Távcső

tipikus Porro prizma binokuláris kialakítás.

binokuláris távcsövek, vagy távcsövek (más néven terepi szemüveg), két azonos vagy tükörszimmetrikus távcső, amelyek egymás mellett vannak felszerelve, és pontosan ugyanabba az irányba mutatnak, lehetővé téve a néző számára, hogy mindkét szemet (binokuláris látás) használja távoli tárgyak megtekintésekor. A legtöbb méret mindkét kezével tartható, bár sokkal nagyobb típusok vannak.

a monokuláris távcsővel ellentétben a távcsövek háromdimenziós képet adnak a felhasználóknak: A két nézet, kissé eltérő nézőpontból mutatva a néző szeméhez, egyesül, hogy egyetlen érzékelt nézetet hozzon létre mélységérzettel, lehetővé téve a távolságok becslését. Az összetévesztés elkerülése érdekében nincs szükség az egyik szem bezárására vagy elzárására, amint az a monokuláris távcsöveknél szokásos. Kézi távcső használata esetén a két kéz és a fej állandó hárompontos platformot alkot, kevésbé hajlamos a rázásra, mint az egyszemű műszernél.a távcsöveket rendszeresen használják madármegfigyelők, vadászok, földmérők és turisták, akik értékelik a távoli tájat. A sport rajongók és a színházlátogatók is használhatják őket. Gyakran használják a katonai személyzet.

optikai tervezés

Galileai távcső.

Galileai távcső

szinte a találmány a távcső a tizenhetedik században előnyeit szerelés két közülük egymás mellett a binokuláris látás úgy tűnik, hogy már feltárt. A legtöbb korai távcső Galileai optikát használt; Vagyis konvex objektívet és homorú szemlencsét használtak. A Galileai kialakításnak az az előnye, hogy egyenes képet mutat, de keskeny látómezővel rendelkezik, és nem képes nagyon nagy nagyításra. Ezt a fajta konstrukciót még mindig nagyon olcsó modellekben, valamint “opera szemüvegekben” vagy színházi szemüvegekben használják.

Porro prizma távcső

Dupla Porro prizma kialakítás.

Ignazio Porro olasz optikusról nevezték el, aki 1854-ben szabadalmaztatta ezt a képépítő rendszert, majd később olyan gyártók finomították, mint Carl Zeiss az 1890-es években, az ilyen típusú távcsövek Porro prizmát használnak kettős prizma Z alakú konfigurációban a kép felállításához. Ez a funkció széles távcsöveket eredményez, objektív lencsékkel, amelyek jól el vannak választva, de eltolódnak a szemlencséktől. A Porro prizma kialakításának további előnye az optikai út összecsukása, így a távcső fizikai hossza kisebb, mint az objektív fókusztávolsága, a célok szélesebb távolsága pedig jobb mélységérzetet biztosít.

Tetőprizma távcső

Abbe-Koenig “tetőprizma” tervezés

a Tetőprizmákat használó távcsövek már az 1880-as években megjelentek Achille Victor tervezésében Emile daubresse. A legtöbb tetőprizma távcső vagy az Abbe-Koenig prizmát (Ernst Karl Abbe és Albert Koenig után nevezték el, és Carl Zeiss szabadalmaztatta 1905-ben), vagy a Schmidt-Pechan prizmát (1899-ben találták fel) használja a kép felállításához és az optikai út összehajtásához. Keskenyebbek, kompaktabbak és drágábbak, mint azok, amelyek Porro prizmákat használnak. Objektív lencsékkel rendelkeznek, amelyek megközelítőleg összhangban vannak a szemlencsékkel.

Porro vs. tető Prizmák

eltekintve a különbség az ár és a hordozhatóság fent említett, Ez a két kialakítás hatással van a visszaverődés és a fényerő. A Porro-prizma távcsövek eredendően fényesebb képet eredményeznek, mint az azonos nagyítású, objektív méretű és optikai minőségű tetőprizma távcsövek, mivel kevesebb fény szívódik fel az optikai út mentén. 2005-től azonban a Schmidt-Pechan modellekben használt, korszerű bevonási eljárásokkal rendelkező legjobb tetőprizma távcsövek optikai minősége összehasonlítható a legjobb Porro szemüvegekkel, és lehetséges, hogy a tetőprizmák uralják a kiváló minőségű hordozható távcsövek piacát. A legnagyobb európai optikai gyártók (Leica, Zeiss, Swarovski) megszüntették Porro vonalaikat, és a japán gyártók (Nikon, Fujinon és mások) követhetik a példát.

optikai paraméterek

a prizma fedőlapján felsorolt paraméterek, amelyek egy 7-es nagyítású, 50 mm-es Objektívátmérővel és egy 372 láb (113 m) látómezővel rendelkeznek 1000 yard (1000 m) távolságban.

a távcsöveket általában arra a konkrét alkalmazásra tervezték, amelyre szánták őket. Ezek a különböző minták bizonyos optikai paramétereket hoznak létre (amelyek közül néhány felsorolható a binokuláris prizma fedőlapján). Ezek a paraméterek a következők:

Nagyítás-a szemlencse fókusztávolságának az objektív fókusztávolságára osztott aránya adja a távcső lineáris nagyítóerejét (néha “átmérőként”kifejezve). A 7-es faktor nagyítása például olyan képet hoz létre, mintha hétszer közelebb lenne az objektumhoz. A nagyítás mértéke attól függ, hogy milyen alkalmazásra tervezték a távcsövet. A kézi távcsövek kisebb nagyítással rendelkeznek, így kevésbé érzékenyek a rázásra. A nagyobb nagyítás kisebb látómezőhöz vezet.

Objektív átmérő—az objektívlencse átmérője határozza meg, hogy mennyi fény gyűjthető össze a kép kialakításához. Általában milliméterben fejezik ki.

a távcsöveket szokás a nagyítás alapján kategorizálni.

látómező-a távcső látómezőjét optikai kialakítása határozza meg. Általában lineáris értékkel jelölik, például hány láb (méter) szélesség látható 1000 yardon (vagy 1000 m-en), vagy hány fokos szögértékkel lehet megtekinteni.

kilépő pupilla-távcső koncentrálja az objektív által összegyűjtött fényt egy gerendába, a kilépő pupillába, amelynek átmérője az objektív átmérője osztva a nagyítóerővel. A maximális hatékony fénygyűjtés és a legfényesebb kép érdekében a kilépő pupillának meg kell egyeznie az emberi szem teljesen kitágult íriszének átmérőjével—körülbelül 7 mm-rel, csökkentve az életkorral. A nagyobb kilépő pupilla által összegyűjtött fény elpazarolódik. Nappali használatra elegendő egy 3 mm—es kilépő pupilla—amely megfelel a szem összehúzódott pupillájának. A nagyobb kilépő pupilla azonban megkönnyíti a szem igazítását, és elkerüli a szélektől behatoló sötét vignettációt.

Eye relief-Eye relief a távolság a hátsó szemlencse, ahol a kép képződik. Meghatározza azt a távolságot, amelyet a megfigyelőnek a szemlencse mögé kell helyeznie ahhoz, hogy egy nem jelzett képet láthasson. Minél hosszabb a szemlencse fókusztávolsága, annál nagyobb a szem megkönnyebbülése. A távcső szemkönnyebbsége néhány millimétertől 2-ig terjedhet.Legalább 5 centiméter. A szem megkönnyebbülése különösen fontos lehet A szemüveg viselői számára. A szemüveg viselőjének szeme általában távolabb van a szemdarabtól, ami hosszabb szemkönnyítést igényel annak érdekében, hogy továbbra is láthassa a teljes látómezőt. Távcső rövid szem megkönnyebbülés is nehéz használni olyan esetekben, amikor nehéz tartani őket stabil.

optikai bevonatok

U. S. Navy távcső

mivel a távcsőnek tizenhat levegő-üveg felülete lehet. Minden felületen Elveszett fény esetén az optikai bevonatok jelentősen befolyásolhatják képminőségüket. Amikor a fény két különböző törésmutatójú anyag (például egy levegő-üveg interfészen) közötti interfészbe ütközik, a fény egy része átterjed, mások visszaverődnek. Bármilyen képformáló optikai műszer (távcső, kamera, mikroszkóp stb.), ideális esetben a fénynek nem szabad tükröződnie; a kép kialakítása helyett a fény, amely visszaverődés után eléri a nézőt, eloszlik a látómezőben, és csökkenti a kontrasztot a valódi kép és a háttér között. A visszaverődés csökkenthető, de nem szüntethető meg optikai bevonatok alkalmazásával az interfészekre. Minden alkalommal, amikor a fény belép vagy elhagyja az üvegdarabot; körülbelül 5 százalék visszaverődik. Ez az “elveszett” fény visszapattan a távcső belsejében, így a kép homályos és nehezen látható. Az objektívbevonatok hatékonyan csökkentik a visszaverődési veszteségeket, ami végül világosabb és élesebb képet eredményez. Például a jó optikai bevonatú 8×40-es távcső világosabb képet ad, mint a bevonat nélküli 8×50-es távcső. A fény a műszer belsejéből is visszaverődhet, de ezt egyszerűen elhanyagolható arányokra lehet minimalizálni. A kontrasztot a jó bevonat is javítja a belső visszaverődések részleges megszüntetése miatt.

a klasszikus lencsebevonó anyag a magnézium-fluorid; 5% – ról 1% – ra csökkenti a visszaverődést. A Modern lencsebevonatok összetett többrétegűek, és csak 0,25% – ot vagy annál kevesebbet tükröznek, hogy maximális fényerővel és természetes színekkel rendelkező képet kapjanak. A tetőprizmákhoz néha fázisváltó bevonatokat használnak, amelyek jelentősen javítják a kontrasztot.A bevonat jelenlétét általában a távcsöveken a következő kifejezésekkel jelöljük:

• bevont optika: egy vagy több felület bevonva.
• teljesen bevonva: minden levegő-üveg felület bevonva. A műanyag lencséket azonban, ha használják, nem lehet bevonni.
• többrétegű: egy vagy több felület többrétegű bevonattal van ellátva.
• teljesen többrétegű: minden levegő-üveg felület többrétegű bevonattal van ellátva.

a Fáziskorrekt prizma bevonat és a dielektromos prizma bevonat a legutóbbi (2005-ben) hatékony technikák a reflexiók csökkentésére.

mechanikai tervezés

fókuszálás és beállítás

a nem rögzített távolságban lévő objektumok megtekintéséhez használt távcsöveknek fókuszáló elrendezéssel kell rendelkezniük. Hagyományosan két különböző elrendezést alkalmaztak a fókusz biztosítására. A “független fókuszú” távcsövek megkövetelik, hogy a két távcsövet egymástól függetlenül fókuszálják az egyes szemlencsék beállításával, ezáltal megváltoztatva a szem és az objektív lencsék közötti távolságot. A nehéz terepi használatra tervezett távcsövek, például katonai alkalmazások, hagyományosan független fókuszálást alkalmaztak. Mivel az általános felhasználók kényelmesebbnek találják mindkét cső fókuszálását egy beállítási művelettel, a második típusú binokuláris “központi fókuszálást” tartalmaz, amely magában foglalja a központi fókuszáló kerék forgását. Ezenkívül a két szemlencse egyike tovább állítható, hogy kompenzálja a néző szeme közötti különbségeket (általában a szemlencse elforgatásával a tartójában). Ez az úgynevezett dioptria. Miután ezt a beállítást elvégezték egy adott néző számára, a távcsövet egy másik távolságra lévő tárgyra lehet összpontosítani, ha a fókuszáló kerék segítségével mindkét csövet együtt mozgatja a szemlencse újbóli beállítása nélkül.

látható belső elemekkel rendelkező távcsövek

vannak “fókuszmentes” vagy “fix fókuszú” távcsövek is. A mélységélességük viszonylag nagy legközelebbi távolságtól a végtelenig terjed, és pontosan ugyanúgy teljesítenek, mint egy ugyanolyan optikai minőségű (vagy annak hiánya) fókuszáló modell, amely a középső távolságra összpontosít.

Zoom távcső, bár elvileg jó ötlet, általában úgy tekintik, hogy nem teljesít túl jól.

a legtöbb modern távcső csuklós távcsővel rendelkezik, amely lehetővé teszi a szemlencsék közötti távolság beállítását a különböző szemelválasztással rendelkező nézők befogadására. Ez a beállítási funkció sok régebbi távcsőnél hiányzik.

képstabilizálás

A rázkódás jelentősen csökkenthető, és nagyobb nagyítást lehet használni a képstabilizáló technológiát használó távcsövekkel. A műszer azon részei, amelyek megváltoztatják a kép helyzetét, stabilan tarthatók motoros giroszkópokkal vagy giroszkópos vagy inerciális detektorok által működtetett motoros mechanizmusokkal, vagy felszerelhetők oly módon, hogy ellenálljanak és tompítsák a hirtelen mozgást. A stabilizációt a felhasználó szükség szerint engedélyezheti vagy letilthatja. Ezek a technikák lehetővé teszik, hogy a távcső akár 20 ezer fő legyen kézben tartva, és jelentősen javítják az alacsonyabb teljesítményű műszerek képstabilitását. Van néhány hátránya: a kép nem biztos, hogy olyan jó, mint a legjobb nem stabilizált távcső, ha állványra szerelt, stabilizált távcsövek általában drágábbak és nehezebbek, mint a hasonlóan meghatározott nem stabilizált távcsövek.

Igazítás

a jól kollimált távcsőnek, ha emberi szemen keresztül nézzük és emberi agy dolgozza fel, egyetlen kör alakú, látszólag háromdimenziós képet kell készítenie, anélkül, hogy látható jele lenne annak, hogy az ember valójában két különálló képet néz kissé eltérő nézőpontból. Az ideálistól való eltérés a legjobb esetben homályos kényelmetlenséget és vizuális fáradtságot okoz, de az észlelt látómező egyébként kör alakú lesz. A filmes konvenció a távcsövön keresztüli nézetet ábrázolta, mivel két kör, amelyek részben átfedik egymást egy nyolcas alakban, nem igaz az életre.

az eltérést a prizmákhoz való kis mozdulatokkal orvosolják, gyakran a távcső kinyitása nélkül hozzáférhető csavarok elforgatásával, vagy az objektív helyzetének az objektív cellába épített excentrikus gyűrűkkel történő beállításával. Az igazítást általában szakember végzi, bár a távcsövek kollimációs hibáinak ellenőrzésére és azok kollimálására vonatkozó utasítások megtalálhatók az Interneten.

Alkalmazások

érmés távcső

Általános használat

kézi távcső tartomány kis 3×10 Galileai opera szemüveg, színházakban használt, hogy szemüveg 7-12 átmérőjű nagyítással és 30-50 mm-es célokkal a tipikus kültéri használatra. A Porro prizma modellek dominálnak, bár a madármegfigyelők és a vadászok inkább a könnyebb, de drágább tetőprizma modelleket részesítik előnyben, és készek fizetni.

számos turisztikai látványosság talapzatra szerelt, érmével működtetett távcsövet telepített, hogy a látogatók közelebbről megismerhessék a vonzerőt. Az Egyesült Királyságban a 20 penny gyakran ad néhány percnyi működést, az Egyesült Államokban pedig egy vagy két negyed másfél-két és fél percet ad.

katonai

haditengerészeti hajó távcső.

a távcsövek hosszú története van a katonai használatnak. A galileai mintákat széles körben használták a tizenkilencedik század végéig, amikor utat engedtek a porro prizma típusoknak. Az Általános katonaság számára épített távcsövek robusztusabbak, mint polgári társaik. Általában elkerülik a törékenyebb központfókusz-elrendezéseket a független fókusz javára. A katonai távcsövek prizmakészletei redundáns alumínium bevonatokkal rendelkezhetnek a prizmakészleteken, hogy garantálják, hogy nem veszítik el fényvisszaverő tulajdonságaikat, ha nedvesek. A hidegháború korszakának katonai távcsöveit néha passzív érzékelőkkel látták el, amelyek aktív infravörös kibocsátást észleltek, míg a moderneket általában lézersugarakat blokkoló szűrőkkel látják el. További, a katonai használatra tervezett távcsövek tartalmazhatnak egy sztadiametrikus retikulumot egy szemkörnyezetben a tartománybecslés megkönnyítése érdekében.

vannak olyan távcsövek, amelyeket kifejezetten polgári és katonai használatra terveztek a tengeren. A kézi modellek 5x-től 7x-ig lesznek, de nagyon nagy prizmakészletekkel, szemlencsékkel kombinálva, amelyek Nagyvonalú szem megkönnyebbülést nyújtanak. Ez az optikai kombináció megakadályozza a kép vignettálását vagy elsötétülését, amikor a távcső a néző szeméhez képest dobál és rezeg. Nagy, nagy nagyítású, nagy célokkal rendelkező modelleket is használnak rögzített rögzítésekben.

nagyon nagy binokuláris haditengerészeti távolságmérőket (a két objektívlencse legfeljebb 15 méteres elválasztása, súlya 10 tonna, a második világháborús haditengerészeti fegyverek 25 km-re történő távolságához) használtak, bár a huszadik század végi technológia feleslegessé tette ezt az alkalmazást.

csillagászati

a távcsöveket széles körben használják az amatőr csillagászok; széles látómezejük hasznossá teszi őket üstökös-és szupernóva-keresésre (óriás távcső) és általános megfigyelésre (hordozható távcső). A Jupiter, a Ceres, a Neptunusz, a Pallas és a titán Galileai holdjai szabad szemmel láthatatlanok, de távcsővel könnyen láthatók. Bár technikailag látható segítség nélkül a szennyezéstől mentes égbolton, az Uránusz és a Vesta távcsövet igényel a gyakorlati megfigyeléshez.

a 10×50-es távcsövek +9,5 körüli nagyságrendre korlátozódnak, ami olyan aszteroidákat jelent, mint az Interamnia, Davida, Europa, és kivételes körülmények kivételével a Hygiea túl halvány ahhoz, hogy távcsővel láthassák. Hasonlóképpen túl halványak ahhoz, hogy távcsővel láthassuk, mind holdak, kivéve a Galileaiakat és a titánt, valamint a Plútó és az Eris törpebolygókat.

különösen fontos a gyenge fényviszonyok és a csillagászati látás szempontjából a nagyítóerő és az objektívlencse átmérője közötti arány. Az alacsonyabb nagyítás megkönnyíti a nagyobb látómezőt, amely hasznos a nagy mély égbolt objektumok, például a Tejút, a köd és a galaxisok megtekintésében, bár a nagy kilépő pupilla azt jelenti, hogy az összegyűjtött fény egy része elpazarolódik. A nagy kilépő pupilla az éjszakai égbolt hátterét is ábrázolja, hatékonyan csökkenti a kontrasztot, megnehezítve a halvány tárgyak észlelését, kivéve talán távoli helyeken, elhanyagolható fényszennyezéssel. A legtöbb csillagászati célra használt távcső nagyobb nagyítással és nagyobb apertúrájú objektívvel rendelkezik, mivel az objektívlencse átmérője határozza meg a megfigyelhető leghalványabb csillagot.

sokkal nagyobb távcsöveket készítettek Amatőr távcső készítők, lényegében két refraktáló vagy tükröző csillagászati távcső felhasználásával, vegyes eredményekkel. Egy nagyon nagy szakmai eszköz, bár nem az egyik, hogy általában nevezik távcső, A nagy binokuláris távcső Arizona, USA, amely elő az” első fény ” kép október 26, 2005. Az LBT két 8 méteres reflektor teleszkópot tartalmaz. Bár nyilvánvalóan nem szándékozik a néző szeméhez tartani, két távcsövet használ ugyanazon tárgy megtekintésére, nagyobb felbontóképességet adva, mint egyetlen azonos fénygyűjtő teljesítményű eszköz, és lehetővé teszi az interferometrikus felhasználást.

gyártók

néhány figyelemre méltó binokuláris gyártó 2005-től:

1. Európai márkák

• Leica GmbH (Ultravid, Duovid, Geovid: minden tető)
• Swarovski Optik (SLC, EL: minden tető; Habicht: Porro, de meg kell szüntetni)
• Zeiss GmbH (FL,Victory, Conquest: minden tető; 7×50 BGAT/T: Porro, 15×60 BGA/t Porro, megszűnt)
• Eschenbach Optik GmbH (farlux, trophy, Adventure, Sektor…; néhány tető, néhány Porro)
• Docter (az egykori Carl Zeiss Jena üzem eisfeldben. Nobilem 7×50, 8×56, 10×50, 15×60: Porro; Docter 7×40, 8×40, 10×40: tetők)
• Optolyth (királyi: tető; Alpin: Porro)
• Steiner GmbH (parancsnok, Nighthunter: Porro; ragadozó, vadon élő állatok: tető)

2. Japán márkák

• Canon Inc. (I. S. sorozat, Porro változatok)
• Nikon Co. (Kiváló minőségű sorozat, Monarch sorozat, RAII, Spotter sorozat: tető; Prostar sorozat, Superior E sorozat, E sorozat, Action EX sorozat: Porro)
• Fujinon Co. (FMTSX, Mtsx sorozat: Porro)
• Kowa Co. (BD sorozat: tető)
• Pentax Co. (Dcfsp / XP sorozat; tető, UCF sorozat: fordított Porro; PCFV/WP/XCF sorozat: Porro)
• Olympus Co. (EXWPI sorozat: Tető)
• Minolta Co (Activa, néhány tető, néhány Porro)
• Vixen Co. (Apex / Apex Pro: tető; Ultima: Porro) *
• Zenith
• Miyauchi Co. (A túlméretes Porro binocualarokra szakosodott)

* a KAMAKURA KOKI CO. által gyártott OEM termékeket is értékesíti. Kft. Japánból.

3. Kínai márkák

a huszonegyedik század első éveiben néhány közepes árú távcső elérhetővé vált a kínai belső piacon. Néhányról azt mondják, hogy mind teljesítményében, mind árában összehasonlítható néhány jobb márkával, nagy többségük alacsonyabb rendű.

• Sicong (a Xian Stateoptics-ból. Navigator sorozat: tető; Ares sorozat: Porro)
• WDtian (a Yunnan State optics-tól, minden Porro-tól)
• Yunnan State optics (MS sorozat: Porro)

4. Amerikai márkák

• Alpen*
• Barska
• Brunton
• Bushnell Performance Optics*
• Carson Optical
• Leupold& Stevens, Inc.*
• Simmons
• Vortex Optics
• Weaver
• William Optics

* a KAMAKURA KOKI CO.által gyártott OEM termékeket is értékesíti. Kft. Japánból.

5. Orosz márkák

• Yukon Advanced Optics
• Baigish
• Kronos
• orosz katonai távcső (BPOc 10×42 7×30, BKFC sorozat)

Megjegyzések

• Abrahams, Péter. A távcső története & A binokuláris, A binokuláris távcsövek első 300 éve, 2002. Letöltve Szeptember 3, 2019.
• Corbett, Bill. Egy egyszerű útmutató a távcsövekhez, a távcsövekhez és a távcsövekhez. New York: Watson-Guptill Publications, 2003. ISBN 0817458883
• Mullaney, James. Vevői és felhasználói útmutató csillagászati távcsövekhez & távcsövek (Patrick Moore gyakorlati csillagászati sorozata). London, Egyesült Királyság: Springer, 2007. ISBN 1846284392
• Neata, Emil. Útmutató a távcsőhöz. Nightskyinfo.com. Letöltve Szeptember 3, 2019.Reid, William. Barr és Stroud távcső Edinburgh, Egyesült Királyság: Skócia nemzeti múzeumai, 2001. ISBN 1901663663

minden link letöltve június 9, 2016.

• útmutató a távcsövekhez.