Словарь терминов. Бинокли, зрительные трубы и дальномеры

A

Азотное заполнение - Заполнение инструмента (в частности, бинокля или оптического прицела) чистым азотом для исключения водяных паров и кислорода. Эта мера предотвращает запотевание и окисление оптики.

Апертура - В оптике апертурой называется отверстие, через которое свет попадает в прибор. Применительно к биноклям, апертура – это диаметр объективов бинокля, выражаемый, как правило, в миллиметрах. Апертура – обычно второй параметр в описании бинокля. Например, бинокль 15х50 имеет апертуру 50 мм. Эта величина важна для определения того, как будет вести себя бинокль в условиях низкой освещенности. См. также Выходной зрачок.

Асферические линзы - Это линзы, поверхность которых не является сферической. Иначе говоря, различные участки линзы могут иметь различную кривизну. Такая сложная поверхность помогает уменьшить или исключить совсем сферическую аберрацию и другие аберрации, присущие простым линзам. Применение различной кривизны отдельных участков поверхности нередко позволяет заменить одной асферической линзой сложную многолинзовую систему на сферических линзах и получить в результате более компактный, легкий и, возможно, дешевый инструмент.

С другой стороны, один только факт применения асферики не гарантирует качества линзы. К примеру, множество дешевой оптики построено на асферических линзах, которые были вылиты в формах. Это делает их производство более дешевым, чем при полировке. И в то же время, существуют асферические линзы, изготавливаемые традиционным способом, но имеющие особенную форму, достижение которой весьма сложно и дорого, но дает превосходные результаты.

Сферические линзы имеют постоянную кривизну поверхности, также как и сфера. При этом увеличение, даваемое различными частями линзы, разное, что приводит к расфокусировке лучей, по мере удаления от оси линзы. Ввиду постоянной кривизны, такие линзы легко производить, но их оптические качества невысоки. Хорошие асферические линзы же имеют различную кривизну поверхности, но при этом одинаковое увеличение даже на периферии. В результате, в фокусе собираются все лучи, и центральные и периферийные. Такие линзы гораздо сложнее производить, но они лучше работают.

Б

Бинокли с переменным увеличением (зум-бинокли) - Это бинокли, имеющие возможность плавно изменять увеличение в некоторых пределах. Они подписываются диапазоном увеличений и могут быть определены по двум числам перед значением диаметра объектива. Например, 8-30х70 или 12-36х80. Дефис между первыми двумя числами говорит, что увеличение может изменяться от одного значения до другого.

В

Видимое поле зрения - Его можно вычислить как произведение увеличения и истинного поля зрения. Например, если бинокль с увеличением 10 крат имеет истинное поле зрения в 5°, его видимое поле зрения составит 5° * 10 = 50°. Это значение показывает ширину поля, которое видит наблюдатель, глядя в бинокль. Эта величина может быть использована для сравнения биноклей с различными увеличениями. Если бинокль имеет видимое поле зрения более 62°, его называют широкоугольным. См. также Широкоугольные бинокли.

Виньетирование - Часто, если вынос выходного зрачка слишком мал, на краю поля зрения можно увидеть его потемнение. Технически виньетирование – это уменьшение яркости или насыщенности изображения на его периферии в сравнении с центром.

Вынос выходного зрачка - Это расстояние между линзой окуляра и выходным зрачком. В идеальном случае, бинокль расположен так, что его выходной зрачок совпадает с передней поверхностью глаза. При этом наблюдатель видит все доступное поле зрения целиком. Если вынос слишком мал, происходит виньетирование периферийной части поля зрения. Особенно важен достаточный вынос выходного зрачка для людей, носящих очки и стрелков. Очки вынуждают располагать глаз на большом удалении от окуляра, и требуется достаточно большой вынос выходного зрачка, чтобы увидеть поле зрения целиком.

Выходной зрачок - Определяется количеством света, вошедшего в объектив и вышедшего из окуляра. Это важная характеристика для оценки того, как будет работать бинокль при пониженной освещенности. Величина выходного зрачка получается делением апертуры объектива на увеличение. Например, в бинокле 15х50 выходной зрачок равен 50/15 = 3,33 мм. Чем выше это значение, тем более эффективно работает бинокль при пониженной освещенности. Для хорошо освещенных пейзажей достаточно зрачка 2,5 – 4 мм.

Если держать бинокль на вытянутых руках, можно легко заметить освещенные круги в окулярах – это и есть выходные зрачки. Важно отметить, что то, насколько полно используется широкий выходной зрачок, зависит от глаз и часто от возраста наблюдателя. С возрастом глаз уменьшает способность к темновой адаптации.

Зрачок подростка может раскрываться до 7 мм, а пожилого человека – только до 5 мм. Таким образом, пожилой человек не сможет воспользоваться широким выходным зрачком и может удовлетвориться небольшим, более легким биноклем. На свету зрачок человека обычно 2 -3 мм, и выходной зрачок бинокля должен быть около 3 мм. В темноте зрачки расширяются сильнее, и для наблюдений требуется бинокль с большим диаметром выходного зрачка. Минусом таких биноклей обычно является то, что они большие и тяжелые.

Г

Галилеевская труба - Зрительная труба, имеющая выпуклую линзу в качестве объектива и вогнутую в качестве окуляра. При этом изображение имеет правильную ориентацию, и для его исправления не требуются призмы. Недостатком является весьма узкое поле зрения и малое возможное увеличение. Галилеевские трубы все еще применяются в качестве театральных инструментов.

Галилеевский бинокль - Назван так потому, что использует ту же идею, что и телескоп Галилея в XVII в. Использование вогнутой линзы-окуляра позволяет обходиться без призм для правильной ориентации изображения. Применяются в театрах, поскольку рассматриваемые объекты находятся не очень далеко.

Герметичный корпус - Герметичный корпус часто используется в оптике, включая бинокли, чтобы предотвратить ее запотевание и попадание пыли на внутренние оптические элементы.

Гигантские бинокли - Бинокли с объективами от 60 мм, часто используются в качестве астрономических инструментов.

Гиперфокальное расстояние - Это расстояние, начиная с которого все объекты будут находиться в «приемлемом» фокусе. Гиперфокальное расстояние определяется тем уровнем четкости, который считается приемлемым. В случае бинокля, сфокусированного на бесконечность, все объекты в его поле зрения, строго говоря, не будут находиться в фокусе, но будут достаточно четко выглядеть.

Глубина поля - Глубиной поля называют расстояние от самого близкого до самого далекого объекта в поле зрения, которые имеют сфокусированное изображение в бинокле при определенном расстоянии до них от наблюдателя. Как правило, с ростом увеличения глубина поля уменьшается – это один из недостатков биноклей и подзорных труб большого увеличения.

На очень высоких увеличениях глубина поля может быть столь малой, что потребуется очень точная фокусировка на нужном объекте. Поэтому расположение, размер и удобство органов фокусировки становится очень важным. Глубина поля также меняется с расстоянием, на котором находится наблюдаемый объект, обычно уменьшаясь с уменьшением расстояния.

Д

Диэлектрическое покрытие - Покрытия, встречающиеся на призмах с крышей, служащие для повышения коэффициента отражения света. Если свет падает на границу стекло-воздух под углом меньше критического, явления полного внутреннего отражения от поверхности не происходит. Чтобы справиться с этой проблемой, на эти поверхности наносятся отражающие покрытия. Типичное алюминиевое покрытие отражает от 87% – 93% света, серебряное – 95% - 98%. Еще более улучшить отражение можно, если применить не металлическое, а диэлектрическое покрытие.

При этом призма работает как диэлектрическое зеркало. Многослойное диэлектрическое покрытие увеличивает отражение от поверхностей призмы, действуя как распределенный рефлектор Брегга. Качественное диэлектрическое покрытие может обеспечить отражение свыше 99% света видимого диапазона. Это значительно улучшает светопропускание, как в сравнении с металлическими покрытиями (алюминиевыми или серебряными), и поднимает эффективность призм Шмидта-Пехана на уровень призм Порро или Аббе-Кёнига.

Диоптрийная подстройка - Устройство раздельной фокусировки окуляров, обычно смонтированное на правом окуляре бинокля и позволяющее настраивать фокусировку отдельно под каждый глаз. Играет важную роль в правильной фокусировке бинокля.

Диоптрийная коррекция - Возможность настройки оптического инструмента с учетом неодинакового зрения разных глаз наблюдателя. Одним из ее следствий является уменьшение зрительной усталости и субъективно большая четкость и контраст изображения.

З

Затемнение - См. Виньетирование.

И

Истинное поле зрения - Размер поля зрения, выраженный в угловой мере. Чем меньшее увеличение имеет бинокль, тем шире его истинное поле зрения, и чем большее увеличение, тем меньшее истинное поле. Ввиду этого, сложно сравнивать истинные поля зрения двух биноклей с различными увеличениями.

К

Коллимация - Коллимацией называют оптическое и механическое выравнивание компонентов бинокля. Если бинокль не сколлимирован, после продолжительного пользования им возможно ощущение утомления зрения. Дешевые бинокли нередко не имеют правильной коллимации после изготовления, хорошие – тщательно коллимируются, часто с применением лазерных инструментов. Это требует времени и удорожания процесса производства и, соответственно, сказывается на розничной цене.

М

Межзрачковое расстояние (IPD) - Расстояние между зрачками глаз наблюдателя. Индивидуально для каждого человека, поэтому большинство биноклей могут регулироваться под это расстояние путем сдвигания и раздвигания половинок. На некоторых также имеется шкала межзрачковых расстояний, размеченная в миллиметрах.

Правильная установка межзрачкового расстояния производится путем наблюдения в бинокль при максимальном разведении половинок и последующего медленного сдвигания, до тех пор, пока поле зрения не предстанет правильным кругом.

Н

Наглазники - Наглазники служат для обеспечения правильного расстояния от окуляра до глаза, а также уменьшают количество нежелательных боковых лучей при наблюдении в бинокль. Большинство наглазников изготавливается из резины и может закатываться или расправляться в зависимости от того, используете вы очки или нет.

Недостатком здесь является то, что они могут лопнуть от частого закатывания. Второй тип наглазников не закатывается, а сдвигается, но их непросто зафиксировать на месте. Третий тип выдвигается или вдвигается поворотом вокруг оси, и может быть оставлен в любом нужном положении. Иногда на них также имеется шкала, позволяющая выставить необходимую высоту наглазника и, соответственно, вынос выходного зрачка в соответствии с особенностями зрения наблюдателя.

О

Объектив - В биноклях – большая линза или линзовая сборка с противоположной окуляру стороны. Она собирает свет и направляет его к глазу.

Объективы с плоским полем - Улучшают четкость изображения на краю поля зрения и уменьшают дисторсию путем минимизации кривизны поля – аберрации, проявляющейся в невозможности сфокусировать одновременно центр и края поля зрения. Дают более четкие и чистые изображения на краю поля и применяются в большинстве современных дорогих биноклей.

Окуляр - Небольшая линза, через которую рассматривается изображение. В некоторых случаях (например, в биноклях на призмах с крышей) эта линза того же размера, что и объектив.

Относительная яркость - Величина относительной яркости используется для сравнения поведения биноклей с разным диаметром выходного зрачка при условиях пониженного освещения. Величина показывает, что с ростом диаметра зрачка, его площадь и способность передавать свет растет в геометрической прогрессии. Чтобы найти величину относительной яркости нужно диаметр зрачка возвести в квадрат. Например, бинокль с выходным зрачком в 5 мм будет иметь относительную яркость 5 х 5 = 25. Поскольку этот показатель не учитывает качество оптики или покрытий, его можно использовать только для грубой оценки.

П

Поле зрения - Это ширина изображения, которое можно видеть в бинокль, рассматривая предмет на некотором расстоянии. Оптическая конструкция разных моделей биноклей часто не одинакова, даже если они имеют одно и то же увеличение, поэтому будет отличаться и то, что видно в эти бинокли. Ширина обзора, видимого в бинокль, и называется полем зрения. Поле зрения выражается в количестве метров на расстоянии в 1 км. Иногда выражается в виде угла. Чтобы перевести из угловой меры в метры, нужно умножить угол в градусах на 17,5. Окуляры, дающие широкое поле зрения, обычно имеют небольшой вынос выходного зрачка, а также часто широкое поле зрения означает небольшое увеличение.

Призмы - Призмы позволяют видеть изображение правильно ориентированным при наблюдении в бинокль. Широко используются два типа призм – призмы Порро и призмы с крышей. Призмы с крышей позволяют работать на оси прибора и строить более компактные бинокли.

Призмы Амичи - Также называемые «призмы с крышей» или «призмы с прямоугольной крышей», призмы Амичи названы по имени их изобретателя, итальянского астронома Джованни Амичи, и имеют конструкцию, подобную призмам Шмидта. Они отражают и переворачивают изображение, а также изламывают луч зрения на 90°. Они превосходно работают в качестве оптических диагоналей, поскольку исправляют перевернутое изображение. Также они широко применяются в подзорных трубах и везде, где требуется получить правильно ориентированное изображение и вывести его под прямым углом к оптическому пути.

Призмы BAK-4 - Призмы BAK-4 изготовлены из превосходного оптического стекла, дающего четкие изображения. Очень желательно, чтобы такие призмы были в вашем бинокле. В сравнительно дешевых биноклях используются призмы из стекла BK-7. Их качество удовлетворительно, но уступает BAK-4. Некоторые производители не афишируют материал призм, обычно потому, что используются не самые качественные.

Качество стекла в оптических приборах может быть очень разным, потому и цены на инструменты могут отличаться в десятки и сотни раз. Если перевернуть бинокль объективами к себе и посмотреть на его внутренние поверхности, можно найти отличия между BK-7 и BAK-4. Если в бинокле призмы BK-7, то можно увидеть скошенные края поля зрения. Призмы BAK-4 показывают действительно круглое поле, которое обладает лучшей светопередачей и контрастом границ.

Призмы SK15 - Высококачественные призмы из стекла SK15, в которых минимизированы нежелательные внутренние отражения. Дают кристально чистое изображение и отличный контраст.

Призмы Порро - Многие бинокли имеют окуляры, расположенные не на одной линии с объективами. Внутри них имеются офсетные призмы (в противоположность выровненным призмам с крышей), которые изламывают лучи света внутри трубы. Окуляры таких биноклей невелики в сравнении с объективами. Использование призм Порро дает возможность разнести объективы дальше друг от друга, чем в биноклях на призмах с крышей, что дает несколько лучшее стереоскопическое изображение. В среднем ценовом диапазоне, призмы Порро выигрывают по оптическим качествам у призм с крышей. Бинокли на призмах Порро позволяют сравнительно просто изменять межзрачковое расстояние.

Призмы с крышей (призмы Аббе-Кёнига) - Применяются в биноклях, объективы и окуляры которых находятся на одной прямой. Бинокли на призмах с крышей обычно более компактны. Качество изображения биноклей на призмах с крышей не самое лучшее из-за конструкции призм, хотя самые дорогие модели на призмах с крышей дают качество, не уступающее биноклям на призмах Порро.

Прямые трубы биноклей на призмах с крышей позволяют сделать бинокль очень компактным, что особенно ценно для спортсменов. У таких биноклей половинки обычно соединяются в двух точках, поэтому их немного сложнее регулировать под межзрачковое расстояние. Как правило, хорошие бинокли на призмах с крышей имеют немалую стоимость, поэтому не рекомендуется особенно экономить при покупке такого бинокля, иначе можно получить малоудовлетворительное качество.
Какую же из двух наиболее популярных конструкций биноклей – на призмах Порро и на призмах с крышей выбрать? Эти две схемы легко отличаются друг от друга по внешнему виду – если объективы и окуляры находятся на одной прямой, то это призмы с крышей.

Если они смещены друг относительно друга – конструкция на призмах Порро. Бинокли на призмах с крышей гораздо компактней, но для достижения того же оптического качества, что и на призмах Порро, необходимо более дорогое производство, что сказывается на цене. Лучшие модели обеих конструкций признаются примерно равными по качеству, и выбор из них является вопросом личных предпочтений. Конструкция на призмах Порро имеет более разнесенные объективы и дает более глубокое стереоизображение.

Призма Шмидта - Призмы Шмидта используются для исправления ориентации изображения вместе с изломом оптической оси на 45°. Они работают подобно призмам Амичи, но излом особенно полезен для окулярных узлов и систем отображения. Алюминированные поверхности крыш часто применяются для увеличения общего светопропускания.

Призма Шмидта-Пехана - Представляет собой объединение призм Шмидта и Пехана и применяется для поворота изображения на 180°. Часто используется в биноклях как система исправления ориентации изображения. Позволяет строить более компактные бинокли, чем в случае использования призм Порро.

Просветляющие покрытия - Большинство биноклей имеет противоотражательные покрытия на границах воздух-стекло. Эти покрытия помогают увеличить светопропускание. Их можно увидеть как синие, красные или зеленые оттенки, если посмотреть на объективы бинокля. Стоит обратить внимание на то, как производитель описывает эти покрытия. «Покрытая оптика» («coated») означает однослойное противоотражательное покрытие на некоторых линзовых элементах, обычно на первом и последнем (на тех, которые видно снаружи).

«Полностью покрытая оптика» («fully coated») имеет покрытия на всех граница воздух-стекло. Это хорошо. «Многослойное покрытие» («multi-coated») означает, что как минимум одна или несколько поверхностей (чаще первая и последняя) имеют несколько слоев покрытия (остальные обычно довольствуются одним слоем). Многослойное покрытие значительно лучше работает, чем однослойное. Ну а «полностью многослойное покрытие» («fully multi-coated») говорит, что все границы воздух-стекло имеют многослойное противоотражательное покрытие, и это будет полезным в хорошем бинокле. Сейчас часто встречаются рубиновые или красные многослойные просветляющие покрытия.

Р

Рубиновое покрытие - Несмотря на название, не имеет отношения к минералу рубину. Некоторые производители таким образом отфильтровывают красный цвет, чтобы более выгодно представить свою не особенно качественную оптику, плохо скорректированную в красной части спектра. При этом оптика часто демонстрирует излишнюю зеленоватую окраску всех деталей изображения. Стоит держаться подальше от таких покрытий, если Вы ищете качественный инструмент.

С

Светопропускание - В процессе прохождения света через бинокль, некоторая часть его теряется вследствие поглощения и отражения на границах воздух-стекло или внутри самих призм. Количество света, приходящего в итоге к наблюдателю, варьируется от 50% до 97%, в зависимости от качества и количества стеклянных элементов, устройства и размера призм, коллимации оптической системы и типа и количества слоев просветляющих покрытий.

Этот параметр напрямую определяет яркость наблюдаемого изображения, выражается в процентах, и для большинства хороших биноклей выше 90%. Если брать во внимание данный фактор, то становится понятным, как бинокль 10х40 (выходной зрачок 4 мм) с высоким пропусканием (90%) может давать более яркую картинку, чем бинокль 7х35 (выходной зрачок 5 мм) с более низким светопропусканием (70%).

Стекло с крайне низкой дисперсией («ED-стекло») - Стекло к крайне низкой дисперсией используется для изготовления объективов дорогих камер, телескопов, микроскопов и биноклей. ED-стекло практически лишено хроматической аберрации и более эффективно собирает свет на фотоприемник камеры или глаза наблюдателя, в случае бинокля. Применение ED-стекол дает больше свободы конструкторам оптики для уменьшения и других аберраций. Проще говоря, чем более скорректированы аберрации, тем чище и ярче изображение. Соответственно, профессионалы и некоторые любители предпочитают приобретать качественную оптику на ED-стеклах. См. также Качество стекла.

Сумеречный фактор и сумеречная эффективность - Сумеречный фактор – это способ математического описания того, как размер объектива бинокля и его увеличение влияют на способность показывать детали в условиях недостаточной освещенности. Поскольку при этом не учитывается качество линз и призм, сумеречный фактор может быть использован для сравнения эффективности биноклей в сумерках или при недостатке света. Это происходит потому, что фактор, определяющий разрешение или детализацию изображения, зависит от того, насколько освещена наблюдаемая сцена. Днем, когда диаметр зрачка всего 2-3 мм, разрешение будет определяться увеличением. Ночью, когда зрачок расширяется до 6-8 мм, главный фактор – апертура.

В сумерках же играют роль оба этих фактора, потому сумеречный фактор и выбран для определения эффективности бинокля при таких условиях. Чем выше сумеречный фактор, тем больше разрешение бинокля при наблюдениях при недостатке света. Его можно вычислить путем умножения увеличения на диаметр апертуры и нахождением квадратного корня из этого произведения. Например, бинокль 7х42 имеет сумеречный фактор 17,2 (7 х 42 = 294, корень из 294 ~ 17,2). Это минимальное значение для успешного распознавания деталей в сумерках. Бинокль 8х56 имеет сумеречный фактор около 21,2. А бинокль 8х30 – 15,5, что меньше необходимого значения для наблюдений при низкой освещенности.

Следует иметь в виду, что сумеречный фактор – лишь один из множества параметров, и он ничего не говорит о реальном качестве изображения, которое может оказаться определяющим для наблюдения слабых деталей изображения в сумерках.

Сумеречная эффективность, как правило, определяется высоким светопропусканием в нужном диапазоне спектра, как можно меньшим рассеянием света и как можно более высокими контрастом и разрешением. Если все эти требования выполняются одновременно, тогда можно использовать сумеречный фактор для измерения сумеречной эффективности того или иного бинокля.

Сумеречный фактор играл значительную роль в прошлом, до изобретения современных просветляющих покрытий. Поэтому сумеречная эффективность современного бинокля в большей степени определяется качеством стекла и оптических покрытий, чем просто сумеречным фактором. Хорошие покрытия могут практически удвоить количество света, проходящего через некоторый бинокль, в сравнении с другим, который не имеет качественных покрытий.

Сумеречный фактор и выходной зрачок - Бинокль 10х40 (сумеречный фактор 20) будет более эффективно разрешать детали при пониженном освещении, чем бинокль 7х35 (сумеречный фактор 15,4), даже несмотря на то, что 10х40 имеет меньший выходной зрачок. Впрочем, следует помнить, что сумеречный фактор не учитывает светопропускание или качество оптической системы.

Ф

Фазовая коррекция - Фазовая коррекция осуществляется специальными покрытиями на стеклянной призме для сохранения правильного соотношения фаз волн для света разных цветов. Применяются только в биноклях на основе призмы с крышей для улучшения разрешения, контраста и цветопередачи.

Фторидное стекло - Фторидные стекла – это класс неоксидных оптических стекол, образованных фторидами различных металлов. Некоторые фторидные стекла трудно производить на Земле в виду их быстрой кристаллизации. Оптические элементы, изготовленные из фторида кальция, называемого флюоритом, используются в некоторых телеобъективах для коррекции хроматической аберрации.

Впрочем, сейчас их часто заменяют на элементы из ED-стекла, которое имеет больший показатель преломления, лучшую пространственную стабильность, и менее хрупко.