Бинокъл

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Табела за ремонт

Тази статия се нуждае от подобрение.

Необходимо е: сверяване на превода и терминологията, препратки. Ако желаете да помогнете на Уикипедия, просто щракнете на редактиране и нанесете нужните корекции.


Конструкция на бинокъл с поро-призма
Конструкция на бинокъл с поро-призма

Бинокълът е оптичен увеличителен прибор, който чрез система от лещи прави възможно едновременното наблюдение на отдалечени обекти с двете очи, т.е. предвиден е за бинокулярно зрение.

За разлика от телескопа, който е с един окуляр, чрез двете си еднакви (осево-симетрични) зрителни тръби бинокълът дава възможност за триизмерно изображение: двата образа, получени от двете леко различаващи се гледни точки на всяко око, се сливат в един общ образ, даващ усещане за дълбочина и възможност да се оценят разстоянията до обектите.

Повечето видове са съобразени по размер да могат устойчиво да се използват с две ръце, но има и много модели, за които са нужни стативи и други приспособления да осигурят абсолютната неподвижност на уреда.

Съдържание

[редактиране] Оптичен дизайн

[редактиране] Галилееви тръби

Ранните бинокли са правени на принципа на галилеевата тръба от 17 век: с обектив - изпъкнала събирателна леща с по-дълго фокусно разстояние и окуляр - вдлъбната разсейваща леща с по-късо фокусно разстояние.[1] Този принцип и до днес се прилага при най-евтините модели бинокли и театралните бинокли.

[редактиране] Поро-призми

Двойна поро-призма
Двойна поро-призма

Наречени на италианския оптик Иняцио Поро, който патентовал системата за изправени (необърнати) изображения през 1854 г., по-късно доразвита и изчистена от производители като Карл Цайс през 90-те години на 19 век. Биноклите от този тип използват поро-призми в двойнопризматична Z-образна конфигурация за изправяне на изображението. Като резултат тези бинокли са широки, с обективни лещи, които са достатъчно раздалечени, но несъосни с окулярите. Тази конструкция има предимството, че размера на бинокъла е по-малък от фокусното разстояние на обектива и по-широкото разстояние между обективите дава по-добро усещане за дълбочина на образа.

[редактиране] Призми с покрив

Призма с покрив
Призма с покрив

Биноклите, използващи призми с покрив (още рууф-призми), са се появили през 80-те години на XIX век и били проектирани от Аший (Ашил) Виктóр Емиль Добрéз. Повечето бинокли, употребяващи призми с покрив, използват или Еб-Кьонигови призми (по името на Ърнест Карл Еб и Алберт Кьониг; патентовани от Карл Цайс през 1905 г.), или призми на Шмидт-Пекан (изобретени през 1899г.) за да изправят изображението и скъсят геометричния размер. Те са по-тесни, по-компактни и по-скъпи от поро-призматичните бинокли. Те имат обективни лещи, които са приблизително в една ос с окулярите.

[редактиране] Сравняване на поро-призмите и призмите с покрив

Оставяйки настрана разликите в цената и подвижността, отбелязани по-горе, тези два вида призми се различават по нежеланото отражение и яркостта на образа. За поро-призматичните бинокли е присъщо да произвеждат съществено по-ярък образ от този на призмите с покрив при еднакви увеличение, диаметър на обектива, оптично качество, тъй като поглъщането по протежение на оптичния път е по-малко.

[редактиране] Оптични параметри

Биноклите обикновено се проектират за специфична област на приложение. Това поражда разлики в определени оптични параметри, някои от които се отбелязват на самия уред. Такава практика има и при фотоапарати и камери, обективи и окуляри на микроскопи и др., както и по-модерна дигитална техника която използва оптика. Тези параметри са:

Увеличение
Съотношението на фокусното разстояние на обектива към фокусното разстояние на окуляра дава линейното увеличение на бинокъла. Увеличение 7х, например, създава изображение, което сякаш е седем пъти по-близо да наблюдаващия. Големината на увеличението се избира според предназначението на самия бинокъл. Ръчните бинокли имат по-малки увеличения, така те са по-малко податливи на външни фактори (неминуемото трептене на ръката при наблюдение), които могат да окажат влияние на качеството на изображението. По-голямото увеличение води и до по-малко зрително поле.
Диаметър на обектива
Диаметърът на обектива определя колко светлина може да бъде „събрана”, за да се формира изображението. Обикновено е изразен в милиметри.
Прието е биноклите да се категоризират чрез линейното увеличение (×) и диаметъра на обектива (в милиметри). Например: 7×50.
Зрително поле (ъгъл на зрителното поле)
Зрителното поле на биноклите се определя от конструкцията им. Обикновено е отбелязано в линейна величина - колко метра в широчина ще се виждат при отдалеченост на 1 000 метра или чрез представяне в градуси.
Изходна зеница
Биноклите съсредоточават светлината, събрана от обектива, в сноп лъчи към изходната зеница, чийто диаметър е този на обектива, разделен на увеличителната способност. За максимално ефективно лъчесъбиране и за възможно най-светло изображение, изходната зеница трябва да се равнява на диаметъра на напълно разширен човешки ирис – около 7 mm, който се понижава с възрастта. Светлината, събрана от по-голяма изходната зеница, е изгубена. При дневна употреба изходната зеница е от порядъка на 3 mm, съвпадайки с големината на свита зеница, и е достатъчен за лъчесъбирането, поради наличието на силна светлина. По-голяма изходната зеница улеснява хоризонталната проекция с окото (подравняването с него) и намалява риска от губене на очертанията от зрителното поле.
Очно разстояние
Очното разстояние е разстоянието между последната окулярна леща на бинокъла и роговицата на окото, където се формира образът. Това е разстоянието, на което окото трябва да отстои от окуляра, така че образът, който се вижда да е с ясни контури, т.е. без ефекта на винетирането (потъмняване и размазване на образите по краищата). Колкото по-дълго е фокусното разстояние на окуляра, толкова очното разстояние е по-дълго.
Очните разстояния при биноклите могат да варират от няколко милиметра до над 2,5 см. Очното разстояние на бинокъла е от особено значение да наблюдатели, които носят очила, като за такива хора са необходими бинокли с дълги очни разстояния. Бикноклите с къси очни разстояния също така създават затрудения в случаи, когато е трудно да бъдат държани неподвижно.

[редактиране] Механичен дизайн

[редактиране] Фокусиране и настройване

Биноклите са прибори за виждане на обекти, чиято дистанция не е точно фиксирана и затова те трябва да се класифицират според фокусирането. Обикновено има два начина за постигане на фокус върху желания обект. Биноклите с „независимо фокусиране” изискват двете зрителни тръби да бъдат фокусирани поотделно, чрез настройване на окуляра и по този начин да се променя разстоянието между него и лещите на обектива. Биноклите, предназначени за полева употреба, като при военни действия, обикновено използват независимо фокусиране. Защото основните потребители намират за по-удобно да фокусират и двете туби с едно настройване, се произвежда широко и втори вид бинокли с „централно фокусиране”, включващи ротиращо колелце за централно фокусиране. Като допълнение, един от двата окуляра може да се донастройва, за да се компенсират разликите между очите на наблюдаващия. Това, всъщност, е диоптърът. Веднъж направени тези настройки за определен човек, биноклите могат дабъдат префокусирани на даден обект на различно разстояние, използвайки фокусиращото колелце за задвижване и на двете туби, бездане нужна пренастройка на окуляра. Има, също така, „фокусо свободни” или „фиксирано фокусни” бинокли. Те имат дълбочина на полето от относително малко разстояние до безкрайност и извършват точно същите функции като фокусиращ модел със сходно оптично качество, фокусиран до средата на разстоянието.

Повечето съвременни бинокли имат еластична телескопична конструкция, която дава възможността разстоянието между двата окуляра да бъде настройвано според различното разделение на човешките очи. Това допълнение липсва при много от по-старите модели.

[редактиране] Стабилизиране на изображението

Разклащането може да бъде много намалено и да се използва по-голямо приближение при бинокли със стабилизираща образа технология. Части от инструмента, които променят позицията на изображението, могат да бъдат обездвижени чрез жироскопични механизми. Стабилизацията на картината както при биноклите, така и при модерните дигитални устройства, може да бъде включвана и изключвана по желание на наблюдателя и според неговите изисквания към качеството на изображението. Тази техника позволява на бинокли с приближение до 20 пъти да бъдат употребявани ръчно и многократно подобрява стабилността и неподвижността при по-слаби технически уреди. Има и някои недостатъци:

  • Изображението може и да не бъде толкова добро, колкото най-добрата нестабилизирана картина на бинокъл, поставен на триножник.
  • Поради иновативността и сложността на технологиите в днешно време, има голям риск от бързо остаряване на техническите изисквания и разбирания за добро изображение, което води до повече повреди и проблеми с техниката. Стабилизиращите механизми в биноклите ги правят по-скъпи, по-тежки и намаляват живота на батериите. Стабилизирането не действа при бързо движещи се обекти. Фиността на техниката не позволява големи разлики в последователността на движенията при обектите и наблюдаващия.

[редактиране] Приложения

[редактиране] Основна употреба

Бинокъл с монета за наблюдение на туристическа атракция
Бинокъл с монета за наблюдение на туристическа атракция

Ръчните бинокли варират от 3×10 галилееви театрални бинокли до такива със 7 – 12 пъти приближение и 30 – 50 mm обективи за употреба на открито. Поро-призматичните модели преобладават, макар наблюдателите на птици или ловците да предпочитат по-леките, но много по-скъпи бинокли с рууф-призма. При много от туристическите дестинации по цял свят има монтирани статични бинокли с монети, които позволяват на посетителите да се насладят от по-близък поглед на атракцията. Цените на услугата варират в различните държави и зависят от самия механизъм. Има и сходни на монетния модел бинокъл, използващи жетони или карти.

[редактиране] Военни бинокли

Корабен бинокъл
Корабен бинокъл

Биноклите заемат голямо място във военната история. Галилеевите модели били широко използвани до края на XIX век, когато преотстъпили позициите си на поро-призматичните. Биноклите, конструирани основно за военна употреба, са по-тежки и солидни от съответствията си в цивилната употреба. Обикновено в конструкциите им се избягва чупливият централно-фокусиращ механизъм за сметка на независимото фокусиране. Призмите при военните бинокли може да имат допълнителна алуминиева обшивка с цел гарантиране на запазването отразителните свойства, дори при намокряне и неблагоприятни атмосферни условия.

Има и специално проектирани бинокли за цивилна и военна употреба в море. Специални механизми предотвратяват появата на смущения при наблюдение и създават ясна и изчистена картина. Сумракът не повлиява на ефективността на тези бинокли. Използват се, също така, и модели с големи обективи, работещи с голямо приближение.

През последните години на пазара се появиха множество модерни дигитални бинокли за нощно виждане. Показвайки данни за климатичните условия, състоянието на батерията и самия апарат, тези модели са все по-търсени, макар и значително по-високите ми цени. Те предлагат нощно инфрачервено виждане. Огромни военноморски далекомери (високи до 15 метра и тежащи около 10 тона) са били използвани от различни армии през Втората световна война за наблюдение на цели и снаряди. Тези уреди са станали излишни към края на 20 век.

[редактиране] Астрономически бинокли

Биноклите са широко използвани от астрономи – любители, заради широкото си зрително поле и това ги прави много удобни за наблюдаване и търсене на комети или свръхнови (само големите видове бинокли) и за основно наблюдение на Космоса в не голяма детайлност (портативни бинокли). Все по-големи бинокли се създават от любители на телескопите и Вселената, основно употребявайки два пречупващи или отразяващи астрономически телескопа. Един от най-известните световни примери за аматьорски астрономически бинокли, макар и да не е точно такъв, е Large Binocular Telescope (Големият бинокулярен телескоп - ГБТ) в Аризона, САЩ, който представил първото изображение на светлината на 26 октомври 2005 г. ГБТ включва два 8-метрови отразяващи телескопа. Чрез този бинокъл се получава допълнителна зрителна информация поради по-голямото поле на видимост, което се получава в резултат от разделението на обективните огледала.

[редактиране] Бележки

  1. Пенчо Маркишки. „Тръба на Галилей“. Речник по оптика. Взето на 07/03/2007

[редактиране] Външни препратки

Тази страница, частично или изцяло, представлява превод на страницата Binoculars от сайта http://en.wikipedia.org. Оригиналната страница, както и този превод, са защитени от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, за да видите списъка на съавторите.