Когда вы посмотрите на выставленные на продажу бинокли, вы заметите, что есть два типа: традиционные, массивные и тонкие, стильные.
Большие обычные бинокли, которые можно увидеть в мультфильмах, называются биноклями с призмой Порро. Другие, тонкие типы, называются биноклями Roof Prism или биноклями Dach Prism по-немецки.
Как следует из названия, бинокли с крышеобразной призмой характеризуются крышеобразной частью. Удивительно, но конструкция Roof Prism уже существовала в конце 19 века, всего через несколько десятилетий после изобретения бинокля Porro Prism.
В последнее время бинокли Roof Prism стали популярнее Porro Prism из-за стильного дизайна. В этом посте я объясню с фотографиями, как работает бинокль Roof Prism.
Что внутри бинокля с Roof Prism?
Существует несколько типов конструкций Roof Prism, например Abbe-Koenig и Schmidt-Pechan. Каждая конструкция имеет свои преимущества, но в биноклях чаще всего используется конструкция призмы Шмидта-Пехана.
Вот оптический путь бинокля с Roof Prism (конструкция Шмидта-Пехана). Обратите внимание, что отражения здесь довольно сложные.
За объективом установлена призма.
На этой диаграмме (ниже) в призме Шмидта, по-видимому, три отражения, но на самом деле происходит четыре отражения.
Призма Шмидта имеет крышу, на которой изображение поворачивается на 180 градусов и одновременно переворачивается по горизонтали. Это дает возможность производителям сделать бинокль более компактным.
Эти призмы играют важную роль, поворачивая изображение на 180 градусов, чтобы получить вертикальное изображение.
Поскольку свет попадает прямо на линию крыши и не может отражаться, чем уже линия крыши, тем лучше. Кроме того, производителям необходимо идеально сгладить заусенцы, что требует предельной точности.
Вот несколько изображений, которые помогут вам понять сложность изготовления крыши-призмы.
Эта фотография сделана лицом к одному зеркалу. Изображение перевернуто по горизонтали.
Следующая фотография обращена к двум зеркалам, объединенным в виде призмы крыши. Изображение поворачивается на 180 градусов и дважды переворачивается по горизонтали (возвращаясь к нормальному состоянию).
Если угол этих зеркал меньше 90 градусов, центр изображения теряется.
И наоборот, если угол больше 90 градусов, изображение разделяется.
Как видите, угол части крыши должен составлять ровно 90 градусов. Угол должен быть точным в пределах 0,0089 градусов, что увеличивает производственные затраты.
Несмотря на то, что конструкция крыши-призмы очень полезна для сохранения прямого пути света и формирования изображения правильной стороной вверх, изготовление крыше-призм требует более специализированных производственных технологий и более высоких затрат.
Что лучше, Руф-призма или Порро-призма?
В призмах Порро свет отражается методом «полного отражения», что означает отсутствие потерь в светопропускании. Однако в биноклях Roof Prism полное отражение не может произойти при втором отражении призмы Шмидта, поскольку угол света меньше угла падения.
Поэтому часть крыши приходится покрывать как зеркало, что приводит к потере светопропускания. Это главный недостаток Roof Prisms.
Во многих хороших биноклях зеркала имеют серебряное покрытие для обеспечения высокой отражательной способности, хотя потери света обходятся дорого. В наши дни некоторые производители оптики используют диэлектрические покрытия призм, которые обеспечивают удивительно высокую отражательную способность - более 99%.
Вторая серьезная проблема конструкции Руф-призмы — это фазовый сдвиг, возникающий после многократных внутренних отражений. Фазовый сдвиг приводит к снижению контрастности и снижению разрешения.
Глядя на уличный фонарь через старый бинокль с потолочной призмой (внизу), вы увидите надоедливых призраков.
Чтобы предотвратить это и повысить контрастность, в некоторых хорошо сделанных биноклях используются покрытия фазовой коррекции, которые не допускают возникновения интерференции. Этот фазовый сдвиг не происходит с призмами Порро.
По вышеупомянутым причинам хороший бинокль с Roof Prism может стоить очень дорого. Главным преимуществом биноклей Roof Prism является их тонкий и компактный корпус.
Однако по мере значительного совершенствования технологий производства бинокли с Roof Prism становятся дешевле. Призмы Порро большего размера тяжелее биноклей с Roof Prism.
На мой взгляд, при увеличении апертуры бинокль с Roof Prism имеет преимущество из-за его относительного веса. Когда я смотрю на ночное небо с помощью пары призм Порро 7×50 (более 1 килограмма), мои руки довольно быстро устают.
Слева: Крышеобразная призма 8×42 (Шмидт-Пехан), В центре: Крышеобразная призма 7×42 (Аббе-Кениг), Справа: 8,5×44 Обычный Порро.
Напротив, в компактных биноклях конструкции мини-призм Порро имеют преимущество перед руф-призмами во многих аспектах. Бинокли Mini Porro уже компактны и легки, и они намного дешевле, чем конструкция Roof Prism.
Краткое содержание
Существует два типа биноклей: бинокли с призмой Порро и бинокли с крышей-призмой. Бинокль Roof Prism по-немецки также называется Dach Prism. Благодаря призмам Руфа оптический путь становится прямым, что делает корпус тонким и компактным.
Однако Руф-призмы дороже, чем призмы Порро, не из-за их отличных характеристик, а из-за трудностей в точном изготовлении.
В то время как призмы Порро позволяют всему свету отражаться посредством «полного отражения», конструкция призмы Шмидта имеет одну точку отражения в части крыши, что приводит к меньшему пропусканию света.
Более того, внутренние отражения могут вызвать помехи, которые могут отрицательно повлиять на изображение.
Если вы не уверены, что купить: призму Порро или призму Руфа, это может зависеть от апертуры. Для больших биноклей малый вес конструкции Roof Prism является основным преимуществом. Однако компактные бинокли и так достаточно легки, поэтому им не нужны дорогие крыши-призмы.
Конструкции призм Порро и Руфа имеют свои преимущества и недостатки. Прежде чем покупать бинокль, важно знать различия.