Kikare

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 18 april 2021; kontroller kräver 4 redigeringar .

Kikare ( fransk  kikare från latin  bini "två" + oculus "öga") - en optisk anordning som består av två parallella och sammankopplade teleskop för att observera avlägsna föremål med två ögon [1] : på grund av detta ser betraktaren en stereoskopisk bild (som i motsats till spotting scope ).

Av alternativen för att konstruera kikare används i praktiken galileiska rör (enkla enheter med högt bländarförhållande och litet synfält) och Kepler-rör , som i sin tur är uppdelade beroende på vilken lösning som används för utformningen av teleskopet (aprismatisk, flera prismatiska klasser).

Kikare är specialiserade på sin tillämpning: det finns teaterkikare (kompakta enheter med låg förstoring), astronomiska kikare (enheter för att observera astronomiska objekt), stationära kikare för visningsplattformar, såväl som sport, artilleri, marin och andra. Vissa modeller av kikare är utrustade med ytterligare enheter (till exempel kompass , avståndsmätare ), utrustade med gyrostabiliserande komponenter, mörkerseendeenheter .

Kikare med galileiska rör

I dessa kikare har varje spotting - kikare ett positivt objektiv och ett negativt okular . Galileos rör ger omedelbart en rak (inte inverterad) bild, så det finns inga andra optiska delar mellan objektivet och okularet. Fördelen med Galileos kikare är deras kompakthet - de är kortare och lättare än alla andra typer av kikare. Nackdelen är en kraftig försämring av bildkvaliteten vid förstoringar större än fyra gånger. Galileokikare används ofta på teatrar, konserter och andra liknande evenemang - de flesta teaterkikare är designade med galileiska rör.

Kikare med Kepler-rör

I kikare med Kepler-teleskop har varje kikare både en objektivlins och ett okular i form av en positiv lins. Som regel är båda linserna sammansatta. Kepler -röret kan producera hög bildkvalitet vid höga förstoringar. Men för detta måste ljuset färdas en lång sträcka mellan linsen och okularet. En annan (och huvudsaklig) nackdel med Kepler-röret är den inverterade bilden. För att korrigera inversion i kikare används fliplinser eller prismor.

Flip-lins kikare (aprismatisk)

I aprismatiska kikare placeras ett vändsystem med en eller två linser mellan objektivet och okularet, vilket upprepade gånger vänder bilden. Den centrala balken i varje rör löper i en rak linje, utan avbrott. Avståndet mellan linsernas mittpunkter är lika med avståndet mellan okularens mittpunkter (det vill säga avståndet mellan pupillerna). Därför är det inte möjligt att använda linser med en diameter större än 65 mm. Men den största nackdelen med sådana kikare är deras långa längd.

Prismatisk kikare

Prismkikare använder prismor för att vända bilden igen (och förkorta kikaren också). I praktiken används Porro, Abbe och Schmidt-Pehan prismor. De två sista typerna av prismor är kända som "tak" ("takformade"). .

Porro prisma kikare

Den italienske optikern Ignazio Porro patenterade ett system av prismor 1854 som både förkortar kikarens längd och rätar ut den inverterade bilden . För första gången började kikare med Porro-prismor tillverkas av Carl Zeiss i slutet av 1890-talet [2] . I Porro-prismor finns inga förluster på reflekterande ytor [3] , eftersom total intern reflektion används. Den centrala strålen i varje rör ändrar riktning fyra gånger. Avståndet mellan linserna är vanligtvis större än mellan ögats pupiller. Detta gör det möjligt att använda linser med stor diameter, vilket är viktigt för astronomiska kikare och för stora marina kikare. Dessutom utökar de stereobasen, vilket förstärker stereoeffekten . Tillverkning av kikare med Porro-prismor är något billigare än andra prismor. Normalt används Porro-prismor i marina kikare och många fältglasögon. Nackdelen med Porro-systemet är den stora bredden på kikaren.

Kikare med Abbe-prismor

Abbe-prismor är uppkallade efter uppfinnaren Ernst Abbe , en anställd i Carl Zeiss-företaget. Det finns tre typer av Abbe-prismor: en dispersiv [4] och två typer av inverterande Abbe-prismor: typ 1 (Abbe-König-prisma) och typ 2 . Moderna kikare med raka rör använder Abbe-König-prismat, som patenterades 1905. Den centrala strålen i varje rör ändrar riktning flera gånger, men återgår i slutet till den ursprungliga räta linjen. Avståndet mellan linsernas mittpunkter är lika med avståndet mellan okularens mittpunkter (det vill säga avståndet mellan pupillerna). Därför är det inte möjligt att använda linser med en diameter större än 65 mm. Abbe-König prisma nackdelar ansågs också vara förlusten av ljus på vissa reflekterande ytor och på bindningsytor. Men i dyra kikare minskar speciella tekniker förlusterna kraftigt. Dessutom sker i Abbe-König-prismor en fasförskjutning mellan ljusstrålar som passerar genom olika delar av prismat, vilket minskar bildens ljusstyrka och kontrast. Dyra kikare har dock en faskorrigerande beläggning som eliminerar denna nackdel. Fördelen med Abbe-König-prismor är kikarens kompakthet. Det är också lättare att utforma en förseglad anordning för sådana prismor.

Kikare med Schmidt-Pehan-prismor

För konsumenten går kikare med Schmidt-Pehan-prismor inte att skilja från kikare med Abbe-prismor, med två undantag: sådana kikare är mycket billigare och ljusförlusten i dem är mycket större.

Digital kikare

Kikare med digital videokamera, med digital zoom, det finns ytterligare digitalkikare med funktioner: GPS , med elektronisk kompass, höjdmätare, det finns kikare med nattfotograferingsfunktion. [5]

Grundläggande parametrar för kikare

Linsdiameter

Vanligtvis anges dessa parametrar på kikarens kropp, till exempel " 10x40 ".

  • Den första siffran "10" är multipliciteten , den säger oss att med denna kikare är det möjligt att se en bild av ett föremål 10 gånger större (i vinkelmått) än med blotta ögat.
  • Den andra siffran "40" indikerar objektivets ingångsöppning i millimeter , eller för att uttrycka det enkelt, diametern på dess främre lins. Ju större linsen är, desto mer ljus samlar den in och ger en ljusare bild.

Exit pupill diameter

Diametern på den utgående ljusstrålen från kikare är viktig för observationer i skymningsförhållanden . Om kikarens utgångspupill är mindre än den mänskliga pupillen, kommer den maximala ögonkänslighetspotentialen från den bredare mänskliga pupillen inte att användas, vilket resulterar i en mörkare bild än möjligt. Och vice versa, om diametern på en persons pupill inte expanderar till värdet för kikarens utgångspupill, kommer en del av dess ljusflöde att gå förlorad (detta är särskilt kritiskt för kikare med en pupill på 6 mm eller mer) och kikaren kommer bara att arbeta med en del av kraften, liknande kikare med en mindre bländare, men med en lika stor pupillförstoring (sammanträffande storleken på kikarens pupill och en person) förstoring vid samma förstoring.

Under dagen är pupilldiametern hos en medelålders vuxen 3-4 mm, medan en persons pupill expanderar till 7 mm på natten (upp till 9 mm hos vissa ungdomar på 15 år). Med åldern minskar den maximala mänskliga pupilldiametern, i genomsnitt till 6,5 mm vid 30 år, 5,5 mm vid 45 år och 4,5 mm vid 80 år [6] . Följaktligen krävs kikare med en utgångspupilldiameter på minst 4 mm för visning från en kikare i svagt ljus, och på natten - 5–7 mm, beroende på ålder.

The Twilight Factor

Detta är ett relativt värde som beror på kikarens förstoring och objektivets diameter. I detta fall beaktas inte kvaliteten på optiken.

Skymningsfaktorn beräknas genom att multiplicera förstoringen med diametern på den främre linsen och ta kvadratroten av resultatet. Vid observation i låga och skymningsförhållanden rekommenderas en kikare med en högre skymningsfaktorkoefficient.

Fokus

De flesta prismakikare har ett centralt fokus. I det här fallet justeras först skärpan för det vänstra okularet (vänster öga) genom att vrida på det centrala fokuseringshjulet (hjulet); sedan, vid behov (om observatören har olika synskärpa i vänster och höger ögon), justeras det högra okularet. I framtiden kommer omfokusering av kikaren på närmare eller mer avlägsna föremål endast utföras av den centrala trumman. Det finns kikare med individuell eller separat fokusering av varje okular, det vill säga okularen är inte sammanlänkade av ett mekaniskt system. I detta fall kräver varje omfokusering av kikaren justering av både vänster och höger okular. Enligt detta schema tillverkas kikare med avståndsmätare eller goniometerskala, marinkikare med förseglat hölje, specialiserade astronomiska kikare.

Vissa kikare har inte en fokuseringsmekanism som sådan: det optiska systemet ger en villkorligt klar bild från ett visst avstånd till oändlighet, liknande en fotografisk lins inställd på hyperfokalt avstånd ( DOF ); anpassning till avlägsna och nära föremål är endast möjlig på grund av ögonens naturliga förmåga att ta emot . Fördelarna med kikare med fast fokus inkluderar förenklingen av designen och följaktligen minskningen av kostnaden, ökningen av tillförlitligheten på grund av frånvaron av rörliga delar och höljets vattentäthet.

Ibland måste man titta i en kikare på föremål som finns i närheten, till exempel en fjäril på en blomma. Sådana observationer kräver en kikare med ett minsta fokuseringsavstånd på högst 0,5-1,5 meter.

Upplysning av systemet

I kikarens tekniska egenskaper hittas data om kvaliteten på optiska element sällan, även om den slutliga bildkvaliteten beror på detta:

  • en obelagd lins reflekterar 4 - 5 % av ljusflödet;
  • enkelbelagd lins  - cirka 1%;
  • multi-coated (MC) lins - endast 0,2% ljus.

Eftersom designen av kikare inte använder en, utan flera linser, är ljusförlusten i praktiken ännu större. Till exempel, för kikare som består av 6 obelagda element (12 ytor), kommer ljusförlusten att vara cirka 40 %, medan för samma design med linser med multi-coated (MC) beläggning - endast 2,4 % (det vill säga 17 gånger mindre ) . Optisk beläggning minimerar också interna reflektioner, förbättrar bildens klarhet, färgåtergivning och kontrast.

Du kan bestämma flerskiktsbeläggningen av de yttre linserna på kikare genom den violetta eller gröna beläggningen av linserna i dagsljus. Enkellagers upplysning är vanligtvis blå, med en lätt lila nyans, men det finns undantag från denna regel. Ett ytterligare sätt att bestämma täckningen kan betraktas som intensiteten av reflektion av punktljuskällor av linsernas yta och synligheten av en mörk bakgrund (skillnaden är särskilt märkbar när man jämför sida vid sida). Högkvalitativ flerskiktsbeläggning ger en svagt urskiljbar mörk reflektion med effekten av frånvaro av linser, och enkelskiktsbeläggning ger en ljusare och mer kontrasterande bild.

Separat är det värt att markera de fall då linsbeläggningen ser ut som en spegelröd eller orange: detta är inte en optikbeläggning, utan en beläggning med en ljusfilterfunktion. Vanligtvis används ett ljusfilter för att förbättra observationskvaliteten i dimmiga förhållanden. Ett sådant filter skär märkbart av ljus i den del av spektrumet från rött till gult och delvis blått, blått, violett spektra (det vill säga bara de områden som ögat är mest mottagligt för) [7] .

Asfäriska element

Asfäriska linser används också i designen av många kikare , de ökar bildens klarhet och kontrast , vilket minimerar optisk distorsion .

Utökad okulär punkt

Många kikare har en förlängd okulär spets på grund av okularets stora arbetslängd . Det betyder att det under observation är möjligt att hålla kikaren på ett visst avstånd från ögonen och ändå se hela bilden. I det här fallet är det möjligt att titta genom kikaren med glasögon utan att försämra bilden.

Bildstabilisering

En bildstabilisator har installerats i vissa enheter sedan slutet av 1900-talet - början av 2000-talet; dessa kikare använder två gyroskop som drivs av inbyggda batterier, som vanligtvis räcker i flera timmar. De används där observatören vanligtvis befinner sig på en rörlig yta (navigering, flygteknik).

Anteckningar

  1. ↑ Kikare // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och 4 extra). - St Petersburg. 1890-1907.
  2. ↑ Kikarhistoria. Hur det hela började Arkiverad 30 mars 2019 på Wayback Machine på zeiss.com
  3. ↑ Sveshnikova I. S., Zapryagaeva L. A., Guzeeva V. A., Filonov A. S. 2.3.3 Prismor // Fundamentals of Geometric Optics. - M. : Shiko, 2009. - 216 sid. - ISBN 5-900758-42-7 .
  4. ↑ Spektralprismor // Fysisk uppslagsverk  : [i 5 volymer] / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Soviet Encyclopedia (vol. 1-2); Great Russian Encyclopedia (bd 3-5), 1988-1999. — ISBN 5-85270-034-7 .
  5. ↑ Digital kikare – hur väljer man? . Hämtad 16 juli 2019. Arkiverad från originalet 16 juli 2019.
  6. ↑ Rob Roy. Åldrande ögon och pupillstorlek //  Event Horizon. - Hamilton Amateur Astronomers, 1996. - April ( vol. 3 , nr 6 ). - S. 8 . Arkiverad från originalet den 28 september 2006.  
  7. ↑ Marks, WB, Dobelle, WH & MacNichol, E.F. Visual pigments of single primate cones   // Science. - 1964. - Vol. 143 .
  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger