stringtranslate.com

Бинокль

Бинокль с крышей-призмой 8×42, дождевиком и открытыми привязными крышками объективов

Бинокль или полевой бинокль представляет собой два телескопа-рефрактора, установленных рядом и ориентированных в одном направлении, что позволяет зрителю использовать оба глаза ( бинокулярное зрение ) при рассмотрении удаленных объектов. Размер большинства биноклей позволяет держать их обеими руками, хотя размеры широко варьируются от оперных биноклей до больших военных моделей, устанавливаемых на пьедестал .

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

Оптические конструкции

Галилейский

Галилеев бинокль

Практически с момента изобретения телескопа в 17 веке, по-видимому, были изучены преимущества установки двух из них рядом для бинокулярного зрения. [1] В большинстве ранних биноклей использовалась оптика Галилея ; то есть они использовали выпуклый объектив и вогнутую линзу окуляра . Преимущество конструкции Галилея состоит в том, что она дает прямое изображение , но имеет узкое поле зрения и не обеспечивает очень сильное увеличение. Этот тип конструкции до сих пор используется в очень дешевых моделях, а также в оперных или театральных очках. Конструкция Галилея также используется в бинокулярных хирургических и ювелирных лупах с малым увеличением , поскольку они могут быть очень короткими и давать вертикальное изображение без дополнительной или необычной монтажной оптики, что снижает затраты и общий вес. У них также большие выходные зрачки, что делает центрирование менее критичным, а узкое поле зрения хорошо работает в этих приложениях. [2] Обычно они крепятся на оправу очков или индивидуально подгоняются к очкам.

кеплеровский

Улучшенное изображение и большее увеличение достигаются в биноклях с кеплеровской оптикой , где изображение, формируемое объективом, рассматривается через положительную линзу окуляра (окуляра). Поскольку кеплерова конфигурация создает перевернутое изображение, для правильного поворота изображения используются разные методы.

Монтажные линзы

В призматических биноклях с кеплеровской оптикой (которые иногда называли «телескопами-близнецами») каждый тубус имеет одну или две дополнительные линзы ( релейные линзы ) между объективом и окуляром. Эти линзы используются для создания изображения. Бинокли с поднимающимися линзами имели серьезный недостаток: они слишком длинные. Такие бинокли были популярны в 1800-х годах (например, модели G.&S. Merz). Бинокли Кеплера с «двойными телескопами» были оптически и механически сложны в производстве, но только в 1890-х годах они были заменены более совершенными призменными технологиями. [3] [4]

Призма

Оптические призмы, добавленные в конструкцию, позволили отображать изображение правильно без необходимости использования большого количества линз и уменьшения общей длины инструмента, обычно с использованием систем призм Порро или руф-призм. [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, которая используется в современных биноклях с призмой Порро. На Венской торговой ярмарке 1873 года немецкий оптический дизайнер и ученый Эрнст Аббе представил призменный телескоп с двумя сцементированными призмами Порро. Оптические решения Порро и Аббе теоретически были верными, но использованные призменные системы на практике потерпели неудачу, прежде всего, из-за недостаточного качества стекла. [7] [1]

Порро
Конструкция с двойной призмой Порро

Бинокли с призмой Порро названы в честь Игнацио Порро, который запатентовал эту систему формирования изображения в 1854 году. Более поздние усовершенствования Эрнста Аббе и его сотрудничество с ученым по стеклу Отто Шоттом и производителем инструментов Карлом Цейссом привели в 1894 году к коммерческому внедрению улучшенного «современного» бинокля Порро. призменный бинокль фирмы Carl Zeiss . [1] В биноклях этого типа для формирования изображения используется пара призм Порро Z-образной конфигурации. В результате получается широкий бинокль с объективами, которые хорошо отделены друг от друга и смещены относительно окуляров , что дает лучшее ощущение глубины. Конструкции призм Порро имеют дополнительное преимущество: они сгибают оптический путь так, что физическая длина бинокля становится меньше фокусного расстояния объектива. Бинокли с призмой Порро были созданы таким образом, чтобы создавать изображение в относительно небольшом пространстве, поэтому бинокли с призмами зародились таким образом.

Для призм Порро обычно требуется не более 10 угловых минут (1/6до 1 градуса ) допуски на центровку их оптических элементов ( коллимацию ) на заводе. Иногда бинокли с призмами Порро требуют повторного выравнивания призм для их коллимации. [8] Бинокли с призмой Порро хорошего качества часто имеют канавки или выемки глубиной около 1,5 мм (0,06 дюйма), отшлифованные по ширине центра гипотенузы грани призмы, чтобы снизить качество изображения и уменьшить абаксиальные отражения, не формирующие изображение. [9] Бинокли с призмой Порро могут обеспечивать хорошие оптические характеристики при относительно небольших производственных усилиях, а поскольку человеческие глаза эргономически ограничены межзрачковым расстоянием, смещение и разделение объективов большого диаметра (60 + мм) и окуляров становится практическим преимуществом в стереоскопическое оптическое изделие.

В начале 2020-х годов доля коммерческого рынка биноклей с призмой Порро стала второй по величине по сравнению с другими оптическими конструкциями с призмой. [10]

Существуют альтернативные системы на основе призм Порро, которые находят применение в небольших биноклях, например, призма Пергера , которая обеспечивает значительно меньшее осевое смещение по сравнению с традиционными конструкциями призм Порро. [11] [12]

Крыша
Конструкция призмы Шмидта-Печана "крыша"
Конструкция призмы «крыши» Аббе – Кенига

Бинокли с крышевидной призмой , возможно, появились еще в 1870-х годах по проекту Ахилла Виктора Эмиля Добресса. [13] [14] В 1897 году Мориц Хенсольдт начал продавать бинокли с крышей-призмой на основе пентапризмы . [15]

В большинстве биноклей с крышей-призмой используется либо призма Шмидта-Печана (изобретая в 1899 году), либо призма Аббе-Кёнига (названная в честь Эрнста Карла Аббе и Альберта Кенига и запатентованная Карлом Цейссом в 1905 году), конструкция которых позволяет возводить изображение и складывать оптический путь. У них объективы расположены примерно на одной линии с окулярами. [16]

Бинокли с крышевыми призмами широко используются со второй половины 20 века. Конструкция Roof-призмы приводит к тому, что линзы объективов почти или полностью совпадают с окулярами, в результате чего инструмент становится уже и компактнее, чем призмы Порро, и легче. Также есть разница в яркости изображения. Бинокли с призмой Порро и крышей-призмой Аббе-Кенига по своей сути дают более яркое изображение, чем бинокли с крышей-призмой Шмидта-Пехана с тем же увеличением, размером объектива и оптическим качеством, поскольку в конструкции крыши-призмы Шмидта-Пехана используются поверхности с зеркальным покрытием, которые уменьшить светопропускание .

В конструкциях руф-призм оптически значимые углы призмы должны быть правильными в пределах 2 угловых секунд (1/18001 градус), чтобы избежать мешающего двойного изображения. Поддержание таких жестких производственных допусков для выравнивания 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 прочно закрепляются на металлической пластине. [17] Эти усложняющиеся производственные требования делают производство высококачественных биноклей с призмой с крышей более дорогостоящим, чем бинокль с призмой Порро эквивалентного оптического качества, и до тех пор, пока в 1988 году не были изобретены покрытия с фазовой коррекцией, бинокли с призмой Порро оптически предлагали превосходное разрешение и контрастность по сравнению с биноклями с крышей без фазовой коррекции. призменный бинокль. [16] [17] [18] [19]

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. [20]

Альтернативные конструкции на основе крышеобразных призм, такие как система призм Уппендаля , состоящая из трех склеенных вместе призм, коммерчески предлагались и предлагаются в небольших масштабах. [21] [22]

Оптическая система современных биноклей состоит из трех основных оптических узлов: [23]

Хотя разные системы призм имеют при сравнении преимущества и недостатки, обусловленные оптической конструкцией, из-за технологического прогресса в таких областях, как оптические покрытия, производство оптического стекла и т. д., различия в высококачественных биноклях в начале 2020-х годов практически стали неактуальными. При высоком качестве и цене аналогичные оптические характеристики могут быть достигнуты с помощью любой широко применяемой оптической системы. 20–30 лет назад это было невозможно, поскольку возникающие оптические недостатки и проблемы в то время нельзя было технически свести к практической неактуальности. Соответствующие различия в оптических характеристиках в ценовых категориях ниже высокого качества все еще можно наблюдать в биноклях с крышей-призмой сегодня, поскольку хорошо реализованные меры по устранению технических проблем и узкие производственные допуски остаются трудными и дорогостоящими.

Оптические параметры

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

Бинокли обычно предназначены для конкретных целей. Эти различные конструкции требуют определенных оптических параметров, которые могут быть указаны на крышке призмы бинокля. Эти параметры:

Увеличение

Увеличение , указанное в качестве первого числа в описании бинокля (например, 7 × 35, 10 × 50), представляет собой отношение фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Это дает увеличительную силу бинокля (иногда выражаемую как «диаметр»). Например, при коэффициенте увеличения 7 изображение получается в 7 раз больше, чем оригинал, видимый с такого расстояния. Желаемая величина увеличения зависит от предполагаемого применения, и в большинстве биноклей это постоянная, нерегулируемая функция устройства (исключением являются бинокли с зумом). Ручные бинокли обычно имеют увеличение от 7× до 10×, поэтому они менее подвержены воздействию дрожания рук. [24] Большее увеличение приводит к меньшему полю зрения, и для стабильности изображения может потребоваться штатив. Некоторые специализированные бинокли для астрономии или военного использования имеют увеличение от 15× до 25×. [25]

Диаметр объектива

Диаметр объектива , указанный как второе число в описании бинокля (например, 7× 35 , 10× 50 ), определяет разрешение (резкость) и то, сколько света можно собрать для формирования изображения. Когда два разных бинокля имеют одинаковое увеличение, одинаковое качество и дают достаточно согласованный выходной зрачок (см. ниже), объектив большего диаметра дает «более яркое» [a] [26] [27] и более четкое изображение. [28] [29] Таким образом, размер 8×40 даст более «яркое» и четкое изображение, чем размер 8×25, хотя оба увеличивают изображение в восемь раз одинаково. Большие передние линзы 8×40 также создают более широкие лучи света (выходной зрачок), выходящие из окуляров. Это делает просмотр изображения 8×40 более комфортным, чем 8×25. Бинокль 10×50 лучше, чем бинокль 8×40, по увеличению, резкости и световому потоку. Диаметр объектива обычно выражается в миллиметрах. Бинокли принято классифицировать по увеличению × диаметру объектива ; например, 7×50 . Бинокли меньшего размера могут иметь диаметр всего 22 мм; 35 мм и 50 мм — обычные диаметры полевых биноклей; астрономические бинокли имеют диаметр от 70 мм до 150 мм. [25]

Поле зрения

Поле зрения бинокля зависит от его оптической схемы и в целом обратно пропорционально силе увеличения. Обычно это обозначается в линейной величине, например, сколько футов (метров) ширины 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 при слабом освещении.

Бинокли концентрируют свет, собранный объективом, в луч, диаметр выходного зрачка которого равен диаметру объектива, разделенному на силу увеличения. Для максимально эффективного светособирания и наиболее яркого изображения, а также для максимальной резкости [26] выходной зрачок должен быть как минимум равен диаметру зрачка человеческого глаза: около 7 мм ночью и около 3 мм днем, уменьшаясь. с возрастом. Если конус света, выходящего из бинокля, больше зрачка, в который он попадает, любой свет, превышающий зрачок, будет потрачен впустую. При дневном использовании зрачок человека обычно расширяется примерно на 3 мм, что соответствует выходному зрачку бинокля 7×21. Бинокль гораздо большего размера 7×50 будет создавать конус света (7,14 мм), больший, чем зрачок, в который он попадает, и этот свет в дневное время будет потрачен впустую. Слишком маленький выходной зрачок также создаст для наблюдателя более тусклый вид, поскольку используется только небольшая часть светособирающей поверхности сетчатки. [26] [30] Для случаев, когда необходимо носить с собой оборудование (наблюдение за птицами, охота), пользователи выбирают гораздо меньшие (легкие) бинокли с выходным зрачком, соответствующим ожидаемому диаметру радужной оболочки, поэтому они будут иметь максимальное разрешение, но не несут на себе большой вес. потраченной впустую апертуры. [29]

Выходной зрачок большего размера позволяет легче направить глаз туда, где он может получать свет; в любом месте конуса большого выходного зрачка подойдет. Такая простота размещения помогает избежать, особенно в биноклях с большим полем зрения, виньетирования , которое приводит к зрителю изображение с затемненными границами, поскольку свет от них частично блокируется, а это означает, что изображение можно быстро найти, что Это важно при наблюдении за быстро движущимися птицами или промысловыми животными, а также при наблюдении моряка на палубе качнувшегося судна или при наблюдении с движущегося транспортного средства. Бинокль с узким выходным зрачком также может утомлять, поскольку для получения полезного изображения инструмент необходимо держать точно перед глазами. Наконец, многие люди используют бинокль на рассвете, в сумерках, в пасмурную погоду или ночью, когда их зрачки больше. Таким образом, дневной выходной ученик не является универсально желательным стандартом. Для комфорта, простоты использования и гибкости применения бинокли большего размера с большим выходным зрачком являются удовлетворительным выбором, даже если их возможности не используются полностью в течение дня.

Сумеречный фактор и относительная яркость

До того, как такие инновации, как просветляющее покрытие, стали широко использоваться в биноклях, их характеристики часто выражались математически. В настоящее время практически достижимая инструментально измеряемая яркость биноклей зависит от сложного сочетания факторов, таких как качество используемого оптического стекла и различных нанесенных оптических покрытий, а не только от увеличения и размера объективов.

Сумеречный фактор для бинокля можно рассчитать, сначала умножив увеличение на диаметр линзы объектива, а затем найдя квадратный корень из результата. Например, сумеречный коэффициент бинокля 7×50 равен квадратному корню из 7×50: квадратный корень из 350 = 18,71. Математически чем выше сумеречный фактор, тем лучше разрешение бинокля при наблюдении в условиях слабого освещения. Математически бинокль 7×50 имеет точно такой же сумеречный коэффициент, что и бинокль 70×5, но бинокль 70×5 бесполезен в сумерках, а также в условиях хорошего освещения, поскольку у него выходной зрачок всего 0,14 мм. Фактор сумерек без знания сопутствующего более решающего выходного зрачка не позволяет практически определить возможности бинокля при слабом освещении. В идеале выходной зрачок должен быть по крайней мере такого же размера, как диаметр зрачка адаптированных к темноте глаз пользователя в условиях отсутствия постороннего света. [31]

Прежде всего, исторический и более значимый математический подход для определения уровня четкости и яркости бинокля - это относительная яркость. Он рассчитывается путем возведения в квадрат диаметра выходного зрачка. В приведенном выше примере бинокля 7×50 это означает, что их показатель относительной яркости равен 51 (7,14×7,14 = 51). Математически чем выше индекс относительной яркости, тем лучше бинокль подходит для использования в условиях низкой освещенности. [32]

Вынос выходного зрачка

Вынос зрачка — это расстояние от линзы заднего окуляра до выходного зрачка или точки глаза. [33] Это расстояние, на котором наблюдатель должен расположить свой глаз за окуляром, чтобы увидеть невиньетированное изображение. Чем больше фокусное расстояние окуляра, тем больше потенциальное удаление выходного зрачка. Бинокли могут иметь вынос 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 зрачка, чтобы избежать виньетирования и, в крайних случаях, сохранить все поле зрения. Бинокль с коротким выносом выходного зрачка также может оказаться затруднительным в использовании в тех случаях, когда его трудно удерживать устойчиво.

Владельцам очков, которые собираются носить очки при использовании бинокля, следует выбирать бинокль с достаточно длинным выносом зрачка, чтобы их глаза не находились за точкой фокуса (также называемой точкой зрения). В противном случае их очки займут то место, где должны быть глаза. Как правило, вынос зрачка более 16 мм должен быть достаточным для любого пользователя очков. Однако если оправа очков толще и поэтому значительно выступает от лица, следует учитывать вынос выходного зрачка более 17 мм. Владельцам очков также следует обратить внимание на бинокли с поворотными наглазниками, которые в идеале имеют несколько настроек, чтобы их можно было частично или полностью убирать, чтобы отрегулировать расстояние между зрачками в соответствии с индивидуальными эргономическими предпочтениями. [34]

Близкое расстояние фокусировки

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

Окуляры

Бинокулярные окуляры обычно состоят из трех и более линз, объединенных в две и более группы. Линза, находящаяся дальше всего от глаза зрителя, называется полевой линзой или объективом , а ближайшая к глазу линза — глазная линза или окулярная линза . Наиболее распространенной конфигурацией Келлнера является изобретение Карла Келлнера в 1849 году . В таком расположении глазная линза представляет собой плоско-вогнутый/двояковыпуклый ахроматический дублет (плоская часть первой обращена к глазу), а полевая линза представляет собой двояковыпуклый синглет. В 1975 году был разработан перевернутый окуляр Келлнера , в котором полевая линза представляет собой двояковогнутый/двояковыпуклый ахроматический дублет, а глазная линза представляет собой двояковыпуклый синглет. Обратный объектив Келлнера обеспечивает на 50 % больше выноса зрачка и лучше работает с малыми фокусными расстояниями, а также с немного более широким полем зрения. [35]

В широкоугольных биноклях обычно используется какая-то конфигурация Эрфле , запатентованная в 1921 году. Они состоят из пяти или шести элементов в трех группах. Группы могут представлять собой два ахроматических дублета 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 большом увеличении, поскольку страдают от астигматизма и призрачных изображений. Однако они имеют большие линзы для глаз, отличное вынос выходного зрачка и удобны в использовании при меньшем увеличении. [35]

Линза выравнивания поля

Высококачественные бинокли часто включают в себя линзу, выравнивающую поле зрения , в окуляре за призматической конфигурацией, предназначенную для улучшения резкости изображения и уменьшения искажений изображения во внешних областях поля зрения. [36]

Механический дизайн

Фокус и настройка

Бинокль с независимой фокусировкой, используемый британской армией.
Тип Порро, внешний окулярный мост, бинокль с центральной фокусировкой и вращающимся диоптрием на правом окуляре, позволяющий регулировать разницу рефракции между левым и правым глазом зрителя.

Бинокли имеют устройство фокусировки , которое изменяет расстояние между окуляром и объективом или внутренними линзами. Обычно для обеспечения фокусировки используются два различных способа: «независимая фокусировка» и «центральная фокусировка»:

С увеличением увеличения глубина резкости – расстояние между ближайшими и самыми дальними объектами, которые находятся в приемлемо резком фокусе на изображении – уменьшается. Глубина резкости уменьшается квадратично с увеличением, поэтому по сравнению с биноклем 7× бинокль 10× обеспечивает примерно половину (7² ÷ 10² = 0,49) глубины резкости. Однако, что не связано с оптической системой бинокля, воспринимаемая пользователем практическая глубина резкости или глубина приемлемого обзора также зависит от способности аккомодации ( способность к аккомодации варьируется от человека к человеку и значительно уменьшается с возрастом) и условий освещения, зависящих от эффективного зрачка. размер или диаметр глаз пользователя. Существуют бинокли «без фокуса» или «с фиксированным фокусом», которые не имеют механизма фокусировки, кроме регулировки окуляра, который предназначен для настройки глаз пользователя и остается фиксированным. Они считаются компромиссными конструкциями, подходящими для удобства, но не очень подходящими для работы, выходящей за пределы расчетного диапазона гиперфокального расстояния (для ручных биноклей обычно от примерно 35 м (38 ярдов) до бесконечности без выполнения регулировки окуляра для конкретного зрителя). ). [39]

Бинокль обычно можно использовать без очков пользователями с миопией (близорукостью) или дальнозоркостью (дальнозоркостью), просто отрегулировав фокус немного дальше. Большинство производителей оставляют небольшой дополнительный доступный диапазон фокусных расстояний за пределами остановки/настройки бесконечности, чтобы учесть это при фокусировке на бесконечность. [40] Однако людям с тяжелым астигматизмом все равно придется пользоваться очками при использовании бинокля.

Некоторые бинокли имеют регулируемое увеличение, бинокли с зумом , например 7-21×50, предназначены для того, чтобы дать пользователю возможность иметь одну пару биноклей с широким диапазоном увеличений, обычно путем перемещения рычага масштабирования. Это достигается с помощью сложной серии регулировочных линз, подобных объективу зум-камеры . Отмечается, что такие конструкции являются компромиссом и даже уловкой [41], поскольку они добавляют биноклю объем, сложность и хрупкость. Сложный оптический путь также приводит к узкому полю зрения и большому падению яркости при большом увеличении. [42] Модели также должны согласовать увеличение для обоих глаз во всем диапазоне масштабирования и соблюдать коллимацию, чтобы избежать напряжения и утомления глаз. [43] Они почти всегда работают намного лучше при низкой мощности, чем при более высоких настройках. Это естественно, поскольку при увеличении мощности передний объектив не может увеличиться, чтобы пропустить больше света, поэтому обзор становится более тусклым. При увеличении 7× передний объектив диаметром 50 мм обеспечивает выходной зрачок 7,14 мм, а при увеличении 21× тот же передний объектив обеспечивает выходной зрачок только 2,38 мм. Кроме того, оптическое качество бинокля с зумом при любом заданном увеличении уступает качеству бинокля с фиксированным увеличением такого же увеличения.

Межзрачковое расстояние

Бинокль с регулируемым межзрачковым расстоянием около 63 мм.

Большинство современных биноклей также регулируются с помощью шарнирной конструкции, которая позволяет регулировать расстояние между двумя половинками телескопа для удобства зрителей с разным расстоянием глаз или « межзрачковым расстоянием (IPD)» (расстояние, измеряемое в миллиметрах между центрами зрачков телескопа ) . глаза). Большинство из них оптимизированы для межзрачкового расстояния (обычно около 63 мм) у взрослых. Межзрачковое расстояние варьируется в зависимости от возраста, пола и расы. Производителям биноклей приходится учитывать дисперсию IPD (большинство взрослых имеют IPD в диапазоне 50–75 мм) и ее экстремумы, поскольку стереоскопические оптические продукты должны быть в состоянии справиться со многими возможными пользователями, в том числе с теми, у кого самые маленькие и самые большие IPD. . [44] Дети и взрослые с узкими IPD могут испытывать проблемы с диапазоном регулировки IPD биноклей для соответствия ширине между центрами зрачков в каждом глазу, что затрудняет использование некоторых биноклей. [45] [46] Взрослые со средним или широким IPD обычно не испытывают проблем с регулировкой диапазона разделения глаз, но бинокль с прямой цилиндрической призмой и объективами диаметром более 60 мм может быть проблематичным по размеру для правильной настройки для взрослых с относительно узким IPD. [47] Анатомические состояния, такие как гипертелоризм и гипотелоризм, могут влиять на IPD и из-за экстремальных IPD приводят к практическим затруднениям при использовании стереоскопических оптических устройств, таких как бинокли.

Выравнивание

Два телескопа в бинокле выровнены параллельно (коллимированы), чтобы создать единое круглое, по-видимому, трехмерное изображение. Несоосность приведет к тому, что бинокль будет давать двойное изображение. Даже небольшое смещение вызовет смутный дискомфорт и зрительное утомление, поскольку мозг пытается объединить перекошенные изображения. [48]

Выравнивание осуществляется небольшими движениями призм, регулировкой внутренней опорной ячейки или поворотом внешних установочных винтов , или регулировкой положения объектива с помощью эксцентриковых колец, встроенных в объективную ячейку.Безусловная юстировка (3-осевая коллимация, т. е. обе оптические оси расположены параллельно оси шарнира, используемого для выбора различных настроек межзрачкового расстояния) бинокля требует специального оборудования. [8] Безусловная центровка обычно выполняется профессионалом, хотя к внешним функциям регулировки обычно может получить доступ конечный пользователь.Условное выравнивание игнорирует третью ось (шарнир) в процессе выравнивания. Такая условная юстировка сводится к 2-осевой псевдоколлимации и будет работоспособна только в небольшом диапазоне настроек межзрачкового расстояния, так как бинокль с условной юстировкой не коллимируется для всего диапазона настройки межзрачкового расстояния.

Стабильность изображения

Некоторые бинокли используют технологию стабилизации изображения для уменьшения дрожания при больших увеличениях. Это достигается за счет перемещения части инструмента с помощью гироскопа или с помощью механизмов с приводом, приводимых в движение гироскопическими или инерционными детекторами, или с помощью крепления, предназначенного для противодействия и гашения эффекта вибрационных движений. Стабилизация может быть включена или отключена пользователем по мере необходимости. Эти методы позволяют держать в руках бинокль с увеличением до 20× и значительно улучшают стабильность изображения инструментов с меньшим увеличением. Есть и некоторые недостатки: изображение может быть не таким хорошим, как в лучших нестабилизированных биноклях, когда они устанавливаются на штатив. Стабилизированные бинокли также имеют тенденцию быть более дорогими и тяжелыми, чем нестабилизированные бинокли аналогичной спецификации.

Корпус

Корпуса биноклей могут быть изготовлены из различных конструкционных материалов. Корпуса и шарнирные мосты старых биноклей 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 акрилонитрил-бутадиен-стирол . Корпус может быть снаружи покрыт резиной, обеспечивающей нескользящую поверхность захвата, поглощение нежелательных звуков и дополнительную амортизацию/защиту от вмятин, царапин, ударов и незначительных ударов. [49] [50]

Оптические покрытия

Бинокль с мультипросветлением красного цвета

Поскольку типичный бинокль имеет от 6 до 10 оптических элементов [51] с особыми характеристиками и до 20 поверхностей атмосфера-стекло, производители биноклей используют различные типы оптических покрытий по техническим причинам и для улучшения получаемого изображения. Оптические покрытия линз и призм биноклей могут увеличить светопропускание, минимизировать вредные отражения и эффекты интерференции, оптимизировать полезные отражения, отталкивать воду и жир и даже защищать линзу от царапин. Современные оптические покрытия состоят из комбинации очень тонких слоев материалов, таких как оксиды, металлы или редкоземельные материалы. Характеристики оптического покрытия зависят от количества слоев, их точной толщины и состава, а также от разницы показателей преломления между ними. [52] 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, в сумме могут составлять около 200 (часто накладывающихся друг на друга) слоев покрытия. [53]

антибликовый

Просветляющее покрытие толщиной в четверть волны (λ), которое приводит к деструктивным помехам.

Антибликовые интерференционные покрытия уменьшают потери света на каждой оптической поверхности за счет отражения на каждой поверхности. Уменьшение отражения с помощью просветляющего покрытия также уменьшает количество «потерянного» света внутри бинокля, что в противном случае сделало бы изображение нечетким (низкий контраст). Бинокль с хорошим оптическим покрытием может дать более яркое изображение, чем бинокль без покрытия с объективом большего размера, из-за превосходного пропускания света через узел. Первое прозрачное интерференционное покрытие Transparentbelag (T), используемое компанией Zeiss, было изобретено в 1935 году Александром Смакулой . [54] Классическим материалом для покрытия линз является фторид магния , который уменьшает количество отраженного света примерно с 4% до 1,5%. При прохождении 16 атмосфер к оптическим стеклянным поверхностям потери на отражение в 4% теоретически означают светопропускание 52% ( 0,96 ·16 = 0,520), а потери на отражение в 1,5% - гораздо лучшее пропускание света в 78,5% ( 0,985 ·16 = 0,785). Отражение можно дополнительно уменьшить в более широком диапазоне длин волн и углов, используя несколько наложенных друг на друга слоев с разными показателями преломления. Антибликовое многослойное покрытие Transparentbelag* (T*), используемое компанией Zeiss в конце 1970-х годов, состояло из шести наложенных друг на друга слоев. В целом, слои внешнего покрытия имеют немного более низкие значения показателя преломления, а толщина слоя адаптирована к диапазону длин волн видимого спектра , чтобы обеспечить оптимальную деструктивную интерференцию за счет отражения в лучах, отраженных от границ раздела, и конструктивную интерференцию в соответствующих передаваемые лучи. Не существует простой формулы оптимальной толщины слоя для данного 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, обусловленного отклонением функции светоотдачи человеческого глаза . Максимальное пропускание света с длиной волны 555 нм ( зеленый ) важно для получения оптимального фотопического зрения с использованием клеток глазного конуса для наблюдения в хорошо освещенных условиях. Максимальное пропускание света с длиной волны 498 нм ( голубой ) важно для получения оптимального скотопического зрения с использованием клеток глазного стержня.для наблюдения в условиях низкой освещенности. В результате эффективные современные просветляющие покрытия линз состоят из сложных многослойных слоев и отражают всего 0,25% или меньше, что позволяет получить изображение с максимальной яркостью и естественными цветами. [55] Они позволяют высококачественным биноклям 21-го века практически достигать измеренных значений светопропускания линзы глаза или окуляра в условиях низкой освещенности более 90%. В зависимости от покрытия характер изображения, видимого в бинокль при обычном дневном свете, может выглядеть «теплее» или «холоднее» и иметь более высокую или более низкую контрастность. В зависимости от области применения покрытие также оптимизировано для максимальной точности цветопередачи в видимом спектре , например, в случае линз, специально разработанных для наблюдения за птицами. [56] [57] [58] Распространенной технологией нанесения является физическое осаждение из паровой фазы одного или нескольких наложенных друг на друга слоев антибликового покрытия, которое включает в себя осаждение испарением , что делает его сложным производственным процессом. [59]

Фазовая коррекция

Траектория балки по краю крыши (сечение); слой P-покрытия находится на обеих поверхностях крыши

В биноклях с крыше-призмами световой путь разделяется на два пути, которые отражаются по обе стороны от гребня крыше-призмы. 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 (TIR). При ПВО свет, поляризованный в плоскости падения (p-поляризованный), и свет, поляризованный ортогонально плоскости падения (s-поляризованный), испытывают разные фазовые сдвиги. Как следствие, линейно поляризованный свет выходит из эллиптически поляризованной руф-призмы. Более того, состояние эллиптической поляризации двух путей через призму различно. Когда два пути рекомбинируются на сетчатке (или детекторе), возникает интерференция между светом от двух путей, вызывающая искажение функции распространения точки и ухудшение изображения. Разрешение и контрастность существенно страдают. Эти нежелательные интерференционные эффекты можно подавить путем нанесения из паровой фазы специального диэлектрического покрытия, известного как покрытие фазовой коррекции или P-покрытие, на сводовые поверхности сводовой призмы. Чтобы приблизительно скорректировать руф-призму для полихроматического света, накладываются несколько слоев фазокорректирующего покрытия, поскольку каждый слой имеет определенную длину волны и угол падения . [60] P -покрытие было разработано в 1988 году Адольфом Вейраухом в Carl Zeiss . [61] Вскоре последовали и другие производители, и с тех пор покрытия с фазовой коррекцией повсеместно используются в биноклях с руф-призмами 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. [62] Таким образом, с 1990-х годов бинокли с руф-призмами также достигли значений разрешения, которые ранее были достижимы только с призмами Порро. [63] Наличие фазокорректирующего покрытия можно проверить в неоткрытый бинокль с помощью двух поляризационных фильтров. [61] Диэлектрические призменные покрытия с фазовой коррекцией наносятся в вакуумной камере с, возможно, тридцатью или более различными наложенными слоями покрытия из паровой фазы, что делает этот производственный процесс сложным.

Бинокли, в которых используются крыша-призма Шмидта-Пехана , крыша-призма Аббе-Кенига или крыша-призма Уппендаля, имеют фазовые покрытия, которые компенсируют потерю разрешения и контраста, вызванную интерференционными эффектами , возникающими в необработанных крыше-призмах. Бинокли с призмой Порро и призмой Пергера не расщепляют лучи и поэтому не требуют каких-либо фазовых покрытий.

Металлическое зеркало

В биноклях с руф-призмами Шмидта-Пехана или Уппендаля на некоторые поверхности руф-призмы добавляются зеркальные покрытия, поскольку свет падает на одну из границ стекло-воздух призмы под углом, меньшим критического угла, поэтому полное внутреннее отражение не происходит. происходить. Без зеркального покрытия большая часть света будет потеряна. Используется алюминиевое зеркальное покрытие потолочной призмы ( отражательная способность от 87% до 93%) или серебряное зеркальное покрытие (отражательная способность от 95% до 98%). [64] [65]

В более старых конструкциях использовались серебряные зеркальные покрытия, но эти покрытия со временем окислялись и теряли отражательную способность 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. В современных конструкциях, использующих технологию вакуумного испарения, используется либо алюминий, улучшенный алюминий (состоящий из алюминия, покрытого многослойной диэлектрической пленкой), либо серебро. [66] Серебро используется в современных высококачественных конструкциях, которые герметизированы и заполнены азотом или аргоном для создания инертной атмосферы и предотвращения потускнения серебряного зеркального покрытия. [67]

Бинокли с призмой Порро и призмой Пергера , а также бинокли с крышей-призмой, в которых используется конфигурация крыше-призмы Аббе-Кенига, не используют зеркальные покрытия, поскольку эти призмы отражают со 100% 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 более низким показателем преломления n 2 ​​. Длины трасс l A и l B отличаются ровно на одну длину волны, что приводит к конструктивной интерференции.

Диэлектрические покрытия используются в крыше-призмах Шмидта-Пехана и Уппендаля , чтобы заставить поверхности призмы действовать как диэлектрическое зеркало . Это покрытие было использовано в 2004 году в биноклях Zeiss Victory FL с призмами Шмидта – Печана. Вскоре за ними последовали и другие производители, и с тех пор диэлектрические покрытия повсеместно используются в биноклях с руф-призмами Шмидта-Пехана и Уппендаля среднего и высокого качества. Неметаллическое диэлектрическое отражающее покрытие формируется из нескольких слоев чередующихся материалов с высоким и низким показателем преломления , нанесенных на отражающие поверхности призмы. Технология изготовления диэлектрических зеркал основана на методах осаждения тонких пленок . Распространенным методом нанесения является физическое осаждение из паровой фазы , которое включает в себя осаждение из паровой фазы с нанесением, возможно, семидесяти или более различных слоев покрытия из паровой фазы, что делает его сложным производственным процессом. [68] Это многослойное покрытие увеличивает отражательную способность поверхностей призмы, действуя как распределенный брэгговский отражатель . Хорошо спроектированное многослойное диэлектрическое покрытие может обеспечить отражательную способность более 99% во всем спектре видимого света . [69] Эта отражательная способность является улучшением по сравнению с алюминиевым зеркальным покрытием или серебряным зеркальным покрытием.

Бинокли с призмой Порро и призмой Пергера, а также бинокли с крышей-призмой, в которых используется крыша-призма Аббе-Кенига, не используют диэлектрические покрытия, поскольку эти призмы отражают со 100% отражательной способностью, используя полное внутреннее отражение в призме, а не требуют (диэлектрического) зеркального покрытия.

Условия

Все бинокли

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

Наличие оптического кронного стекла с высоким коэффициентом пропускания , обладающего относительно низким показателем преломления (≈1,52) и низкой дисперсией (с числами Аббе около 60), обычно обозначается в биноклях следующими терминами: [71]

Только крыши-призмы

Аксессуары

Распространенными аксессуарами для биноклей являются:

Приложения

Общее использование

Компактный бинокль с двойным мостом.
Оптические бинокулярные башни с монетоприемником Tower Optical

Ручные бинокли варьируются от небольших оперных биноклей 3 × 10 , используемых в театрах , до очков с увеличением от 7 до 12 раз и объективами диаметром от 30 до 50 мм для типичного 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×, а диаметр объектива составляет относительно скромные 20–25 мм, что приводит к небольшому размеру выходного зрачка, ограничивающему пригодность для работы в условиях низкой освещенности. Конструкции руф-призм, как правило, уже и компактнее, чем эквивалентные конструкции призм Порро. Таким образом, компактные бинокли в основном представляют собой конструкцию с крышей-призмой. Телескопические тубусы компактных биноклей часто можно сложить вплотную друг к другу, чтобы радикально уменьшить объем бинокля, когда он не используется, для удобства транспортировки и хранения.

Многие туристические достопримечательности установили на пьедестале бинокль с монетоприемником , чтобы посетители могли рассмотреть достопримечательность поближе.

Землеустроительные изыскания и сбор географических данных

Хотя технологии для сбора данных превзошли использование биноклей, исторически это были передовые инструменты, используемые географами и другими учеными-геологами. Бинокль и сегодня может служить визуальным помощником при обследовании больших территорий.

Наблюдение за птицами

Наблюдение за птицами – очень популярное хобби среди любителей природы и животных; бинокль — их самый основной инструмент, поскольку большинство человеческих глаз не могут различить достаточно деталей, чтобы полностью оценить и/или изучить мелких птиц. [73] Чтобы иметь возможность хорошо наблюдать за птицами в полете, важно приобретать способность и глубину резкости быстро движущихся объектов. Обычно используются бинокли с увеличением от 8× до 10×, хотя многие производители выпускают модели с увеличением 7× для более широкого поля зрения и увеличенной глубины резкости. Другим важным фактором при выборе бинокля для наблюдения за птицами является размер объектива, собирающего свет. Объектив большего размера (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 главным фактором при первом поднятии бинокля, но наблюдение за птицами предполагает необходимость держать бинокль в руках, стоя на одном месте. Сообщество орнитологов советует делать покупки с осторожностью. [74]

Охота

Охотники обычно используют бинокль в полевых условиях, чтобы наблюдать за дичью на расстоянии. Охотники чаще всего используют бинокли с увеличением примерно 8 раз и объективами 40–45 мм, чтобы иметь возможность находить и наблюдать за дичью в условиях низкой освещенности. [75] Европейские производители производили и производят бинокли 7×42 с хорошими характеристиками при слабом освещении, не становясь слишком громоздкими для мобильного использования, например, при длительном ношении или преследовании, а также гораздо более громоздкие бинокли 8×56 и 9×63 для слабого освещения, оптически оптимизированные для отличного освещения в условиях низкой освещенности. производительность для более стационарной охоты в сумерках и ночью. Для охотничьих биноклей, оптимизированных для наблюдения в сумерках, предпочтительны покрытия, обеспечивающие максимальное пропускание света в диапазоне длин волн около 460-540 нм. [76] [77] [78] [47] [79]

Определение дальности

Некоторые бинокли имеют сетку (шкалу) для определения дальности, наложенную на обзор. Эта шкала позволяет оценить расстояние до объекта, если высота объекта известна (или может быть оценена). Обычный бинокль Mariner 7×50 имеет эти шкалы с углом между отметками, равным 5  мил . [80] Один мил эквивалентен углу между верхом и низом объекта высотой один метр на расстоянии 1000 метров.

Следовательно, для оценки расстояния до объекта известной высоты используется формула:

где:

При типичном масштабе 5 мил (каждая отметка равна 5 мил) маяк высотой 3 марки и высотой 120 метров находится на расстоянии 8000 метров.

Военный

Лазерный дальномер серии Vector 7×42 бинокль 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) [81]

Бинокли имеют долгую историю использования в военных целях. Конструкции Галилея широко использовались до конца XIX века, когда они уступили место призмам Порро. Бинокли, предназначенные для общего военного использования, как правило, более прочные, чем их гражданские аналоги. Обычно они избегают хрупких механизмов центрального фокуса в пользу независимого фокуса, что также обеспечивает более легкую и эффективную защиту от атмосферных воздействий. Наборы призм в военных биноклях могут иметь дублирующее алюминизированное покрытие, чтобы гарантировать, что они не потеряют свои отражающие свойства в случае намокания.

Один вариант формы назывался «траншейный бинокль» и представлял собой комбинацию бинокля и перископа , часто используемую в целях артиллерийской корректировки. Он выступал всего на несколько дюймов над парапетом, таким образом удерживая голову зрителя в траншее.

Военные бинокли также могут использоваться и использовались в качестве измерительных и прицельных устройств, а также могут иметь фильтры и (подсвеченные) сетки. [82] [83]

Военные бинокли эпохи холодной войны иногда оснащались пассивными датчиками, обнаруживающими активное ИК-излучение , тогда как современные бинокли обычно оснащаются фильтрами, блокирующими лазерные лучи, используемые в качестве оружия . Кроме того, бинокли, предназначенные для использования в военных целях, могут включать стадиаметрическую сетку в одном окуляре, чтобы облегчить оценку дальности. [84] Современные бинокли, предназначенные для использования в военных целях, также могут оснащаться лазерными дальномерами , компасами и интерфейсами обмена данными для отправки измерений на другие периферийные устройства. [85]

Использовались очень большие бинокулярные военно-морские дальномеры (расстояние между двумя объективами до 15 метров, вес 10 тонн, для определения целей военно-морских орудий времен Второй мировой войны на расстоянии 25 км), хотя радары и лазерные дальномеры конца 20-го века сделали это. приложение в основном избыточно. [ нужна цитата ]

морской

Морской бинокль 7×50 с демпферным компасом.
Бинокль 20х120 для корабля ВМС США 'Big Eyes' в фиксированном креплении

Существуют бинокли, разработанные специально для гражданского и военного использования в суровых морских условиях. Ручные модели будут иметь увеличение от 5× до 8×, но с очень большими наборами призм в сочетании с окулярами, обеспечивающими значительное удаление выходного зрачка. Эта оптическая комбинация предотвращает виньетирование или потемнение изображения, когда бинокль раскачивается и вибрирует относительно глаз зрителя из-за движения судна. [86]

Морские бинокли часто содержат одну или несколько функций, помогающих в навигации на кораблях и лодках.

Ручные морские бинокли обычно имеют: [87]

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

Гражданские и военные корабли также могут использовать большие модели биноклей с большим увеличением и большими объективами в фиксированных креплениях.

Астрономический

Бинокль 25×150, адаптированный для астрономических целей.

Бинокли широко используются астрономами-любителями ; их широкое поле зрения делает их полезными для поиска комет и сверхновых (гигантские бинокли), а также для общего наблюдения (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 тусклую звезду, которую можно наблюдать. Бинокли, предназначенные специально для астрономических наблюдений (часто 80 мм и больше), иногда изготавливаются 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. Десятикратное увеличение обычно считается практическим пределом наблюдения в портативный бинокль. Бинокли более мощные, чем 15×70, требуют какой-либо опоры. Производители телескопов-любителей создавали бинокли гораздо большего размера , по существу используя два преломляющих или отражающих астрономических телескопа.

Особое значение для наблюдения при слабом освещении и астрономических наблюдений имеет соотношение между силой увеличения и диаметром объектива. Меньшее увеличение обеспечивает большее поле зрения, что полезно при просмотре Млечного Пути и крупных туманных объектов (называемых объектами глубокого космоса ), таких как туманности и галактики . Большой (обычно 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, у людей старше 50 зрачки редко расширяются более чем на 5 мм. Большой выходной зрачок также собирает больше света от фонового неба, эффективно уменьшая контраст и затрудняя обнаружение слабых объектов, за исключением, возможно, отдаленных мест с незначительным световым загрязнением . Многие астрономические объекты 8-й звездной величины и ярче, такие как звездные скопления, туманности и галактики, перечисленные в Каталоге Мессье , легко рассматриваются в ручные бинокли в диапазоне от 35 до 40 мм, которые можно найти во многих домашних хозяйствах для наблюдения за птицами и охоты. и просмотр спортивных мероприятий. При наблюдении меньших звездных скоплений, туманностей и галактик бинокулярное увеличение является важным фактором видимости, поскольку эти объекты кажутся крошечными при типичном бинокулярном увеличении. [88]

Смоделированный вид Галактики Андромеды (Мессье 31) в бинокль.

Некоторые рассеянные скопления , такие как яркое двойное скопление ( NGC 869 и NGC 884 ) в созвездии Персея , а также шаровые скопления , такие как M13 в Геркулесе, легко обнаружить. Среди туманностей также хорошо видны М17 в Стрельце и туманность Северная Америка ( NGC 7000 ) в Лебеде. В бинокль можно увидеть несколько двойных звезд с более широким расщеплением , таких как Альбирео в созвездии Лебедя .

Ряд объектов Солнечной системы, которые по большей части полностью невидимы для человеческого глаза, вполне можно обнаружить в бинокль среднего размера, включая более крупные кратеры на Луне ; тусклые внешние планеты Уран и Нептун ; внутренние «малые планеты» Церера , Веста и Паллада ; Самый большой спутник Сатурна Титан ; и галилеевы спутники Юпитера . Хотя Уран и Веста видны без посторонней помощи в незагрязненном небе, для их легкого обнаружения требуются бинокли. Бинокль 10×50 имеет ограничение видимой величины от +9,5 до +11 в зависимости от условий неба и опыта наблюдателя. [89] Астероиды, такие как Интерамния , Давида , Европа и, за исключением исключительных условий, Гигея , слишком слабы, чтобы их можно было увидеть в обычно продаваемые бинокли. Точно так же слишком слабыми, чтобы их можно было увидеть в большинство биноклей, являются луны планет, за исключением Галилеевых и Титана, а также карликовые планеты Плутон и Эрида . Другие сложные бинокулярные цели включают фазы Венеры и кольца Сатурна . Только бинокль с очень большим увеличением, 20-кратным или выше, способен различить кольца Сатурна в узнаваемой степени. В бинокль с большим увеличением иногда можно увидеть один или два пояса облаков на диске Юпитера, если оптика и условия наблюдений достаточно хорошие.

Бинокль также может помочь в наблюдении за космическими объектами, созданными человеком, например, в обнаружении спутников в небе по мере их прохождения .

Список производителей биноклей

Есть много компаний, производящих бинокли, как в прошлом, так и в настоящее время. Они включают:

Смотрите также

Примечания

  1. ^ «яркость» здесь относится к световому потоку на сетчатке, а не к фотометрическому определению яркости : при гипотезе совпадения выходного зрачка (фотометрическая) яркость увеличенной сцены ( освещенность сетчатки) одинакова ( с идеальным биноклем без потерь), как тот, который 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 одинаковом увеличении и совпадающем выходном зрачке световой поток на сетчатке увеличивается только в абсолютном отношении, но не увеличивается относительно зрения невооруженным глазом в каждом из двух различных условий окружающего освещения.

Рекомендации

  1. ^ abc "Europa.com - Ранняя история бинокля". Архивировано из оригинала 13 июня 2011 г.
  2. ^ Марк Э. Уилкинсон (2006). Обзор основной оптики для плат. ФЭП Интернешнл. п. 65. ИСБН 9780976968917. Архивировано из оригинала 27 декабря 2016 г. Проверено 10 октября 2016 г.
  3. ^ Грейвенкамп, Джон Э.; Стид, Дэвид Л. (10 сентября 2011 г.). «История телескопов и биноклей: инженерная перспектива» (PDF) . У Р. Джона Кошела; Г. Грут Грегори (ред.). Учеб. SPIE 8129, Проектирование и оптимизация новых оптических систем XIV, 812902 . дои : 10.1117/12.904614. ISSN  0277-786X. S2CID  123495486. Архивировано (PDF) из оригинала 29 ноября 2014 г.
  4. ^ «Как работает бинокль с призмой Порро» . Архивировано из оригинала 8 октября 2022 г. Проверено 8 октября 2022 г.
  5. ^ Майкл Д. Рейнольдс, Майк Д. Рейнольдс, Бинокулярное наблюдение за звездами, Stackpole Books – 2005, стр. 8
  6. ^ «Бинокулярные призмы – почему они такие странные и разные? Билл Стент, 21 октября 2019 г.» . 21 октября 2019. Архивировано из оригинала 16 марта 2022 года . Проверено 29 мая 2022 г.
  7. ^ Грейвенкамп, Джон Э.; Стид, Дэвид Л. (10 сентября 2011 г.). «История телескопов и биноклей: инженерная перспектива» (PDF) . У Р. Джона Кошела; Г. Грут Грегори (ред.). Учеб. SPIE 8129, Проектирование и оптимизация новых оптических систем XIV, 812902 . дои : 10.1117/12.904614. ISSN  0277-786X. S2CID  123495486. Архивировано (PDF) из оригинала 29 ноября 2014 г.
  8. ^ Аб Томпсон, Роберт Брюс; Томпсон, Барбара Фритчман (24 июня 2005 г.). Советы по астрономии, глава 1, страница 34. «O'Reilly Media, Inc.». ISBN 9780596100605. Архивировано из оригинала 19 апреля 2022 г. Проверено 3 ноября 2009 г.
  9. ^ «Глава «Бинокулярная оптика и механика» из книги Стивена Тонкина «Бинокулярная астрономия», страница 14» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 18 августа 2022 г. Проверено 23 мая 2022 г.
  10. ^ «Сводка дилеров биноклей, показывающая 239 перечисленных конструкций призм Порро и 777 биноклей, в которых используются другие оптические конструкции, в мае 2022 года» . Архивировано из оригинала 1 ноября 2015 г. Проверено 24 мая 2022 г.
  11. ^ «Европейский патент EP2463692A1 Призма». Архивировано из оригинала 26 мая 2022 г. Проверено 26 мая 2022 г.
  12. ^ «Сводка дилеров биноклей, показывающая 10 перечисленных конструкций призм Порро-Пергера и 1006 биноклей, в которых используются другие оптические конструкции, в мае 2022 года» . Архивировано из оригинала 1 ноября 2015 г. Проверено 24 мая 2022 г.
  13. ^ "groups.google.co.ke" . Архивировано из оригинала 30 июля 2010 г. Проверено 3 ноября 2009 г.
  14. ^ "photodigital.net — Rec.photo.equipment.misc Обсуждение: Ахилл Виктор Эмиль Добресс, забытый изобретатель призмы" . Архивировано из оригинала 31 июля 2010 г. Проверено 26 ноября 2006 г.
  15. ^ Грейвенкамп, Джон Э.; Стид, Дэвид Л. (10 сентября 2011 г.). «История телескопов и биноклей: инженерная перспектива» (PDF) . У Р. Джона Кошела; Г. Грут Грегори (ред.). Учеб. SPIE 8129, Проектирование и оптимизация новых оптических систем XIV, 812902 . дои : 10.1117/12.904614. ISSN  0277-786X. S2CID  123495486. Архивировано (PDF) из оригинала 29 ноября 2014 г.
  16. ↑ ab Роджер В. Синнотт (24 июля 2006 г.). «Почему лучший бинокль с крышей-призмой нуждается в фазокорректирующем покрытии?». Небо и телескоп . Архивировано из оригинала 4 июня 2022 г. Проверено 20 июля 2022 г.
  17. ^ Аб Томпсон, Роберт Брюс; Томпсон, Барбара Фритчман (24 июня 2005 г.). Астрономические хаки. «О'Рейли Медиа, Инк.». п. 34. ISBN 9780596100605. Архивировано из оригинала 19 апреля 2022 г. Проверено 3 ноября 2009 г.
  18. ^ Стивен Тонкин (2014). «Бинокулярная оптика и механика». Бинокулярная астрономия (PDF) . Спрингер. ISBN 978-1-4614-7466-1. Архивировано (PDF) из оригинала 18 августа 2022 г. Проверено 20 июля 2022 г.
  19. ^ Рон Спомер. «Бинокль с призмой Порро — лучшая покупка». Архивировано из оригинала 12 ноября 2020 г. Проверено 20 июля 2022 г.
  20. ^ «Предложения дилеров биноклей, показывающие, что конструкции Шмидта-Пехана превосходят конструкции Аббе-Кёнига более чем в 13 раз в мае 2022 года» . Архивировано из оригинала 1 ноября 2015 г. Проверено 24 мая 2022 г.
  21. ^ «Изображение призменной системы Уппендаля, используемой в биноклях Leitz Wetzlar, Trinovid 7×42B. Первая серия Trinovid с призменной системой Уппендаля производилась до 1990 года» . 18 октября 2012 г. Архивировано из оригинала 21 июля 2022 г. Проверено 21 июля 2022 г.
  22. ^ ab «СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ НОВОГО LEICA TRINOVID 7X35B (= ЗДЕСЬ НАЗВАН RETROVID) ПО СРАВНЕНИЮ СО СТАРЫМИ LEITZ-LEICA TRINOVIDS И С БИНОКЛЯМИ ОТ BECK, FOTON И NEW KOWA 6,5X32. Февраль 2020 г., доктор Гийс ван Гинкель» ( PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 15 ноября 2022 г. Проверено 10 сентября 2022 г.
  23. ^ "Бинокулярная линза и призматическое стекло" . Архивировано из оригинала 28 сентября 2022 г. Проверено 3 октября 2022 г.
  24. ^ Клиффорд Э. Шварц, Физика за пределами конверта, JHU Press – 2003, стр. 73
  25. ^ ab Мартин Мобберли, Астрономическое оборудование для любителей, Springer Science & Business Media - 2012, стр. 53–55.
  26. ^ abc «GF Lothian, Оптика и ее использование, Van Nostand Reinhold Company, 1975, стр. 37».
  27. ^ Борн, М.; Вольф, Э. (1970). «Принципы оптики» (пятое изд.). Пергамон Пресс. стр. 188–190.
  28. ^ Алан Р. Хейл, Спортивная оптика: бинокли, зрительные трубы и оптические прицелы, Hale Optics – 1978, стр. 92, 95.
  29. ^ ab Алан Р. Хейл, Как выбрать бинокль - 1991, стр. 54–58.
  30. ^ Филип С. Харрингтон, Путешествие по Вселенной через бинокль: Полный путеводитель астронома, Wiley – 1990, стр. 265
  31. ^ «Сумеречный фактор, что это значит?». 13 декабря 2020 г. Архивировано из оригинала 01 июня 2022 г. Проверено 8 мая 2022 г.
  32. ^ «Относительная яркость». Август 2018 г. Архивировано из оригинала 1 июня 2022 г. Проверено 8 мая 2022 г.
  33. ^ «Введение в оптику, 2-е изд.», стр. 141–142, Педротти и Педротти, Прентис-Холл, 1993.
  34. ^ «Бинокли для наблюдения за птицами для тех, кто носит очки — лучшее на 2022 год» . Птицы с первого взгляда . 19 апреля 2022 г. Архивировано из оригинала 28 сентября 2022 г. Проверено 28 сентября 2022 г.
  35. ^ AB Стивен Тонкин (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 года . Проверено 8 июля 2017 г.
  36. ^ «Будьте сами себе экспертом по оптике» . Архивировано из оригинала 31 мая 2022 г. Проверено 14 апреля 2022 г.
  37. ^ «Патент США US3484149A Бинокль с центральной фокусирующей призмой и сетка» . Архивировано из оригинала 20 сентября 2022 г. Проверено 17 сентября 2022 г.
  38. ^ «Основы бинокулярного зрения». Архивировано из оригинала 28 февраля 2022 г. Проверено 31 июля 2022 г.
  39. ^ «Бинокли с самофокусировкой, бинокли с фиксированным фокусом и индивидуальной фокусировкой» . Архивировано из оригинала 31 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.
  40. ^ «Как использовать бинокль в очках: простое руководство из 6 шагов» . Птицы с первого взгляда . 2022-12-29 . Проверено 24 июля 2023 г.
  41. ^ Данн, Пит (2003). Пит Данн о наблюдении за птицами: как, где и когда наблюдать за птицами. Хоутон Миффлин Харкорт. п. 54. ИСБН 9780395906866. Архивировано из оригинала 27 декабря 2016 г. Проверено 10 октября 2016 г.
  42. ^ Харрингтон, Филип С. (2011). Star Ware: Руководство астронома-любителя по выбору, покупке и использованию. Джон Уайли и сыновья. п. 54. ИСБН 9781118046333. Архивировано из оригинала 27 декабря 2016 г. Проверено 10 октября 2016 г.
  43. ^ Тонкин, Стивен (2007). Бинокулярная астрономия: Серия Патрика Мура по практической астрономии. Springer Science & Business Media. п. 46. ​​ИСБН 9781846287886. Архивировано из оригинала 28 декабря 2016 г. Проверено 10 октября 2016 г.
  44. ^ «Изменение и экстремумы межзрачкового расстояния человека, Нил А. Доджсон, Компьютерная лаборатория Кембриджского университета, 15 JJ Thomson Avenue, Кембридж, Великобритания, CB3 0FD» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 18 августа 2022 г. Проверено 20 апреля 2022 г.
  45. ^ "thebinocularsite.com — Руководство для родителей по выбору бинокля для детей" . Архивировано из оригинала 6 июня 2011 года.
  46. ^ "Детский бинокль". Архивировано из оригинала 20 января 2022 г. Проверено 19 апреля 2022 г.
  47. ^ ab "Optolyth Royal 9×63 Abbe-König, бинокль" . Архивировано из оригинала 31 мая 2022 г. Проверено 21 апреля 2022 г.
  48. ^ Стивен Менсинг, Наблюдение за звездами в бинокль: полное руководство по бинокулярной астрономии, стр. 32
  49. ^ «Из чего сделан корпус бинокля» . 11 апреля 2020 г. Архивировано из оригинала 31 мая 2022 г. Проверено 16 апреля 2022 г.
  50. ^ «О корпусах и фокусировке». 8 марта 2021 г. Архивировано из оригинала 20 сентября 2021 г. Проверено 31 июля 2022 г.
  51. ^ Томпсон, Роберт Брюс; Томпсон, Барбара Фритчман (2005). Советы по астрономии: серия О'Рейли. О'Рейли Медиа, Инк. с. 35. ISBN 9780596100605. Архивировано из оригинала 27 декабря 2016 г. Проверено 10 октября 2016 г.
  52. ^ «Введение в оптические покрытия». Архивировано из оригинала 2 октября 2022 г. Проверено 2 октября 2022 г.
  53. ^ «Бинокльные линзы и покрытия призм». 19 апреля 2022 г. Архивировано из оригинала 20 сентября 2022 г. Проверено 20 сентября 2022 г.
  54. ^ «История фотообъективов Carl Zeiss - 1935 - Александр Смакула разрабатывает просветляющее покрытие» . Архивировано из оригинала 8 октября 2016 г. Проверено 3 апреля 2022 г.
  55. ^ «Противоотражающие (AR) покрытия» . Архивировано из оригинала 2 октября 2022 г. Проверено 2 октября 2022 г.
  56. ^ "Покрытие ZEISS T*" . 13 июля 2020 г. Архивировано из оригинала 20 мая 2022 г. Проверено 4 апреля 2022 г.
  57. ^ «Антибликовые покрытия объектива камеры: объяснение магии» . 4 марта 2022 г. Архивировано из оригинала 9 сентября 2022 г. Проверено 7 мая 2022 г.
  58. ^ «Карл Цейсс - История самого уважаемого имени в оптике» . Юго-Западный музей инженерии, связи и вычислений. 2007. Архивировано из оригинала 27 июня 2017 г. Проверено 7 мая 2022 г.
  59. ^ «Метод осаждения из паровой фазы подходит для покрытия изогнутой оптики Эвана Крейвса» . Архивировано из оригинала 27 сентября 2022 г. Проверено 27 сентября 2022 г.
  60. ^ Пол Маурер: Фазовая компенсация полного внутреннего отражения. В: Журнал Оптического общества Америки. Группа 56, №. 9, 1 сентября 1966 г., стр. 1219–1221, doi:10.1364/JOSA.56.001219.
  61. ^ ab «А. Вейраух, Б. Дорбанд: P-покрытие: Улучшенное изображение в биноклях с помощью руф-призм с фазовой коррекцией. В: Deutsche Optikerzeitung. № 4, 1988» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 24 сентября 2022 г. Проверено 24 сентября 2022 г.
  62. ^ «Почему лучший бинокль с крышей-призмой нуждается в фазокорректирующем покрытии?» 24 июля 2006 г. Архивировано из оригинала 23 мая 2022 г. Проверено 20 мая 2022 г.
  63. ^ Конрад Зейл: Прогресс в конструкции биноклей. В: Труды SPIE. Лента 1533, 1991, с. 48–60, doi:10.1117/12.48843
  64. ^ «Металлические зеркальные покрытия». Архивировано из оригинала 2 октября 2022 г. Проверено 2 октября 2022 г.
  65. ^ «Высокоотражающие покрытия». Архивировано из оригинала 2 октября 2022 г. Проверено 2 октября 2022 г.
  66. ^ "Покрытие крыши (Даха) призмы" . Архивировано из оригинала 2 октября 2022 г. Проверено 2 октября 2022 г.
  67. ^ "www.zbirding.info" . www.zbirding.info. Архивировано из оригинала 27 мая 2009 г. Проверено 3 ноября 2009 г.
  68. ^ "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.
  69. ^ Слейби, Зена Э.; Турки, Саид Н. (ноябрь – декабрь 2014 г.). «Исследование отражательной способности диэлектрического покрытия в видимом спектре» (PDF) . Международный журнал новых тенденций и технологий в области компьютерных наук . 3 (6): 1–4. ISSN  2278-6856. Архивировано (PDF) из оригинала 28 ноября 2022 г. Проверено 21 ноября 2022 г.
  70. ^ «Полностью с покрытием против полностью многослойного покрытия — бинокль» . Пасмурные ночи . Архивировано из оригинала 28 сентября 2022 г. Проверено 28 сентября 2022 г.
  71. ^ «Минное поле: рекламная шумиха в бинокль» . Архивировано из оригинала 3 августа 2022 г. Проверено 3 августа 2022 г.
  72. ^ «Патент США US4087153A Бинокль с двойным шарнирным мостом и упругим смещением» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 20 сентября 2022 г. Проверено 17 сентября 2022 г.
  73. ^ «Что означает видение 20/20?» 28 января 2022 года. Архивировано из оригинала 21 июня 2020 года . Проверено 19 июня 2020 г.
  74. ^ «Как выбрать бинокль» . 18 апреля 2016 г. Архивировано из оригинала 21 июня 2020 г. Проверено 19 июня 2020 г.
  75. ^ Майкл Шоби, Майк Шоби, Успешная охота на хищников, Krause Publications Craft – 2003, стр. 108–109
  76. ^ "Обзор Zeiss 7×42 Dialyt ClassicC" . Архивировано из оригинала 31 мая 2022 г. Проверено 5 мая 2022 г.
  77. ^ «Обзор: 7x42 Swarovski Habicht против 7x42 Zeiss B/GA Dialyt против 8x42 Docter B/CF» . Архивировано из оригинала 12 апреля 2022 г. Проверено 5 мая 2022 г.
  78. ^ "Zeiss Dialyt 8×56 B/GA T 8×56, Abbe-König, бинокль" . Архивировано из оригинала 1 июня 2022 г. Проверено 5 мая 2022 г.
  79. ^ "Бинокль для слабого освещения" . Архивировано из оригинала 9 сентября 2022 г. Проверено 5 мая 2022 г.
  80. ^ "Binoculars.com - Морской бинокль 7 × 50. Бушнелл" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 10 сентября 2011 г. Проверено 5 июля 2009 г.
  81. ^ "1U.DF 7 x 50 blc Прицел для подводной лодки для торпедной стрельбы. Авторы: Анна и Терри Вакани" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 07.11.2020 . Проверено 1 ноября 2020 г.
  82. ^ «Бинокли для подводных лодок и другие военно-морские бинокли времен Второй мировой войны» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 20 октября 2016 г. Проверено 10 апреля 2022 г.
  83. ^ «TM-9-1580, Бинокль и телескоп для технического обслуживания боеприпасов, Министерства армии и ВВС США, 11 февраля 1953 г.» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 31 мая 2022 года . Проверено 10 апреля 2022 г.
  84. ^ «TM 9-1240-403-12 & P, Руководство по техническому обслуживанию оператора и организации (включая список ремонтных деталей), бинокль M22 (1240-01-207-5787), штаб-квартира Министерства армии США, 1987» . Архивировано из оригинала 11 ноября 2020 г. Проверено 10 апреля 2022 г.
  85. ^ «Флаер о биноклях-дальномерах серии VECTOR» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 1 июня 2022 г. Проверено 10 апреля 2022 г.
  86. ^ «Сделайте правильный выбор морского бинокля». Архивировано из оригинала 28 июля 2021 г. Проверено 10 апреля 2022 г.
  87. ^ «На что обратить внимание в хорошем морском бинокле» . 27 октября 2021 г. Архивировано из оригинала 31 мая 2022 г. Проверено 10 апреля 2022 г.
  88. ^ Sky & Telescope , октябрь 2012 г., Гэри Сероник, «Каталог Мессье: бинокулярная одиссея» (стр. 68)
  89. ^ Эд Заренски (2004). «Ограничение величины в бинокль» (PDF) . Пасмурные ночи. Архивировано (PDF) из оригинала 21 июля 2011 г. Проверено 6 мая 2011 г.
  90. ^ "Презентация бонокуляра Blaser Primus" . 12 июня 2017 г. Архивировано из оригинала 30 мая 2019 г. Проверено 6 июня 2019 г.
  91. ^ "Каталог Оптолита". Архивировано из оригинала 9 сентября 2022 г. Проверено 28 апреля 2022 г.
  92. ^ "www.steiner-binoculars.com" . Архивировано из оригинала 7 января 2009 г. Проверено 21 декабря 2009 г.
  93. ^ "www.regionhall.at — История Сваровски" . Regionhall.at. Архивировано из оригинала 7 сентября 2010 г. Проверено 3 ноября 2009 г.

дальнейшее чтение

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

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с биноклями .