Конструкції сучасних біноклів
Що таке бінокль, пояснювати не потрібно - всім, або майже всім доводилося користуватися цими оптичними приладами на полюванні і риболовлі або, наприклад, на роботі. Однак для того щоб вибрати бінокль «по собі» потрібно керуватися не тільки загальними уявленнями, а й більш конкретними критеріями.
Конструкція бінокля. Оптична схема Галілея
Отже, якщо розглядати оптичні схеми біноклів, то вони бувають двох типів - Галілея і Кеплера. У галілеївських біноклях як об'єктив використовується довгофокусна збирає лінза або блок з декількох склеєних між собою лінз. Окуляром служить розсіююча лінза. Збільшення такого бінокля дорівнює відношенню фокусної відстані об'єктиву до фокусної відстані окуляра, а геометрична довжина «труби» дорівнює різниці фокусних відстаней. Оскільки зображення, що формується подібними оптичними схемами, виходить прямим (тобто, не перевернутим), ніяких додаткових оптичних компонентів, щоб перевертати його «з голови на ноги» не потрібно. З цієї причини галілеївські біноклі компактні, прості й недорогі. Завдяки малому числу оптичних елементів втрати світла в них мінімальні, що дозволяє використовувати їх в якості «сутінкових». Однак біноклі цього типу формують уявне зображення, до якого можна застосувати вимірювальну сітку або спроектувати його на матове скло або екран. Крім того, галілеївські біноклі мають мале поле зору: зображення в них виглядає, як ніби його розглядають через отвір в чорній огорожі, причому цей ефект тим сильніший, чим більше збільшення бінокля. В даний час конструкція Галілея в основному використовується в театральних біноклях.
Конструкція бінокля. Оптична схема Кеплера
Основою конструкції найбільш поширеного типу сучасних біноклів є «труба Кеплера» - оптична система, що складається з двох збирають лінз, длиннофокусной - об'єктива і короткофокусної - окуляра. Збільшення труби Кеплера дорівнює відношенню фокусної відстані об'єктиву до фокусної відстані окуляра. Довжина оптичної системи труби Кеплера дорівнює сумі фокусних відстаней об'єктива і окуляра, що значно більше, ніж у труби Галілея з тим же збільшенням. Зрозуміло, що, чим більше збільшення бінокля Кеплера, тим більше його розміри. Крім того, труба Кеплера дає перевернуте зображення об'єкта, і для нормального спостереження в неї необхідно додати обертаючу систему. На початках «біноклебудування», а перші біноклі з'явилися ще в 17 столітті, обертаючі системи в них були лінзовими. Тобто, між об'єктивом і окуляром поміщалися дві додаткові збирають лінзи. Довжина труби при цьому ще більше збільшувалася, і якщо довгі підзорні труби ще можна було якось тримати в руках, то біноклі з лінзовими обертаючими системами були вкрай незручні.
Оптична схема труби з линзовой обертаючою системою.
1-об'єктив; 2, 3 - лінзи обертаючої системи; 4 - окуляр
Отже, щоб біноклі з великим збільшенням не виглядали як двохствольні базуки, ще в кінці XIX століття німецька компанія Carl Zeiss розробила і стала випускати біноклі, довжина яких була істотно менше, ніж сума фокусних відстаней об'єктива і окуляра. Скорочення довжини вдалося домогтися за рахунок установки між об'єктивом і окуляром обертаючих призм, які кілька разів «ламають» оптичну вісь труби.
Обертаюча система Порро: а) - першого роду; б) - другого роду
Найбільш поширеними є обертаючі системи на призмах, винайдених французьким оптиком Порро. Крім зменшення довжини оптичної труби вони дозволяють також збільшити стереобазу ( «перископічність») бінокля, тобто збільшити відстань між оптичними осями об'єктивів правої і лівої труб - за рахунок цього зображення в біноклі стає більш стереоскопічним.
Новітні оптичні технології
Маючи одну і ту ж принципову схему, сучасні біноклі розрізняються за призначенням, якістю матеріалів і рівню застосовуваних технологій. Саме ці критерії і впливають найбільше на кінцеву ціну виробу.
Найважливішою умовою отримання хорошого зображення є якість і технології виготовлення лінз і обертаючих призм. У виробах відомих виробників використовується високоякісні сорти скла з низькою дисперсією (світлорозсіювання) і самі передові технології нанесення багатошарових просвітлюють покриттів. Причому, що просвітлюють покриття наносяться не тільки на лінзи, але і на призми. У дешевих біноклях в основному встановлюються лінзи, штамповані з дешевого оргскла з одношаровим просвітленням, або взагалі непросвітлені.
Конструкція деяких моделей біноклів, вироблених лідерами галузі, як і конструкція дорогих фотографічних об'єктивів, передбачає наявність асферических компонентів. Вони допомагають зменшити хроматичну аберацію, яка виявляється в появі розмитих фіолетових контурів навколо об'єктів спостереження, а також запобігають падінню контрасту зображення.
Останнім часом з'явилися біноклі зі змінним збільшенням. Це стало можливим завдяки введенню в конструкцію рухомого оптичного блоку. Визнаючи зручність таких моделей, не можна не відзначити, що через додаткових лінз і більш складної конструкції вони поступаються за якістю зображення біноклям з постійним збільшенням.
Вартість лінз у великій мірі залежить від їх розміру. Ось чому светосильние біноклі, що мають об'єктиви великого діаметру, істотно дорожче моделей з меншими діаметрами об'єктивів.
Особливості конструкції корпусу
На вартість бінокля впливає також конструкція його корпусу, яка багато в чому обумовлюється призначенням моделі, а також наявність додаткових «опцій». Так, наприклад, біноклі, призначені для моряків і любителів відпочинку на воді, мають водонепроникні корпуси, внутрішній простір яких заповнений азотом - це потрібно, щоб лінзи і призми не запітніли при різкій зміні температури. Крім того, морські біноклі часто забезпечуються вбудованими компасом, стрілки якого видно через окуляр. Біноклі для мисливців також нерідко заповнюються азотом. І майже всі подібні моделі мають посилені конструкції і обгумовані корпусу. Такі компанії як Canon і Nikon випускають біноклі з вбудованими стабілізаторами зображення. Задоволення це - не з дешевих, проте дуже корисне, бо дає змогу, не вдаючись до допомоги штатива, отримати стійке зображення при великих збільшеннях.
Основні характеристики біноклів
Збільшення (кратність) - відношення кутових розмірів об'єкта, що спостерігається в бінокль до розмірів цього ж об'єкта, видимого неозброєним оком. Простіше кажучи, кратність показує в скільки разів зображення, видиме через бінокль здаватиметься більше, ніж при спостереженні без бінокля. У маркіровці біноклів кратність вказується в першому числі перед знаком «х». Біноклями з малим збільшенням вважаються 2-4-кратні, з середнім збільшенням - 6-8-кратні. Біноклі з великим збільшенням - це 10х, 12х 16х і навіть 20-кратні біноклі. Такі біноклі мають великі габарити і вага, а також коштують недешево, тому, вибираючи бінокль, до величини збільшення варто підходити з позиції розумної достатності.
Вхідне вічко, або діаметр передньої лінзи об'єктива, визначає кількість світла, яке бере участь у формуванні зображення. Чим більше діаметр, тим яскравіше зображення в біноклі. У маркіровці біноклів величина вхідної зіниці вказується в міліметрах після знака «х». Таким чином, позначення 8х36 говорить про те, що це восьмикратний бінокль, у якого діаметр передньої лінзи дорівнює 36 міліметрів.
Вихідна зіниця - діаметр світлового пучка, що потрапляє з бінокля в зіницю спостерігача. Чисельно дорівнює відношенню кратності до діаметру вхідного зіниці. Саме величина вихідної зіниці характеризує светосилу бінокля, оскільки при одному і тому ж діаметрі об'єктива бінокль з більшою кратністю матиме меншу світлосилу, ніж бінокль з меншою кратністю. Оптимальний діаметр вихідного зіниці 6-7 мм. Біноклі із зіницею 3-4 мм можуть давати досить яскраве зображення при сонячному освітленні, проте в сутінках користуватися ними буде непросто.
Кут зору - кут, утворений променями, що з'єднують оптичний центр об'єктива з протилежними краями видимого зображення. Залежить від кратності і діаметру об'єктиву. Чим більше збільшення, тим менше кут зору бінокля, і чим більше діаметр, тим більше діаметр кут зору.
Поле зору - ширина видимого простору на відстані 1000 метрів.
Як вибрати бінокль?
Для того щоб вибрати бінокль з оптимальними для своїх потреб характеристиками, потрібно, перш за все, виходити з характеру спостережень, які ви збираєтеся вести з його допомогою, і умов, в яких ви збираєтеся його використовувати.
Любителям риболовлі і лісового полювання підійде бінокль у водонепроникному, незапотевающімі корпусі, а шанувальникам парусного спорту або виїздів в гори - яскравий бінокль з компасом, на кшталт STEINER Navigator PRO 7x50 або потужного NIKON 16x50 CF EX WP Action. Тим же, хто вважає за краще сплав на рафтах або байдарках, можна порекомендувати компактні і міцні моделі, наприклад такі, як STEINER Safari 8x22.
Максимальне збільшення не завжди є найважливішою характеристикою бінокля. У деяких випадках, наприклад, під час полювання в лісі, дуже потужний бінокль може виявитися марним. Тут більше значення мають світлосила і короткий мінімальна відстань фокусування (CARL ZEISS 8x40 Conquest B T *). Крім того, бінокль мисливця або любителя спостерігати за лісовими мешканцями не повинен мати яскравих або блискучих деталей корпусу.
Купуючи дійсно потужний бінокль, слід мати на увазі, що довго тримати його в руках буде нелегко: моделі зі збільшенням більше 10 можуть важити 1-1,5 кілограма. Потрібно відразу передбачити можливість установки такого приладу на штатив (для біноклів з кратністю збільшення від 12 і більше штатив просто необхідний), тому при покупці варто, на всякий випадок, перевірити, чи має бінокль відповідне гніздо або адаптер.
Наостанок, окремо зупинимося на біноклях зі змінним збільшенням (з зумами). Вони, безперечно, зручні і значно розширюють можливості спостережень. Однак варто мати на увазі, що за рахунок введення в їх конструкцію додаткових оптичних компонентів, такі біноклі мають знижену светосилу. Крім того, їх роздільна здатність також нижче, ніж у біноклів з постійною кратністю збільшення.
Валдіс бельше, фототехніки.