Что такое бинокль кратко

Бинокль

Бино́кль — оптический прибор, состоящий из двух параллельно расположенных зрительных труб, соединённых вместе, для наблюдения удалённых предметов двумя глазами. За счёт этого, в отличие от зрительной трубы, наблюдатель видит стереоскопическое изображение.

В бинокле может использоваться классическая призма Порро (на рисунке), приводящая к смещению окуляра относительно входного отверстия, или более современная система «roof», в этом случае смещения окуляра нет и зрительная труба остается компактной, без излома. Производство биноклей со старой системой дешевле при таком же качестве изображения, к тому же они расширяют стереобазу, что усиливает стереоэффект.

Содержание

Основные параметры биноклей

Увеличение (кратность) и диаметр линзы объектива

Обычно эти параметры указываются на корпусе бинокля, например «10х40».

Диаметр выходного зрачка

Диаметр выходящего светового пучка бинокля важен при наблюдениях в условиях сумеречного освещения. Если диаметр выходного зрачка бинокля будет меньше диаметра зрачка человека, максимальный потенциал чувствительности глаза, обеспечивающийся более широким зрачком человека, не будет задействован, что приведёт к более тёмному изображению нежели чем при наблюдении без такового бинокля. И наоборот, если диаметр зрачка человека не расширится до значения выходного зрачка бинокля, будет потеряна часть его светового потока (особенно это критично в отношении биноклей со зрачком 6 и более мм) и бинокль будет работать лишь в часть силы, аналогично биноклю с меньшей апертурой, но имеющим равнозрачковое (совпадение размеров зрачка бинокля и человека) увеличение при той же кратности. Днём диаметр зрачка взрослого человека средних лет составляет 3—4 мм, тогда как ночью зрачок человека расширяется до 7 мм (и 9 мм у некоторых подростков 15 лет). С возрастом максимальный диаметр зрачка человека уменьшается, в среднем до 6.5 мм в 30 лет, 5.5 мм в 45 лет, и 4.5 в 80 лет. [1]

Фактор сумерек

Это относительная величина, которая зависит от кратности бинокля и диаметра входной линзы объектива. При этом качество оптики не учитывается.

Фактор сумерек рассчитывается путем умножения кратности на диаметр передней линзы и извлечения квадратного корня из результата.

При наблюдении в условиях пониженного и сумеречного освещения рекомендуют бинокли с бо́льшим коэффициентом фактора сумерек. [2]

Механизм фокусировки

Большинство призменных биноклей имеет центральную фокусировку. В этом случае резкость сначала настраивается для левого окуляра (левого глаза) путём поворота центрального барабана (колёсика) фокусировки: затем, при необходимости (если у наблюдателя разная острота зрения на левый и правый глаз) проводится подстройка правого окуляра. В дальнейшем перефокусировка бинокля на более близкие или далёкие объекты проводится только центральным барабаном. Существуют бинокли с индивидуальной, или раздельной фокусировкой каждого окуляра, т. е. окуляры не связаны между собой механической системой. В этом случае каждая перефокусировка бинокля требует подстройки и левого, и правого окуляра. По такой схеме выполняются бинокли с дальномерной или угломерной шкалой, морские бинокли с герметичным корпусом, специализированные астрономические бинокли. Некоторые бинокли не имеют механизма фокусировки как такового: оптическая система даёт условно четкое изображение от некоторого расстояния до бесконечности аналогично фотографическому объективу, настроенному на гиперфокальное расстояние (см. ГРИП); настройка на дальние и ближние предметы возможна только за счёт естественной способности глаз к аккомодации. К достоинствам биноклей с фиксированной фокусировкой можно отнести упрощение конструкции и, следовательно, удешевление, повышение надёжности из-за отсутствия движущихся частей и улучшенной влагозащищённости корпуса.

Диапазон фокусировки

Иногда приходится рассматривать в бинокль объекты, находящиеся в непосредственной близости, например, бабочку на цветке. Для таких наблюдений требуется бинокль с минимальной дистанцией фокусировки не более 0,5-1,5 метра.

Многослойное просветление

В технических характеристиках биноклей редко встречаются данные о качестве оптических элементов, хотя именно от этого зависит конечное качество изображения:

Так как в конструкции бинокля используется не одна, а несколько линз, на практике потери света оказываются ещё больше. Например, для бинокля, состоящего из 6 непросветленных элементов (12 поверхностей), потери света будут составлять примерно 40 %, тогда как для такой же конструкции с линзами с SMC-просветлением — всего 2,4 % (то есть в 17 раз меньше). Просветление оптики также сводит к минимуму внутренние отражения, улучшая четкость, цветопередачу и контраст изображения.

Нужно обратить внимание на то, чтобы покрытие не было зеркально-красным или оранжевым. Это не просветление оптики, а нанесение светофильтра. Такой светофильтр очень сильно обрезает свет в части спектра от красного до жёлтого, а также голубой, синий, фиолетовый спектры (то есть тот свет, к которому глаз наиболее восприимчив). [источник не указан 183 дня]

Соответственно, по цвету наружных линз бинокля уже можно сделать определённые выводы — какого качества линзы и с каким типом покрытия они сделаны.

Асферические элементы

В конструкции многих биноклей применяются также асферические линзы. Они увеличивают четкость и контраст изображения, сводя к минимуму оптические искажения.

Вынесенная окулярная точка

Многие бинокли имеют вынесенную окулярную точку благодаря большому рабочему отрезку окуляра. Это значит, что во время наблюдения можно держать бинокль на некотором расстоянии от глаз и при этом видеть полное изображение. В таком случае возможно смотреть в бинокль в очках без ухудшения изображения.

Новые свойства

Стабилизатор изображения одно из новых свойств современных биноклей. В таких биноклях два гироскопа, которые действуют от встроенных батарей. Их хватает на несколько часов работы.

Источник

Как выбрать бинокль (2019)

Вряд ли кому-то следует объяснять, что такое бинокль. Назначение этого прибора известно каждому – ведь это частый атрибут детских игр, не таящий в себе ничего непонятного (не счесть, сколько игрушечных биноклей было разобрано для удовлетворения детского любопытства). И, когда возникает необходимость приобрести бинокль для охоты, туризма или профессиональной деятельности, многие руководствуются детскими еще представлениями о его устройстве и особенностях – «главное, чтобы увеличение побольше было».

Однако современный бинокль – это сложный оптический прибор с множеством характеристик, заметно влияющих на возможность его использования в разных областях.

Театральный бинокль непригоден для охотника, а тяжелый астрономический бинокль будет весьма неудобен в походе.

Особенно тщательно следует подойти к подбору характеристик, если бинокль планируется применять в профессиональной деятельности – стоят профессиональные модели недешево, и ошибка в определении того или иного параметра может влететь в копеечку.

Характеристики биноклей

Максимальное увеличение (кратность) определяет, во сколько раз видимое через бинокль изображение будет крупнее видимого невооруженным взглядом.

С одной стороны, большая кратность позволяет разглядеть мелкие детали на большом удалении.

С другой стороны, большая кратность – это не всегда хорошо. Чем больше кратность, тем меньше поле зрения каждого объектива и тем меньше света в него попадает.

Поэтому бинокль кратностью больше 8 будет неудобен в театре – хоть большое увеличение и позволит разглядеть детали костюмов актеров, но малое поле зрения не даст оценить их игру, а низкая светосила сделает слабо освещенные участки сцены совершенно неразличимыми.

Для охотника оптимальной будет кратность в диапазоне 8-12 – ветки деревьев и кусты все равно не дадут что-то разглядывать на большом расстоянии, а вблизи чересчур мощный бинокль даст слишком маленькое поле зрения.

Кратность 15-20 пригодится при использовании бинокля на открытых пространствах – но следует иметь в виду, что при таком увеличении картинка уже будет заметно «дрожать» из-за тремора рук, а сами такие бинокли довольно тяжелы и имеют больший размер.

Модели с кратностью более 20 применяются, когда увеличение изображения важнее всего остального – они тяжелы, дороги и требуют установки на штатив для получения стабильного (не «трясущегося») изображения.

Чтобы понять, каким именно будет поле зрения выбранного бинокля, следует обратить внимание на два параметра – истинный угол зрения и линейное поле зрения. Оба этих параметра характеризуют поле зрения.

А тем, кто использует бинокль для наблюдения за наземными объектами, проще ориентироваться на линейное поле зрения – оно показывает, какой максимальной длины отрезок будет полностью виден в бинокль на расстоянии 1000 м.

Для устранения проблем, возникающих при большой кратности, диаметр объектива на мощных биноклях увеличивают – это позволяет слегка компенсировать потерю светосилы и уменьшение поля зрения.

Кратность и диаметр объектива (апертура) являются наиболее важными параметрами бинокля и обычно указываются как в его названии, так и в маркировке на корпусе в виде АхВ, где А – кратность, В – диаметр объектива.

Поделив диаметр объектива на кратность, можно получить еще один важный параметр – диаметр выходного зрачка, т.е. диаметр изображения, формируемого объективом на зрачке глаза.

Этот параметр определяет светосилу (относительную яркость) бинокля и должен быть не меньше диаметра зрачка человеческого глаза. Однако зрачок глаза может менять свой размер от 2 до 8 мм в зависимости от освещенности, поэтому подбирать выходной зрачок следует по тому, при какой освещенности планируется использовать бинокль.

В солнечный день на открытой местности и 3 мм выходного зрачка будет достаточно, в ясный день на городской улице или в лесу потребуется диаметр около 5 мм, а в сумерках – от 7 мм.

Увеличение выходного зрачка достигается либо уменьшением кратности, либо увеличением апертуры (и соответственно, габаритов и цены) бинокля. Какой вариант вам подойдет лучше – зависит, опять же, от сферы применения бинокля.

На светосилу влияет также просветляющее покрытие линз – нанесенная на оптические элементы пленка, увеличивающая светопропускание за счет устранения бликов.

— усложнение конструкции ведет к удорожанию;

— очень сложно обеспечить строгую синхронность подстройки кратности на обоих объективах, поэтому раздвоение изображения и повышенная нагрузка на глаза в такихз моделях бывают довольно часто;

— такую конструкцию сложно герметизировать.

Вынос выходного зрачка – это расстояние от поверхности глаза до внешней линзы окуляра. Для людей с хорошим зрением этот параметр не сильно важен, но если вы носите очки, то при выносе выходного зрачка менее 15 мм могут возникнуть проблемы – очки просто не дадут поднести бинокль так близко к глазам.

Впрочем, не обязательно смотреть в бинокль через очки – многие модели позволяют отрегулировать окуляр конкретно под остроту зрения. Следует только убедиться, что ваша острота зрения попадает в диапазон диоптрической коррекции бинокля.

Призма.

Самая простая конструкция бинокля (галилеевская) не имеет призм, и в каждом объективе все линзы расположены на одной линии. Такая конструкция дешевле и обеспечивает большую светосилу, (т.к. исключается сложный оптический элемент), но при этом она сильно ограничивает кратность бинокля.

Редко встречаются бинокли без призмы с кратностью больше 5 – да и те имеют неприлично большие габариты (представьте себе две соединенные подзорные трубы). Поэтому чаще всего такая конструкция применяется в театральных биноклях, где важны малые габариты и высокая светосила, а большая кратность не нужна.

При использовании длиннофокусных линз (в биноклях с большим увеличением) для уменьшения линейных габаритов используются призмы, «складывающие» оптическую ось объектива. Такие бинокли называются призматическими.

Призмы типа Porro (по имени автора – итальянского оптика Игнацио Порро) считаются классической, именно она определяет характерный внешний вид морского бинокля с широко разведенными объективами. Призма Porro обеспечивает минимальные потери света, но увеличивает габариты прибора. Последнее, впрочем, не всегда является недостатком: эта призма позволяет разнести ось окуляра и ось объектива, что сильно влияет на «трехмерность» видимого изображения.

Основным преимуществом бинокля перед подзорной трубой является то, что при использовании бинокля сохраняется бинокулярное зрение, позволяющее наблюдателю четко различать, какие объекты в поле зрения находятся дальше, а какие – ближе. Разведение объективов в стороны позволяет усилить этот эффект, увеличив «глубину» видимого пространства.

Однако не всегда это бывает нужно – иногда требуется более «плоское» изображение. В этом случае объективы наоборот, сводятся почти вплотную – и это тоже делается с помощью призм Porro. Кроме того, конструкция, в которой объективы объединены в одном корпусе, намного устойчивее к ударам.

Призмы Porro II имеют все преимущества и недостатки призм Porro, немного отличаясь от них формой и габаритами. Бинокли с такой призмой будут чуть уже классических, зато толще – форма объектива у них ближе к цилиндрической.

Бывает, что все вышеперечисленные параметры у двух моделей одинаковы, но цена одного раз в десять больше. Профессиональные модели отличаются некоторыми особенностями, заметно влияющими как на качество изображения и светосилу бинокля, так и на его стоимость:

— Материал призм. Призмы изготавливаются из бариевого или боросиликтного крона – бесцветного стекла с низкой дисперсией света в нем. Крон BK-7, из которого изготовлены призмы большинства биноклей, имеет больший предельный угол внутреннего отражения, из-за чего изготовленная из него призма имеет большие размеры (либо «подрезает» изображение по углам).

Призмы из крона BaK-4 компактнее, легче, имеют меньшую дисперсию (меньше искажают изображение), но намного дороже. Призмы из BaK-4 – один из основных признаков профессиональной модели.

— Герметичный корпус с азотным наполнением, во-первых, предотвращает запотевание стекол в любых погодных условиях, во-вторых, предотвращает попадание пыли и влаги внутрь корпуса и обеспечивает водонепроницаемость при падении бинокля в воду.

— Стабилизация изображения позволяет получить четкое, не «дрожащее» изображение даже при использовании с рук бинокля с большой кратностью. К сожалению, эта опция очень сильно увеличивает цену прибора. Установка бинокля на штатив, конечно, не так удобна, зато даст устойчивое изображение по меньшей цене для тех моделей, у которых есть возможность крепления на штатив.

Варианты выбора биноклей

Любителям театра наверняка пригодится театральный бинокль – с ним вы будете с легкостью следить за игрой актеров даже с самой дальней галерки.

Легкий бинокль для спорта и отдыха поможет рассмотреть в деталях интересную сцену и при этом не стеснит вас во время пробежек и не займет много места в рюкзаке или сумке.

Охотникам, рыболовам и туристам придется по душе полевой бинокль.

Астрономы пользуются биноклями с большой кратностью – это позволяет рассматривать небесные объекты с максимальным увеличением.

Если бинокль нужен вам для профессиональной деятельности – выбирайте среди соответствующих моделей.

Источник

Бинокль

История создания бинокля насчитывает уже несколько столетий. Название прибора «бинокль» с латинского языка означает «два глаза» (bi oculus). В XVII столетии появились первые оптические приборы – подзорные трубы, благодаря которым стало возможно наблюдать за предметами на удаленном расстоянии.

Одним глазом было не очень комфортно смотреть за обстановкой. Но так уж повелось, что всегда найдется желающий для решения той или иной проблемы, если таковая существует.

Итальянец Галилео Галилей стал именно тем человеком, который в 1609 году изобрел оптический прибор с двумя линзами (рассеивающей и собирательной), положив тем самым начало истории биноклей. Первый созданный им бинокль обладал небольшим увеличением, наши современники пользуются такими в театрах (театральный бинокль). Последующие опыты, продолженные в 1610 году, дали возможность ученому создать более мощные оптические приборы, способные увеличить объект в 20, 30 и более раз. В данных приборах имеются две линзы, одна из которых способна собирать лучи света, формируя изображение (объектив), другая же их рассеивает (окуляр).

Бинокль, созданный Галилеем, был прост и давал достаточно четкое изображение, но как измерительный прибор, применяться он не мог. Чтобы качество изображения было более высоким, изобретение Галилея необходимо было усовершенствовать. Разработки Кеплера (призма, созданная им в 1611 году) подоспели вовремя. Пользуясь призменным биноклем, уже можно было измерить расстояние, также у него увеличился угол обзора.

Призменная оптика, изобретенная Кеплером, стала началом истории создания современного бинокля. Однако новый тип устройства имел некоторый недостаток: изображение подавалось в перевернутом виде. Учеными-оптиками из Франции, Германии, России (независимо друг от друга) была предпринята попытка использовать более сложную систему призм, что дало положительные результаты – удалось вернуть прямой вид картинке.

На призменную систему получил патент итальянец Игнацио Порро в 1854 году. В XIX веке (60-е года) в Париже он совместно с Хоффманом занимался созданием монокуляров, призменная система которых полностью соответствует той, которую имеют сейчас современные модели биноклей. Первые бинокли, разработанные ученым Эрнстом Аббе и основателем фабрики оптических систем, инженером Карлом Цейсом, поступили в продажу в 1894 году. Они имели привлекательный дизайн и давали достаточно резкое изображение.

Все бинокли делятся на два вида: классические и компактные. В зависимости от способа фокусировки, бинокли бывают двух типов: с центральной фокусировкой, где для настройки фокуса имеется один центральный винт, и с раздельной, где регулирование фокуса (резкости) производят отдельно на каждом окуляре. У разных видов биноклей есть особенные технические параметры, определяющие их применение и специализацию (театральный, военный, астрономический и т. д.).

Источник

Что такое бинокль кратко

Бинокли.

Бинокли. История биноклей.

Ещё в древние времена человек пытался усилить своё зрение, но только в 1608 году возникли первые приборы, на основе которых и были изобретены бинокли. В 1608 году голландские оптики Яков Мециус, Ганс Липперсгей и Захарий Янсен, независимо друг от друга изобрели подзорную трубу. Их изобретение предназначалось для моряков. Это была подзорная труба, которая позволяла рассматривать объекты, находящиеся на большом расстоянии от корабля.

Используя разработки голландских оптиков, Галилео Галилей в 1609 году изобрёл первый бинокль, а продолжив свои опыты, смог в 1610 смог создать очень мощный для того времени бинокль, который увеличивал до 33 раз.

Первые бинокли состояли из двух линз:

— объектива, линза которого формировала изображение;

— окуляра, с рассеивающей линзой.

Бинокли Галилея были очень просты и несовершенны, но в 1611 году были изобретены призмы, которые позволили увеличить угол обзора бинокля и измерять расстояние до предмета.

Устройство бинокля.

Основной частью биноклей являются две зрительные трубы, соединённые параллельно. На практике используются трубы Галилея и трубы Кеплера.

Виды биноклей, в зависимости от конструкции.

Бинокли с трубами Галилея.

В этих биноклях каждая зрительная труба имеет объектив в виде положительной линзы и окуляр в виде отрицательной линзы. Труба Галилея сразу даёт прямое (неперевёрнутое) изображение, поэтому между объективом и окуляром нет других оптических деталей.

Схема трубы Галилея.

Театральный бинокль с трубами Галилея.

Бинокли с трубами Кеплера.

В этих биноклях каждая зрительная труба имеет и объектив, и окуляр в виде положительной линзы. Как правило, обе линзы являются составными.

Схема трубы Кеплера.

В апризматических биноклях между объективом и окуляром помещается оборачивающая система из одной или двух линз, повторно переворачивающая изображение. Центральный луч в каждой трубе идёт по прямой линии, без излома.

Оборачивающая система линз между объективом и окуляром.

Расстояние между центрами объективов равно расстоянию между центрами окуляров, то есть расстоянию между зрачками. Поэтому невозможно применение объективов диаметром больше 65 мм. Но главным недостатком таких биноклей является большая длина.

Призматические бинокли.

Бинокли с призмами Порро.

Итальянский оптик Игнацио Порро в 1854 году запатентовал систему призм, которая одновременно и укорачивает длину бинокля, и выпрямляет перевёрнутое изображение. Впервые бинокли с призмами Порро стала выпускать фирма «Карл Цейсс» в конце 1890-х годов.

Ход лучей в бинокле с призмами Порро.

В призмах Порро нет потерь ни на отражающих поверхностях (так как используется полное внутреннее отражение), ни на склеенных поверхностях (ввиду их отсутствия). Центральный луч в каждой трубе четыре раза меняет направление. Расстояние между объективами обычно больше, чем между зрачками глаза. Это даёт возможность использовать объективы большого диаметра, что важно для астрономических биноклей и для больших морских биноклей. К тому же они расширяют стереобазу, что усиливает стереоэффект. Производство биноклей с призмами Порро несколько дешевле других призм. Как правило, призмы Порро используются в морских биноклях и многих полевых биноклях. К недостаткам системы Порро можно отнести относительно большую ширину бинокля.

Бинокль морской, с призмами Порро. Франция. 1920 год.

Бинокли с призмами Аббе.

Призмы Аббе названы по имени изобретателя Эрнста Аббе, сотрудника фирмы Карл Цейсс.

Существуют три типа призм Аббе: одна дисперсионная и два типа оборачивающих призм Аббе: тип 1 (призма Аббе-Кёнига) и тип 2. В современных биноклях используется призма Аббе-Кёнига, запатентованная в 1905 году.

Ход лучей в призме Аббе-Кёнига.

Устройство бинокля Аббе 1905 года.

Бинокли с призмами Шмидта-Пехана.

Виды биноклей, в зависимости от назначения.

В зависимости от назначения бинокли разделяют на:

— Бинокли со свободным фокусом.

— Бинокли с дальномерной шкалой.

— Бинокли со встроенным компасом и дальномером.

— Бинокли для смотровых площадок.

Бинокли. История создания биноклей. Виды биноклей.

Источник