 мм) для взрослых. Межзрачковое расстояние варьируется в зависимости от возраста, пола и расы. Индустрия биноклей должна учитывать дисперсию IPD (большинство взрослых имеют IPD в диапазоне 50–75 мм) и ее экстремумы, поскольку стереоскопические оптические изделия должны быть способны справиться со многими возможными пользователями, включая тех, у кого самые маленькие и самые большие IPD. [45] Дети и взрослые с узким IPD могут испытывать проблемы с диапазоном регулировки IPD бинокулярных стволов для соответствия ширине между центрами зрачков в каждом глазу, что затрудняет использование некоторых биноклей. [46] [47] Взрослые со средним или широким межзрачковым расстоянием обычно не испытывают проблем с диапазоном регулировки расстояния между глазами, но бинокли с прямой крышеобразной призмой и объективами диаметром более 60 мм могут быть проблематичными с точки зрения размеров для правильной настройки у взрослых с относительно узким межзрачковым расстоянием. [48] Анатомические состояния, такие как гипертелоризм и гипотелоризм, могут влиять на межзрачковое расстояние, а из-за экстремального межзрачкового расстояния могут привести к практическому ухудшению использования стереоскопических оптических изделий, таких как бинокли.

Выравнивание

Два телескопа в бинокле выровнены параллельно (коллимированы), чтобы создать одно круглое, по-видимому, трехмерное изображение. Несовпадение приведет к тому, что бинокль будет создавать двойное изображение. Даже небольшое несовпадение вызовет смутный дискомфорт и зрительное утомление, поскольку мозг пытается объединить перекошенные изображения. [49]

Выравнивание выполняется небольшими перемещениями призм, регулировкой внутренней опорной ячейки или поворотом внешних установочных винтов , или регулировкой положения объектива с помощью эксцентриковых колец, встроенных в объективную ячейку. Безусловное выравнивание (3-осевая коллимация, то есть обе оптические оси выровнены параллельно оси шарнира, используемого для выбора различных настроек межзрачкового расстояния) биноклей требует специального оборудования. [9] Безусловное выравнивание обычно выполняется профессионалом, хотя внешние регулировочные функции обычно могут быть доступны конечному пользователю. Условное выравнивание игнорирует третью ось (шарнир) в процессе выравнивания. Такое условное выравнивание сводится к 2-осевой псевдоколлимации и будет пригодно только в небольшом диапазоне настроек межзрачкового расстояния, поскольку условно выровненные бинокли не коллимированы для полного диапазона настройки межзрачкового расстояния.

Стабильность изображения

Некоторые бинокли используют технологию стабилизации изображения для уменьшения дрожания при более высоких увеличениях. Это достигается за счет перемещения гироскопом части инструмента или за счет приводных механизмов, приводимых в действие гироскопическими или инерционными детекторами, или за счет крепления, предназначенного для противодействия и гашения эффекта дрожания. Стабилизация может быть включена или отключена пользователем по мере необходимости. Эти методы позволяют держать бинокли до 20-кратного увеличения в руках и значительно улучшают стабильность изображения маломощных инструментов. Есть некоторые недостатки: изображение может быть не таким хорошим, как у лучших нестабилизированных биноклей при установке на штатив, стабилизированные бинокли также, как правило, дороже и тяжелее, чем аналогичные нестабилизированные бинокли.

Жилье

Корпуса биноклей могут быть изготовлены из различных конструкционных материалов. Старые стволы биноклей и шарнирные мосты часто изготавливались из латуни . Позже стали использоваться сталь и относительно легкие металлы, такие как алюминиевые и магниевые сплавы, а также полимеры, такие как ( армированный волокном ) поликарбонат и акрилонитрилбутадиенстирол . Корпус может быть армирован резиной снаружи в качестве внешнего покрытия, чтобы обеспечить нескользящую поверхность захвата, поглощение нежелательных звуков и дополнительную амортизацию/защиту от вмятин, царапин, ударов и незначительных ударов. [50] [51]

Оптические покрытия

Бинокль с красным многослойным покрытием

Поскольку типичный бинокль имеет от 6 до 10 оптических элементов [52] со специальными характеристиками и до 20 поверхностей атмосфера-стекло, производители биноклей используют различные типы оптических покрытий по техническим причинам и для улучшения создаваемого ими изображения. Оптические покрытия линз и призм на биноклях могут увеличить светопропускание, минимизировать вредные отражения и эффекты интерференции, оптимизировать полезные отражения, отталкивать воду и жир и даже защищать линзы от царапин. Современные оптические покрытия состоят из комбинации очень тонких слоев материалов, таких как оксиды, металлы или редкоземельные материалы. Эффективность оптического покрытия зависит от количества слоев, манипулирования их точной толщиной и составом, а также разницей показателей преломления между ними. [53] Эти покрытия стали ключевой технологией в области оптики, и производители часто имеют собственные обозначения для своих оптических покрытий. Различные оптические покрытия линз и призм, используемые в высококачественных биноклях 21-го века, при сложении могут составить около 200 (часто наложенных) слоев покрытия. [54]

Антибликовое

Антибликовое покрытие толщиной в четверть длины волны (λ), приводящее к деструктивной интерференции

Антибликовые интерференционные покрытия уменьшают потерю света на каждой оптической поверхности за счет отражения на каждой поверхности. Уменьшение отражения с помощью антибликовых покрытий также уменьшает количество «потерянного» света внутри бинокля, который в противном случае сделал бы изображение размытым (низкий контраст). Пара биноклей с хорошими оптическими покрытиями может давать более яркое изображение, чем непокрытые бинокли с большей линзой объектива, за счет превосходного пропускания света через сборку. Первое прозрачное интерференционное покрытие Transparentbelag (T), использованное Zeiss, было изобретено в 1935 году Олександром Смакулой . [55] Классическим материалом для покрытия линз является фторид магния , который уменьшает отраженный свет примерно с 4% до 1,5%. При 16 проходах атмосферы к оптическим стеклянным поверхностям 4% потери на отражение теоретически означают 52% пропускания света ( 0,96 16 = 0,520), а 1,5% потери на отражение — гораздо лучшее 78,5% пропускания света ( 0,985 16 = 0,785). Отражение можно еще больше уменьшить в более широком диапазоне длин волн и углов, используя несколько наложенных слоев с разными показателями преломления. Антибликовое многослойное покрытие Transparentbelag* (T*), используемое Zeiss в конце 1970-х годов, состояло из шести наложенных слоев. В целом, внешние слои покрытия имеют несколько более низкие значения показателя преломления, а толщина слоя адаптирована к диапазону длин волн в видимом спектре для содействия оптимальной деструктивной интерференции посредством отражения в лучах, отраженных от интерфейсов, и конструктивной интерференции в соответствующих переданных лучах. Не существует простой формулы для оптимальной толщины слоя для заданного выбора материалов. Поэтому эти параметры определяются с помощью программ моделирования. В зависимости от оптических свойств используемых линз и предполагаемого основного использования бинокля предпочтительны различные покрытия для оптимизации светопропускания, продиктованного дисперсией функции световой эффективности человеческого глаза . Максимальное светопропускание в области длин волн 555 нм ( зеленый ) важно для получения оптимального фотопического зрения с использованием колбочковых клеток глаза для наблюдения в хорошо освещенных условиях. Максимальное светопропускание в области длин волн 498 нм ( голубой ) важно для получения оптимального скотопического зрения с использованием палочковидных клеток глазадля наблюдения в условиях низкой освещенности. В результате эффективные современные антибликовые покрытия линз состоят из сложных многослойных покрытий и отражают только 0,25% или менее, чтобы получить изображение с максимальной яркостью и естественными цветами. [56] Они позволяют высококачественным биноклям 21-го века практически достигать на глазной линзе или окулярной линзе измеренных более 90% значений светопропускания в условиях низкой освещенности. В зависимости от покрытия характер изображения, видимого в бинокль при нормальном дневном свете, может выглядеть либо «теплее», либо «холоднее» и иметь либо более высокую, либо более низкую контрастность. В зависимости от применения покрытие также оптимизировано для максимальной точности цветопередачи в видимом спектре , например, в случае линз, специально разработанных для наблюдения за птицами. [57] [58] [59] Распространенной техникой нанесения является физическое осаждение из паровой фазы одного или нескольких наложенных друг на друга антибликовых слоев покрытия, которое включает в себя осаждение испарением , что делает его сложным производственным процессом. [60]

Фазовая коррекция

Траектория луча на краю крыши (поперечное сечение); слой Р-покрытия находится на обеих поверхностях крыши

В биноклях с призмами крыши световой путь разделяется на два пути, которые отражаются по обе стороны от гребня призмы крыши. Одна половина света отражается от поверхности крыши 1 к поверхности крыши 2. Другая половина света отражается от поверхности крыши 2 к поверхности крыши 1. Если поверхности крыши не имеют покрытия, механизм отражения — полное внутреннее отражение (ПВО). В ПВО свет, поляризованный в плоскости падения (p-поляризованный), и свет, поляризованный ортогонально плоскости падения (s-поляризованный), испытывают разные фазовые сдвиги. В результате линейно поляризованный свет выходит из призмы крыши эллиптически поляризованным. Кроме того, состояние эллиптической поляризации двух путей через призму различно. Когда два пути рекомбинируют на сетчатке (или детекторе), происходит интерференция между светом от двух путей, что приводит к искажению функции рассеяния точки и ухудшению изображения. Разрешение и контрастность значительно страдают. Эти нежелательные эффекты интерференции можно подавить путем осаждения паров специального диэлектрического покрытия, известного как фазокорректирующее покрытие или P-покрытие, на поверхности крыши призмы крыши. Чтобы приблизительно скорректировать призму крыши для полихроматического света, накладываются несколько слоев фазокорректирующего покрытия, поскольку каждый слой является специфическим для длины волны и угла падения . [61] P -покрытие было разработано в 1988 году Адольфом Вейраухом в Carl Zeiss . [62] Вскоре последовали и другие производители, и с тех пор фазокорректирующие покрытия используются повсеместно в биноклях с призмами крыши среднего и высокого качества. Это покрытие подавляет разницу в фазовом сдвиге между s- и p-поляризацией, поэтому оба пути имеют одинаковую поляризацию, и никакие помехи не ухудшают изображение. [63] Таким образом, с 1990-х годов бинокли с призмами крыши также достигли значений разрешения, которые ранее были достижимы только с помощью призм Порро. [64] Наличие фазокорректирующего покрытия можно проверить на нераспечатанном бинокле с помощью двух поляризационных фильтров. [62] Диэлектрические фазокорректирующие призменные покрытия наносятся в вакуумной камере с нанесением около тридцати или более различных слоев наложенного парового покрытия, что делает этот производственный процесс сложным.

Бинокли, использующие призму крыши Шмидта-Пехана , призму крыши Аббе-Кёнига или призму крыши Уппендаля, выигрывают от фазовых покрытий, которые компенсируют потерю разрешения и контраста, вызванную эффектами интерференции , которые возникают в необработанных призмах крыши. Бинокли с призмами Порро и Пергера не расщепляют лучи, и поэтому им не требуются какие-либо фазовые покрытия.

Металлическое зеркало

В биноклях с призмами крыши Шмидта-Пехана или Уппендаля зеркальные покрытия добавляются к некоторым поверхностям призмы крыши, поскольку свет падает на одну из границ призмы стекло-воздух под углом, меньшим критического, поэтому полного внутреннего отражения не происходит. Без зеркального покрытия большая часть этого света была бы потеряна. Используется алюминиевое зеркальное покрытие призмы крыши ( коэффициент отражения от 87% до 93%) или серебряное зеркальное покрытие (коэффициент отражения от 95% до 98%). [65] [66]

В более старых конструкциях использовались серебряные зеркальные покрытия, но эти покрытия окислялись и теряли отражательную способность со временем в незапечатанных биноклях. Алюминиевые зеркальные покрытия использовались в более поздних незапечатанных конструкциях, поскольку они не тускнели, хотя и имели более низкую отражательную способность, чем серебро. Используя технологию вакуумного испарения, современные конструкции используют либо алюминий, улучшенный алюминий (состоящий из алюминия, покрытого многослойной диэлектрической пленкой), либо серебро. [67] Серебро используется в современных высококачественных конструкциях, которые запечатаны и заполнены азотом или аргоном для обеспечения инертной атмосферы, чтобы серебряное зеркальное покрытие не тускнело. [68]

Бинокли с призмами Порро и Пергера, а также бинокли с крышеобразной призмой, использующие конфигурацию крышеобразной призмы Аббе-Кёнига, не используют зеркальные покрытия, поскольку эти призмы отражают со 100%-ной отражательной способностью, используя полное внутреннее отражение в призме, а не требуют (металлического) зеркального покрытия.

Диэлектрическое зеркало

Схема диэлектрического зеркала. Тонкие слои с высоким показателем преломления n 1 чередуются с более толстыми слоями с низким показателем преломления n 2 ​​. Длины путей l A и l B отличаются ровно на одну длину волны, что приводит к конструктивной интерференции.

Диэлектрические покрытия используются в призмах Шмидта-Пехана и Уппендаля , чтобы заставить поверхности призмы действовать как диэлектрическое зеркало . Это покрытие было представлено в 2004 году в биноклях Zeiss Victory FL с призмами Шмидта-Пехана. Вскоре последовали и другие производители, и с тех пор диэлектрические покрытия используются повсеместно в биноклях среднего и высокого качества с призмами Шмидта-Пехана и Уппендаля. Неметаллическое диэлектрическое отражающее покрытие формируется из нескольких многослойных чередующихся материалов с высоким и низким показателем преломления, нанесенных на отражающие поверхности призмы. Технологии изготовления диэлектрических зеркал основаны на методах осаждения тонких пленок . Распространенным методом нанесения является физическое осаждение из паровой фазы , которое включает в себя осаждение испарением с возможно семьюдесятью или более различными наложенными слоями парового покрытия, что делает его сложным производственным процессом. [69] Это многослойное покрытие увеличивает отражательную способность от поверхностей призмы, действуя как распределенный брэгговский отражатель . Правильно спроектированное многослойное диэлектрическое покрытие может обеспечить отражательную способность более 99% по всему спектру видимого света . [70] Такая отражательная способность является улучшением по сравнению с алюминиевым зеркальным покрытием или серебряным зеркальным покрытием.

Бинокли с призмами Порро и Пергера, а также бинокли с призмами типа Roof, использующие призму типа Roof Аббе-Кёнига, не используют диэлектрические покрытия, поскольку эти призмы отражают свет со 100%-ной отражательной способностью, используя полное внутреннее отражение в призме, а не требуя (диэлектрического) зеркального покрытия.

Условия

Все бинокли

Наличие каких-либо покрытий на биноклях обычно обозначается следующими терминами:

Наличие оптического крон-стекла с высоким коэффициентом пропускания , имеющего относительно низкий показатель преломления (≈1,52) и низкую дисперсию (с числами Аббе около 60), обычно обозначается в биноклях следующими терминами: [72]

Только призмы крыши

Аксессуары

Распространенными аксессуарами для биноклей являются:

Приложения

Общего назначения

Компактный бинокль с двойным мостом
Монетные бинокулярные смотровые устройства Tower Optical

Ручные бинокли варьируются от небольших 3 × 10 Галилеевых оперных биноклей , используемых в театрах , до очков с 7–12-кратным увеличением и объективами диаметром от 30 до 50 мм для обычного использования на открытом воздухе.

Компактные или карманные бинокли — это небольшие легкие бинокли, подходящие для использования в дневное время. Большинство компактных биноклей имеют увеличение от 7× до 10× и сравнительно скромные размеры диаметра объектива от 20 мм до 25 мм, что приводит к небольшому размеру выходного зрачка, ограничивающему пригодность для работы при слабом освещении. Конструкции с крышеобразной призмой, как правило, уже и компактнее, чем эквивалентные конструкции с призмой Порро. Таким образом, компактные бинокли в основном имеют конструкцию с крышеобразной призмой. Телескопические трубы компактных биноклей часто можно сложить близко друг к другу, чтобы радикально уменьшить объем бинокля, когда он не используется, для удобства переноски и хранения.

На многих туристических объектах установлены установленные на постаментах бинокулярные башни с монетоприемниками, позволяющие посетителям рассмотреть достопримечательность поближе.

Землеустройство и сбор географических данных

Хотя технологии превзошли использование биноклей для сбора данных, исторически это были передовые инструменты, используемые географами и другими геологами. Полевые бинокли и сегодня могут обеспечить визуальную помощь при обследовании больших территорий.

Наблюдение за птицами

Наблюдение за птицами — очень популярное хобби среди любителей природы и животных; бинокль — их самый простой инструмент, потому что большинство человеческих глаз не могут различить достаточно деталей, чтобы полностью оценить и/или изучить мелких птиц. [74] Чтобы иметь возможность хорошо рассмотреть птиц в полете, важны способность приобретать быстро движущиеся объекты и глубина резкости. Обычно используются бинокли с увеличением от 8× до 10×, хотя многие производители выпускают модели с 7-кратным увеличением для более широкого поля зрения и увеличенной глубины резкости. Другим основным соображением при выборе бинокля для наблюдения за птицами является размер объектива, который собирает свет. Более крупный объектив (например, 40–45 мм) лучше работает при слабом освещении и для наблюдения за листвой, но также делает бинокль более тяжелым, чем объектив 30–35 мм. Вес может показаться не основным фактором, когда впервые берешь в руки бинокль, но наблюдение за птицами подразумевает много удержания бинокля, стоя на одном месте. Сообщество любителей наблюдения за птицами рекомендует делать покупки осторожно. [75]

Охота

Охотники обычно используют бинокли в полевых условиях для наблюдения за дичью на большом расстоянии. Охотники чаще всего используют бинокли с 8-кратным увеличением и объективами 40–45 мм, чтобы иметь возможность находить и наблюдать за дичью в условиях низкой освещенности. [76] Европейские производители производили и производят бинокли 7×42 с хорошими характеристиками при слабом освещении, не становясь слишком громоздкими для мобильного использования, например, для длительного ношения/выслеживания, и гораздо более громоздкие бинокли 8×56 и 9×63 для слабой освещенности, оптически оптимизированные для превосходной работы при слабом освещении для более стационарной охоты в сумерках и ночью. Для охотничьих биноклей, оптимизированных для наблюдения в сумерках, предпочтительны покрытия, которые максимизируют светопропускание в диапазоне длин волн около 460–540 нм. [77] [78] [79] [48] [80]

Поиск расстояния

Некоторые бинокли имеют дальномерную сетку (шкалу), наложенную на изображение. Эта шкала позволяет оценить расстояние до объекта, если известна (или может быть оценена) его высота. У обычного бинокля Mariner 7×50 такие шкалы с углом между метками равным 5  мил . [81] Один мил эквивалентен углу между верхом и низом объекта высотой один метр на расстоянии 1000 метров.

Таким образом, для оценки расстояния до объекта известной высоты используется следующая формула:

где:

При типичной шкале в 5 мил (каждая отметка равна 5 мил) маяк высотой в 3 отметки, высота которого, как известно, составляет 120 метров, находится на расстоянии 8000 метров.

Военный

Бинокль серии Vector с лазерным дальномером 7×42 может измерять расстояние и углы, а также оснащен цифровым компасом на 360° и безопасными для глаз фильтрами класса 1.
Немецкий бинокль для подводных лодок UDF 7×50 blc (1939–1945) [82]

Бинокли имеют долгую историю военного использования. Галилеевские конструкции широко использовались вплоть до конца 19 века, когда они уступили место призменным типам Порро. Бинокли, сконструированные для общего военного использования, как правило, более прочные, чем их гражданские аналоги. Они, как правило, избегают хрупких центральных фокусных устройств в пользу независимой фокусировки, что также обеспечивает более легкую и эффективную защиту от непогоды. Наборы призм в военных биноклях могут иметь избыточные алюминизированные покрытия на своих наборах призм, чтобы гарантировать, что они не потеряют свои отражательные качества при намокании.

Один из вариантов назывался «траншейным биноклем», комбинацией бинокля и перископа , часто использовавшейся для артиллерийского наблюдения. Он выступал всего на несколько дюймов над бруствером, таким образом, сохраняя голову наблюдателя в безопасности в траншее.

Военные бинокли также могут использоваться в качестве измерительных и прицельных приборов, а также могут иметь фильтры и (подсвеченные) сетки. [83] [84]

Военные бинокли эпохи Холодной войны иногда оснащались пассивными датчиками, которые обнаруживали активное ИК-излучение , в то время как современные бинокли обычно оснащаются фильтрами, блокирующими лазерные лучи, используемые в качестве оружия . Кроме того, бинокли, предназначенные для военного использования, могут включать стадиометрическую сетку в одном окуляре для облегчения оценки расстояния. [85] Современные бинокли, предназначенные для военного использования, также могут иметь лазерные дальномеры , компасы и интерфейсы обмена данными для отправки измерений на другие периферийные устройства. [86]

Использовались очень большие бинокулярные морские дальномеры (расстояние между двумя объективами до 15 метров, вес 10 тонн, для определения дальности до целей корабельных орудий Второй мировой войны на расстоянии 25 км), хотя технологии радиолокации и лазерной дальномерности конца XX века сделали это применение в основном излишним. [ необходима цитата ]

Морской

Морской бинокль 7×50 с демпфированным компасом
Бинокль ВМС США «Большие глаза» 20×120 в стационарном креплении

Существуют бинокли, разработанные специально для гражданского и военного использования в суровых условиях окружающей среды на море. Ручные модели будут иметь увеличение от 5× до 8×, но с очень большими наборами призм в сочетании с окулярами, разработанными для обеспечения большого выноса выходного зрачка. Эта оптическая комбинация предотвращает виньетирование или затемнение изображения, когда бинокль качается и вибрирует относительно глаз наблюдателя из-за движения судна. [87]

Морские бинокли часто оснащены одной или несколькими функциями, облегчающими навигацию на кораблях и лодках.

Ручные морские бинокли обычно имеют: [88]

Моряки также часто считают важными адекватные характеристики оптической комбинации при слабом освещении, что объясняет наличие множества ручных морских биноклей 7×50 с большим выходным зрачком 7,14 мм, что соответствует среднему размеру зрачка молодого человеческого глаза, адаптированного к темноте в условиях отсутствия постороннего света.

На гражданских и военных судах также могут использоваться большие модели биноклей с высокой кратностью увеличения и большими объективами в стационарных креплениях.

Астрономический

Бинокль 25 × 150, приспособленный для астрономических наблюдений

Бинокли широко используются астрономами-любителями ; их широкое поле зрения делает их полезными для поиска комет и сверхновых (гигантские бинокли) и общих наблюдений (портативные бинокли). Бинокли, специально предназначенные для астрономических наблюдений, будут иметь объективы с большей апертурой (в диапазоне 70 мм или 80 мм), поскольку диаметр объектива увеличивает общее количество улавливаемого света и, следовательно, определяет самую слабую звезду, которую можно наблюдать. Бинокли, разработанные специально для астрономических наблюдений (часто 80 мм и больше), иногда проектируются без призм, чтобы обеспечить максимальное пропускание света. Такие бинокли также обычно имеют сменные окуляры для изменения увеличения. Бинокли с большим увеличением и большим весом обычно требуют какого-либо крепления для стабилизации изображения. Увеличение 10x обычно считается практическим пределом для наблюдения с помощью ручного бинокля. Бинокли более мощные, чем 15×70, требуют поддержки какого-либо типа. Производители любительских телескопов изготавливают гораздо более крупные бинокли , по сути, используя два преломляющих или отражающих астрономических телескопа.

Особое значение для наблюдений при слабом освещении и астрономических наблюдений имеет соотношение между увеличительной способностью и диаметром объектива. Меньшее увеличение обеспечивает большее поле зрения, что полезно при наблюдении за Млечным Путем и крупными туманными объектами (называемыми объектами глубокого космоса ), такими как туманности и галактики . Большой (типичный 7,14 мм при использовании 7×50) выходной зрачок [объектив (мм)/мощность] этих устройств приводит к тому, что небольшая часть собранного света не может быть использована людьми, чьи зрачки недостаточно расширяются. Например, зрачки людей старше 50 лет редко расширяются более чем на 5 мм. Большой выходной зрачок также собирает больше света с фонового неба, эффективно уменьшая контрастность, что затрудняет обнаружение слабых объектов, за исключением, возможно, отдаленных мест с незначительным световым загрязнением . Многие астрономические объекты 8-й величины или ярче, такие как звездные скопления, туманности и галактики, перечисленные в каталоге Мессье , легко просматриваются в ручные бинокли в диапазоне от 35 до 40 мм, которые есть во многих домах для наблюдения за птицами, охоты и просмотра спортивных мероприятий. Для наблюдения за меньшими звездными скоплениями, туманностями и галактиками бинокулярное увеличение является важным фактором видимости, поскольку эти объекты кажутся крошечными при типичном бинокулярном увеличении. [89]

Смоделированное изображение того, как галактика Андромеды (Мессье 31) будет выглядеть в бинокль

Некоторые открытые скопления , такие как яркое двойное скопление ( NGC 869 и NGC 884 ) в созвездии Персея , и шаровые скопления , такие как M13 в Геркулесе, легко обнаружить. Среди туманностей M17 в Стрельце и туманность Северная Америка ( NGC 7000 ) в Лебеде также легко увидеть. Бинокль может показать несколько широко разделенных двойных звезд, таких как Альбирео в созвездии Лебедя .

Ряд объектов Солнечной системы, которые в основном полностью невидимы для человеческого глаза, можно разумно обнаружить с помощью бинокля среднего размера, включая более крупные кратеры на Луне ; тусклые внешние планеты Уран и Нептун ; внутренние «малые планеты» Церера , Веста и Паллада ; крупнейший спутник Сатурна Титан ; и галилеевы спутники Юпитера . Хотя Уран и Веста видны без посторонней помощи в чистом небе, для их легкого обнаружения требуются бинокли. Бинокль 10 ×50 ограничен видимой величиной от +9,5 до +11 в зависимости от условий неба и опыта наблюдателя. [90] Такие астероиды, как Интерамния , Давида , Европа и, если только не возникают исключительные условия, Гигея , слишком слабы, чтобы их можно было увидеть с помощью обычных биноклей. Аналогично слишком слабыми, чтобы их можно было увидеть в большинство биноклей, являются планетарные спутники, за исключением Галилеевых и Титана, а также карликовые планеты Плутон и Эрида . Другие сложные бинокулярные цели включают фазы Венеры и кольца Сатурна . Только бинокли с очень большим увеличением, 20x или выше, способны различить кольца Сатурна в узнаваемой степени. Мощные бинокли иногда могут показать один или два облачных пояса на диске Юпитера, если оптика и условия наблюдения достаточно хороши.

Бинокль также может помочь в наблюдении за искусственными космическими объектами, например, при обнаружении пролетающих в небе спутников .

Список производителей биноклей

Существует много компаний, которые производят бинокли, как в прошлом, так и в настоящем. Они включают в себя:

Смотрите также

Примечания

  1. ^ "яркость" здесь относится к световому потоку на сетчатке, а не к фотометрическому определению яркости : с гипотезой соответствия выходного зрачка (фотометрическая) яркость увеличенной сцены ( освещенность сетчатки) такая же (с идеальным биноклем без потерь), как и та, что воспринимается невооруженным глазом в тех же условиях окружающего освещения, в соответствии с сохранением яркости в оптических системах без потерь. Обратите внимание, что в любом случае при том же увеличении и соответствии выходного зрачка световой поток на сетчатке увеличивается только в абсолютном выражении, но не в относительном по сравнению со зрением невооруженным глазом в каждом из двух различных условий окружающего освещения.

Ссылки

  1. ^ abc "Europa.com — Ранняя история бинокля". Архивировано из оригинала 2011-06-13.
  2. ^ Марк Э. Уилкинсон (2006). Essential Optics Review for the Boards. FEP International. стр. 65. ISBN 9780976968917. Архивировано из оригинала 2016-12-27 . Получено 2016-10-10 .
  3. ^ Greivenkamp, ​​John E.; Steed, David L. (10 сентября 2011 г.). "История телескопов и биноклей: инженерная перспектива" (PDF) . В R. John Koshel; G. Groot Gregory (ред.). Proc. SPIE 8129, Novel Optical Systems Design and Optimization XIV, 812902 . doi :10.1117/12.904614. ISSN  0277-786X. S2CID  123495486. Архивировано (PDF) из оригинала 29.11.2014.
  4. ^ "Как работают бинокли с призмами Порро". Архивировано из оригинала 2022-10-08 . Получено 2022-10-08 .
  5. ^ Майкл Д. Рейнольдс, Майк Д. Рейнольдс, Бинокль звездопада, Stackpole Books – 2005, стр. 8
  6. ^ «Бинокльные призмы — почему они такие странные и разные? Билл Стент, 21 октября 2019 г.». 21 октября 2019 г. Архивировано из оригинала 16 марта 2022 г. Получено 29 мая 2022 г.
  7. ^ Greivenkamp, ​​John E.; Steed, David L. (10 сентября 2011 г.). "История телескопов и биноклей: инженерная перспектива" (PDF) . В R. John Koshel; G. Groot Gregory (ред.). Proc. SPIE 8129, Novel Optical Systems Design and Optimization XIV, 812902 . doi :10.1117/12.904614. ISSN  0277-786X. S2CID  123495486. Архивировано (PDF) из оригинала 29.11.2014.
  8. ^ История бинокля 7x50 из Йены
  9. ^ ab Томпсон, Роберт Брюс; Томпсон, Барбара Фричман (2005-06-24). Astronomy Hacks, глава 1, стр. 34. "O'Reilly Media, Inc.". ISBN 9780596100605. Архивировано из оригинала 2022-04-19 . Получено 2009-11-03 .
  10. ^ "Глава "Бинокль Оптика и Механика" из "Бинокль Астрономии" Стивена Тонкина, стр. 14" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-08-18 . Получено 2022-05-23 .
  11. ^ "Сводка по дилерам биноклей, показывающая 239 перечисленных конструкций с призмами Порро и 777 биноклей, использующих другие оптические конструкции в мае 2022 года". Архивировано из оригинала 2015-11-01 . Получено 2022-05-24 .
  12. ^ "Европейский патент EP2463692A1 Prism". Архивировано из оригинала 2022-05-26 . Получено 2022-05-26 .
  13. ^ "Сводка по дилерам биноклей, показывающая 10 перечисленных конструкций призм Порро-Перже и 1006 биноклей, которые используют другие оптические конструкции в мае 2022 года". Архивировано из оригинала 2015-11-01 . Получено 2022-05-24 .
  14. ^ "groups.google.co.ke". Архивировано из оригинала 2010-07-30 . Получено 2009-11-03 .
  15. ^ "photodigital.net — rec.photo.equipment.misc Обсуждение: Ахилл Виктор Эмиль Добресс, забытый изобретатель призмы". Архивировано из оригинала 2010-07-31 . Получено 2006-11-26 .
  16. ^ Greivenkamp, ​​John E.; Steed, David L. (10 сентября 2011 г.). "История телескопов и биноклей: инженерная перспектива" (PDF) . В R. John Koshel; G. Groot Gregory (ред.). Proc. SPIE 8129, Novel Optical Systems Design and Optimization XIV, 812902 . doi :10.1117/12.904614. ISSN  0277-786X. S2CID  123495486. Архивировано (PDF) из оригинала 29.11.2014.
  17. ^ ab Roger W. Sinnott (24 июля 2006 г.). "Почему лучшим биноклям с roof-призмой нужно покрытие с фазовой коррекцией?". Sky and Telescope . Архивировано из оригинала 2022-06-04 . Получено 2022-07-20 .
  18. ^ ab Томпсон, Роберт Брюс; Томпсон, Барбара Фричман (2005-06-24). Астрономические хаки. "O'Reilly Media, Inc.". стр. 34. ISBN 9780596100605. Архивировано из оригинала 2022-04-19 . Получено 2009-11-03 .
  19. ^ Стивен Тонкин (2014). «Бинокулярная оптика и механика». Бинокулярная астрономия (PDF) . Springer. ISBN 978-1-4614-7466-1. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-08-18 . Получено 2022-07-20 .
  20. ^ Рон Спомер. "Бинокль с призмой Порро — лучшая покупка". Архивировано из оригинала 12.11.2020 . Получено 20.07.2022 .
  21. ^ "Предложения дилеров биноклей, показывающие, что конструкции Шмидта-Пехана превосходят конструкции Аббе-Кёнига более чем в 13 раз в мае 2022 года". Архивировано из оригинала 2015-11-01 . Получено 2022-05-24 .
  22. ^ "Изображение призматической системы Уппендаля, используемой в бинокле Leitz Wetzlar, Trinovid 7×42B. Первая серия Trinovid с призматической системой Уппендаля выпускалась до 1990 года". 18 октября 2012 г. Архивировано из оригинала 21.07.2022 . Получено 21.07.2022 .
  23. ^ ab "СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ НОВОГО LEICA TRINOVID 7X35B (=ТУТ НАЗЫВАЕТСЯ RETROVID) В СРАВНЕНИИ С СТАРЫМИ LEITZ-LEICA TRINOVID И С БИНОКЛЯМИ ОТ BECK, FOTON И НОВЫМ KOWA 6,5X32. Февраль 2020 г., д-р Гейс ван Гинкель" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-11-15 . Получено 2022-09-10 .
  24. ^ "Бинокль Линза И Призма Стекло". Архивировано из оригинала 2022-09-28 . Получено 2022-10-03 .
  25. ^ Клиффорд Э. Шварц, Физика на обороте конверта, JHU Press – 2003, стр. 73
  26. ^ Мартин Мобберли, Астрономическое оборудование для любителей, Springer Science & Business Media – 2012, стр. 53–55
  27. ^ abc "GF Lothian, Оптика и ее применение, Van Nostrand Reinhold Company, 1975, стр. 37".
  28. ^ Борн, М.; Вольф, Э. (1970). «Принципы оптики» (пятое изд.). Pergamon Press. С. 188–190.
  29. ^ Алан Р. Хейл, Спортивная оптика: бинокли, зрительные трубы и прицелы, Hale Optics – 1978, стр. 92, 95
  30. ^ ab Алан Р. Хейл, Как выбрать бинокль – 1991, стр. 54–58
  31. ↑ Филип С. Харрингтон, Путешествие по Вселенной через бинокль: Полное руководство астронома, Wiley – 1990, стр. 265
  32. ^ "Twilight factor Что это значит?". 13 декабря 2020 г. Архивировано из оригинала 2022-06-01 . Получено 2022-05-08 .
  33. ^ "Относительная яркость". Август 2018. Архивировано из оригинала 2022-06-01 . Получено 2022-05-08 .
  34. ^ «Введение в оптику 2-е изд.», стр. 141–142, Педротти и Педротти, Prentice-Hall 1993
  35. ^ "Birdwatching Binoculars For Eyeglassers - Best for 2022". Birds At First Sight . 2022-04-19. Архивировано из оригинала 2022-09-28 . Получено 2022-09-28 .
  36. ^ ab Stephen Tonkin (15 августа 2013 г.). Бинокулярная астрономия. Springer Science & Business Media. стр. 11–12. ISBN 978-1-4614-7467-8. Архивировано из оригинала 8 марта 2020 . Получено 8 июля 2017 .
  37. ^ "Будьте своим собственным экспертом по оптике". Архивировано из оригинала 2022-05-31 . Получено 2022-04-14 .
  38. ^ "Патент США US3484149A. Бинокуляр с центральной фокусировкой и призмой". Архивировано из оригинала 20-09-2022 . Получено 17-09-2022 .
  39. ^ "Binocular Basics". Архивировано из оригинала 2022-02-28 . Получено 2022-07-31 .
  40. ^ "Бинокли с самофокусировкой, бинокли с фиксированным фокусом и бинокли с индивидуальной фокусировкой". Архивировано из оригинала 2022-05-31 . Получено 2022-05-13 .
  41. ^ "Как пользоваться биноклем с очками: простое руководство из 6 шагов". Birds at First Sight . 2022-12-29 . Получено 2023-07-24 .
  42. ^ Данн, Пит (2003). Пит Данн о наблюдении за птицами: как, где и когда наблюдать за птицами. Houghton Mifflin Harcourt. стр. 54. ISBN 9780395906866. Архивировано из оригинала 2016-12-27 . Получено 2016-10-10 .
  43. ^ Харрингтон, Филип С. (2011). Star Ware: The Amateur Astronomer's Guide to Choose, Buy, and Use. John Wiley & Sons. стр. 54. ISBN 9781118046333. Архивировано из оригинала 2016-12-27 . Получено 2016-10-10 .
  44. ^ Тонкин, Стивен (2007). Бинокулярная астрономия: Практическая астрономическая серия Патрика Мура. Springer Science & Business Media. стр. 46. ISBN 9781846287886. Архивировано из оригинала 2016-12-28 . Получено 2016-10-10 .
  45. ^ "Изменение и экстремумы расстояния между зрачками человека, Нил А. Доджсон, Компьютерная лаборатория Кембриджского университета, 15 JJ Thomson Avenue, Кембридж, Великобритания CB3 0FD" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-08-18 . Получено 2022-04-20 .
  46. ^ "thebinocularsite.com — Руководство для родителей по выбору бинокля для детей". Архивировано из оригинала 6 июня 2011 г.
  47. ^ "Детский бинокль". Архивировано из оригинала 2022-01-20 . Получено 19-04-2022 .
  48. ^ ab "Optolyth Royal 9×63 Abbe-König, Binoculars". Архивировано из оригинала 2022-05-31 . Получено 2022-04-21 .
  49. ^ Стивен Менсинг, Наблюдение за звездами в бинокль: полное руководство по бинокулярной астрономии, стр. 32
  50. ^ "Из чего сделан корпус бинокля". 11 апреля 2020 г. Архивировано из оригинала 2022-05-31 . Получено 2022-04-16 .
  51. ^ "О корпусах и фокусировке". 8 марта 2021 г. Архивировано из оригинала 20-09-2021 . Получено 31-07-2022 .
  52. ^ Томпсон, Роберт Брюс; Томпсон, Барбара Фричман (2005). Astronomy Hacks: O'Reilly Series. O'Reilly Media, Inc. стр. 35. ISBN 9780596100605. Архивировано из оригинала 2016-12-27 . Получено 2016-10-10 .
  53. ^ "Введение в оптические покрытия". Архивировано из оригинала 2022-10-02 . Получено 2022-10-02 .
  54. ^ "Покрытия линз и призм бинокля". 19 апреля 2022 г. Архивировано из оригинала 2022-09-20 . Получено 2022-09-20 .
  55. ^ "История объективов для камер от Carl Zeiss — 1935 — Александр Смакула разрабатывает антибликовое покрытие". Архивировано из оригинала 2016-10-08 . Получено 2022-04-03 .
  56. ^ "Антибликовые (AR) покрытия". Архивировано из оригинала 2022-10-02 . Получено 2022-10-02 .
  57. ^ "ZEISS T* Coating". 13 июля 2020 г. Архивировано из оригинала 2022-05-20 . Получено 04.04.2022 .
  58. ^ "Противобликовые покрытия объективов камер: объяснение магии". 4 марта 2022 г. Архивировано из оригинала 2022-09-09 . Получено 2022-05-07 .
  59. ^ «Carl Zeiss – История самого уважаемого имени в оптике». Юго-западный музей техники, связи и вычислений. 2007. Архивировано из оригинала 27-06-2017 . Получено 07-05-2022 .
  60. ^ "Метод осаждения паров подходит для покрытия изогнутой оптики Эвана Крейвса". Архивировано из оригинала 2022-09-27 . Получено 2022-09-27 .
  61. ^ Пауль Маурер: Компенсация фазы полного внутреннего отражения. В: Журнал оптического общества Америки. Band 56, Nr. 9, 1. Сентябрь 1966, S. 1219–1221, doi:10.1364/JOSA.56.001219
  62. ^ ab "A. Weyrauch, B. Dörband: P-Coating: Улучшение изображения в биноклях с помощью фазово-скорректированных призм Roof. In: Deutsche Optikerzeitung. No. 4, 1988" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 24.09.2022 . Получено 24.09.2022 .
  63. ^ «Почему лучшим биноклям с roof-призмой необходимо фазокорректирующее покрытие?». 24 июля 2006 г. Архивировано из оригинала 23.05.2022 . Получено 20.05.2022 .
  64. ^ Конрад Сейл: Прогресс в разработке биноклей. В: SPIE Proceedings. Band 1533, 1991, S. 48–60, doi:10.1117/12.48843
  65. ^ "Металлические зеркальные покрытия". Архивировано из оригинала 2022-10-02 . Получено 2022-10-02 .
  66. ^ "Высокоотражающие покрытия". Архивировано из оригинала 2022-10-02 . Получено 2022-10-02 .
  67. ^ "Покрытие на крыше (Dach) призма". Архивировано из оригинала 2022-10-02 . Получено 2022-10-02 .
  68. ^ "www.zbirding.info". www.zbirding.info. Архивировано из оригинала 2009-05-27 . Получено 2009-11-03 .
  69. ^ "Optik für Jagd und Naturbeobachtung, Спортивная оптика Carl Zeiss / Вальтер Дж. Шваб, 2. Ausgabe-Wetzlar - 2017, стр. 45" . Архивировано из оригинала 22 ноября 2022 г. Проверено 22 ноября 2022 г.
  70. ^ Slaiby, ZenaE.; Turki, Saeed N. (ноябрь–декабрь 2014 г.). «Изучение отражательной способности диэлектрического покрытия для видимого спектра» (PDF) . International Journal of Emerging Trends & Technology in Computer Science . 3 (6): 1–4. ISSN  2278-6856. Архивировано (PDF) из оригинала 28.11.2022 . Получено 21.11.2022 .
  71. ^ "Полное покрытие против полного многослойного покрытия - Бинокли". Cloudy Nights . Архивировано из оригинала 2022-09-28 . Получено 2022-09-28 .
  72. ^ "Минное поле: Рекламный ажиотаж в бинокль". Архивировано из оригинала 2022-08-03 . Получено 2022-08-03 .
  73. ^ "Патент США US4087153A Бинокль с двойным шарнирным мостом и упругим смещением" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-09-20 . Получено 17-09-2022 .
  74. ^ «Что означает видение 20/20?». 28 января 2022 г. Архивировано из оригинала 21 июня 2020 г. Получено 19 июня 2020 г.
  75. ^ "Как выбрать бинокль". 18 апреля 2016 г. Архивировано из оригинала 21 июня 2020 г. Получено 19 июня 2020 г.
  76. ^ Майкл Шоби, Майк Шоби, Успешная охота на хищников, Krause Publications Craft – 2003, стр. 108–109
  77. ^ "Обзор Zeiss 7×42 Dialyt ClassiC". Архивировано из оригинала 2022-05-31 . Получено 2022-05-05 .
  78. ^ "Обзор: 7x42 Swarovski Habicht против 7x42 Zeiss B/GA Dialyt против 8x42 Docter B/CF". Архивировано из оригинала 2022-04-12 . Получено 2022-05-05 .
  79. ^ "Zeiss Dialyt 8×56 B/GA T 8×56, Abbe-König, Бинокль". Архивировано из оригинала 2022-06-01 . Получено 2022-05-05 .
  80. ^ "Бинокли для слабой освещенности". Архивировано из оригинала 2022-09-09 . Получено 2022-05-05 .
  81. ^ "Binoculars.com — Бинокль Marine 7 × 50. Bushnell" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2011-09-10 . Получено 2009-07-05 .
  82. ^ "1U.DF 7 x 50 blc U-boat sight for torpedo shooting Автор: Анна и Терри Вакани" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2020-11-07 . Получено 2020-11-01 .
  83. ^ "Бинокли подводных лодок и другие военно-морские бинокли Второй мировой войны" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2016-10-20 . Получено 10-04-2022 .
  84. ^ "TM-9-1580, Бинокли и телескопы для обслуживания боеприпасов, Министерство армии и ВВС США, 11 февраля 1953 г." (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 31 мая 2022 г. . Получено 10 апреля 2022 г. .
  85. ^ "TM 9-1240-403-12 & P, Руководство оператора и организационного обслуживания (включая список запасных частей), Бинокль M22 (1240-01-207-5787), Штаб-квартира Министерства армии США, 1987". Архивировано из оригинала 2020-11-11 . Получено 2022-04-10 .
  86. ^ "Листовка по дальномерным биноклям серии VECTOR" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-06-01 . Получено 2022-04-10 .
  87. ^ "Сделайте правильный выбор морского бинокля". Архивировано из оригинала 2021-07-28 . Получено 2022-04-10 .
  88. ^ "На что обратить внимание при выборе хорошего морского бинокля". 27 октября 2021 г. Архивировано из оригинала 2022-05-31 . Получено 2022-04-10 .
  89. ↑ Sky & Telescope , октябрь 2012 г., Гари Сероник, «Каталог Мессье: бинокулярная одиссея» (стр. 68)
  90. ^ Эд Заренски (2004). "Ограничительная величина в бинокле" (PDF) . Облачные ночи. Архивировано (PDF) из оригинала 2011-07-21 . Получено 2011-05-06 .
  91. ^ "Презентация бонокуляров Blaser Primus". 12 июня 2017 г. Архивировано из оригинала 2019-05-30 . Получено 2019-06-06 .
  92. ^ "Optolyth catalog". Архивировано из оригинала 2022-09-09 . Получено 2022-04-28 .
  93. ^ "www.steiner-binoculars.com". Архивировано из оригинала 2009-01-07 . Получено 2009-12-21 .
  94. ^ "www.regionhall.at —История Swarovski". Regionhall.at. Архивировано из оригинала 2010-09-07 . Получено 2009-11-03 .

Дальнейшее чтение

В Wikisource есть текст статьи « Бинокулярный прибор » из Британской энциклопедии 1911 года .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Бинокль» .