Угловое поле зрения реальное что это

Любой наблюдательный прибор (бинокль, монокуляр, зрительная труба) в своем составе содержит объектив, оборачивающую систему и окуляр с наглазником.

Окуляр — оптическая система, применяемая для наблюдения глазом изображения, образованного объективом и оборачивающей системой.

Окуляры приходится делать сложными, склеенными из нескольких линз для того, чтобы иметь возможность исправить все искажения изображения.

В биноклях применяются трех, пяти и семи линзовые окуляры. Естественно, чем больше линз, тем больше возможностей устранить искажения качества изображения при большем угле поля зрения, поэтому наиболее дорогостоящие и качественные бинокли с хорошим полем зрения при заданной кратности имеют пяти и семи линзовые окуляры.

Объектив — часть оптической системы, формирующая изображение удаленного объекта.

Объектив, в котором для формирования изображения применяются линзы относят к линзовым, если применяются зеркала — к зеркальным, а если применяются линзы и зеркала — к зеркально-линзовым.

В биноклях, монокулярах и зрительных трубах ведущими производителями используются линзовые объективы. Зеркальные и зеркально-линзовые объективы находят применение, как правило, в астрономических телескопах с большим увеличением.

Оборачивающая система — оптическая система, предназначенная для перевертывания изображения, даваемого объективом. Оборачивающую систему, состоящую из группы призм, применяемых для укорачивания механической длины оптической системы, называют призменной оборачивающей системой. Оборачивающую систему, состоящую из группы линз, которая оборачивает изображение, перенося его из одной плоскости в другую, называют линзовой оборачивающей системой.

Известны несколько призменных оборачивающих систем, которые наиболее широко применяются в наблюдательных приборах — это классическая оптическая система Порро (Porro prism) 1 рода, а также призменные системы с «крышей» (Roof prism) Шмидта–Пехана и Аббе.

Призменная система Порро (Porro prism) 1 рода состоит из двух прямоугольных призм, расположенных под прямым углом относительно друг друга. При этом оптические оси объектива и окуляра сдвигаются относительно друг друга. Схема (рис. 2)

Призменные оборачивающие системы «с крышей» (Roof prism) Шмидта – Пехана и Аббе обеспечивают соосность оптических осей объективов и окуляров наблюдательных приборов (рис. 3). Тем самым достигается большая компактность биноклей, соответственно, меньшие веса и габариты. Однако, технологическая сложность изготовления призм с крышей приводит, как правило, к удорожанию бинокля. Из российских производителей сложной технологией изготовления биноклей с призменной оборачивающей системой Шмидта – Пехана обладает лишь «Казанский оптико-механический завод».

Бинокли, монокуляры и зрительные трубы относятся к одному классу оптических приборов и имеют общие технические характеристики (увеличение Г, диаметр входного зрачка D, диаметр выходного зрачка D’, удаление выходного зрачка от последней поверхности окуляра l, поле зрения в пространстве предметов 2ω, предел разрешения ε, коэффициент пропускания), а также специфические, характерные только для биноклей и бинокулярных зрительных труб (пластика, параллельность, разность углов наклона изображений и разность увеличений оптических каналов), которые, в основном, определяют потребительские свойства наблюдательных приборов.

Теперь опишем эти оптические характеристики наблюдательных приборов, их взаимосвязь и влияние друг на друга и на выбор бинокля при покупке.

Увеличение (кратность) ( Г ) — отношение углового размера изображения малого предмета, видимого через наблюдательный прибор, к угловому размеру самого предмета, видимого невооруженным глазом.

Эта характеристика показывает, во сколько раз увеличивается видимый невооруженным глазом размер удаленного предмета при рассмотрении его через наблюдательный прибор. Другими словами, при наблюдении через наблюдательный прибор с десятикратным увеличением (10 крат), предмет на расстоянии 1000 метров будет виден таким, как его видит человек невооруженным глазом на расстоянии 100 метров. Отсюда расхожее выражение, что бинокли «приближают» наблюдаемые предметы.

Для биноклей, монокуляров этот параметр может быть в пределах от 2 до 30 крат, причем при значениях:

• до 4 крат их относят к группе малого увеличения,
• свыше 4 крат до 10 крат включительно — к группе среднего увеличения,
• свыше 10 крат до 30 крат — к группе большого увеличения.

Для зрительных труб этот параметр может достигать 60 крат. Следует отметить, что на рынке встречаются трубы с увеличением до 100 крат.

Увеличение (кратность) в обязательном порядке указывается на приборе и в сопроводительной документации (паспортах, этикетках).

Российский рынок предлагает покупателю бинокли самых различных увеличений от 2,5 крат до 30 крат с дискретностью 2,5х, 4х, 6х, 7х, 8х, 10х, 12х, 15х, 16х, 20х и даже 30х. Выбор кратности бинокля зависит от того, в каких условиях (на пересеченной местности, в лесах, горах, степи, тундре, на воде или в небе) и какую практическую задачу хочет решить потребитель — насколько мелкие детали объектов наблюдения и на каком предельном расстоянии рассмотреть их.

Но следует обязательно учитывать, что увеличение бинокля более 10-12 крат серьезно осложнит наблюдение с рук, особенно длительное, из-за их дрожания, так называемого тремора рук. Тремор рук вызывает смаз (сдвиг) изображения и Вы не получите качественного и резкого изображения наблюдаемой картины из-за инерционности зрения. Действительно, попробуйте перед глазами подвигать лист с текстом, при определенной скорости движения Вы не сможете его прочитать из-за его смазывания. Так вот бинокль увеличивает скорость этого смаза пропорционально его кратности. Амплитуда дрожания (тремора) рук такова, что в биноклях среднего увеличения до 10х, она на качестве изображения практически не сказывается, а при больших увеличениях требует наблюдения с упоров или установку бинокля на штатив (треногу) для получения четкой и резкой картины наблюдения, либо введения устройства стабилизации изображения.

Выбор неоправданно большого увеличения бинокля, если это не обусловлено потребительской необходимостью, к тому же уменьшает светосилу бинокля, то есть возможность наблюдать в сумерках и даже ночью. Для сохранения светосилы бинокля их производители вынуждены увеличивать диаметр входного зрачка (светового диаметра объектива), а это увеличение габаритов и веса.

Таким образом, только по увеличению выбирать бинокль задача некорректная, необходимо учитывать и другие характеристики бинокля, совокупность которых, по крайней мере, не ухудшала бы возможности глаз человека, а, наоборот, улучшала.

Всякий оптический наблюдательный прибор имеет входное отверстие (апертуру) в пространстве предметов, которое ограничивает пучки световых лучей, исходящих от отдельных точек наблюдаемого предмета. По аналогии со зрачком человеческого глаза, также ограничивающим входящие в глаз пучки световых лучей, входное отверстие называется входным зрачком оптического прибора.

В подавляющем большинстве наблюдательных приборов входным зрачком служит передняя линза объектива, а точнее ее наружная оправа, так как именно она ограничивает световые пучки, входящие в прибор.

После того, как мы определили понятие входного зрачка наблюдательного прибора, можно говорить о важнейшей характеристике прибора — диаметре входного зрачка D (диаметре передней линзы объектива, точнее диаметре ее оправы), измеренном в миллиметрах. Это диаметр наибольшего параллельного оптической оси пучка лучей, проходящего через наблюдательный прибор. Отдельные производители (не отечественные) называют этот параметр световым диаметром объектива.

Диаметр входного зрачка D (диаметр передней линзы объектива или световой диаметр объектива) в значительной мере определяет многие характеристики бинокля, в частности, количество света попадающего в глаз наблюдателя (светосила), величину полезного увеличения, вес и габариты прибора. В то же время от диаметра входного зрачка практически не зависит поле зрения наблюдательного прибора, которое в основном определяется техническими характеристиками окуляра.

Диаметр входного зрачка (диаметр входной линзы объектива или световой диаметр объектива) в миллиметрах обязательно указывается в обозначении наблюдательного прибора и в сопроводительной документации (паспорта, этикетки).

Еще одна очень важная оптическая характеристика наблюдательного прибора – это выходной зрачок прибора.

Все лучи, исходящие от отдельных точек наблюдаемых объектов и заполняющих входной зрачок прибора, после прохождения через оптическую систему формируют изображение объекта на некотором удалении от последней оптической поверхности окуляра. Фактически, это изображение входного зрачка, называемое в оптике выходным зрачком. Поскольку входной зрачок имеет круглую форму, то и его изображение должно иметь форму круга. Диаметр этого круга называют диаметром выходного зрачка D’.

Диаметр выходного зрачка D’ определяют делением диаметра входного зрачка (объектива) D на величину увеличения (кратности) Г.

Практически выходной зрачок Вы можете наблюдать, если держать наблюдательный прибор перед собой на расстоянии 25 – 30 сантиметров и смотреть на окуляр. В центре окуляра должен быть виден светлый круг. Поскольку передняя линза объектива круглой формы, то и ее изображение должно быть круглым. Всякие отклонения выходного зрачка от круглой формы обусловлены дефектами прибора, как правило, из-за некачественной сборки.

Диаметр выходного зрачка характеризует светосилу наблюдательного прибора.

В зависимости от величины диаметра выходного зрачка наблюдательные приборы подразделяются на следующие группы:

• до 3 мм включительно — малой светосилы;
• свыше 3 мм до 4,5 мм включительно — средней светосилы;
• свыше 4,5 мм до 6 мм включительно — светосильные;
• свыше 6 мм — высоко светосильные.

Наблюдательные приборы малой светосилы предназначены для использования в дневное время, а светосильные и высоко светосильные позволяют вести наблюдение в сумерках и даже лунной ночью. Это объясняется тем, что у человека диаметр зрачка глаза в зависимости от освещенности изменяется от 2 мм в яркий солнечный день до 8 мм в темноте. Отсюда следует, что сетчатка глаза полностью используется только при совпадении размеров выходного зрачка наблюдательного прибора и зрачка глаза наблюдателя.

Диаметр выходного зрачка в обязательном порядке должен указываться в сопроводительной документации (паспортах, этикетках).

Исходя из потребности покупателя, заключающейся в необходимости наблюдения за объектами не только днем, но и в сумерках и даже ночью, в частности на охоте, в первую очередь следует выбирать бинокль по диаметру выходного зрачка — это комплексная характеристика, которая связывает увеличение и диаметр входного зрачка (световой диаметр объектива). Есть еще одно замечательное свойство большого диаметра выходного зрачка бинокля — в такой бинокль гораздо комфортнее наблюдать с подвижного, качающегося или вибрирующего основания. Бинокли с диаметром выходного зрачка менее 2 мм уменьшают разрешающую способность глаз и практически делают невозможным наблюдение в сумерках. Однако, следует знать, что, большое значение диаметра выходного зрачка (светового диаметра) достигается либо увеличением диаметра объектива, следовательно габаритов и веса, либо уменьшением кратности биноклей.

Кроме диаметра выходной зрачок наблюдательного прибора характеризуется удалением.

Как мы уже говорили выше, все лучи, исходящие от отдельных точек наблюдаемых объектов и заполняющих входной зрачок прибора, после прохождения через оптическую систему формируют изображение объекта на некотором удалении от последней оптической поверхности окуляра – это расстояние в миллиметрах и называют Удалением выходного зрачка l или же если сформулировать по другому — расстояние от вершины последней линзы окуляра до выходного зрачка наблюдательного прибора, измеренное вдоль оптической оси в миллиметрах.

Для того, чтобы увидеть в наблюдательный прибор четкое и полное изображение объекта, необходимо смотреть в окуляр именно с этого расстояния. Для облегчения совмещения зрачка глаза наблюдателя с выходным зрачком прибора используется наглазник, выполняющий также функцию защиты глаза наблюдателя.

При небольшом удалении выходного зрачка (менее 12 мм) невозможно пользоваться наблюдательным прибором людям в очках, так как они не позволят приблизить глаз к выходному зрачку.

Наблюдательными приборами с большим удалением выходного зрачка (более 15 мм) можно пользоваться, не снимая очков.

На рисунке представлены исполнения приборов:

А — с большим удалением выходного зрачка;

В — с небольшим удалением выходного зрачка.

Удаление выходного зрачка в миллиметрах обязательно указывается в сопроводительной документации на прибор (паспорт, руководство по эксплуатации, этикетка).

Если Вы носите очки и не желаете снимать их при наблюдении, то Вам надо выбирать бинокли с большим (более 15 мм) удалением выходного зрачка. Все другие бинокли с небольшим и даже средним удалением выходного зрачка создадут Вам дискомфорт.

Следующая важная оптическая характеристика наблюдательного прибора — это угловое или линейное поле зрения.

Поле зрения 2ω — это область пространства видимая через наблюдательный прибор. Величину поля зрения наблюдательного прибора измеренную в угловой мере (градусах, угловых минутах) называют угловым полем зрения или углом поля зрения прибора. Наибольший линейный размер в метрах, который Вы можете видеть через наблюдательный прибор на расстоянии 1000 метров, называют линейным полем зрения прибора. Взаимная однозначная геометрическая зависимость этих характеристик представлена на рис. 5.

Размеры поля зрения наблюдательных приборов определяются конструктивными параметрами окуляра и в меньшей степени зависят от параметров объектива, в том числе от его диаметра.

Есть одна безусловная закономерность — чем больше увеличение (кратность) прибора, тем меньше поле зрения.

Значение поля зрения в угловой или линейной мере также должны быть указаны как на приборе, так и в сопроводительной документации (паспортах, этикетках). Иногда приводятся оба значения.

В современных биноклях одного и того же увеличения их значения примерно одинаковы. Однако, есть, так называемые широкоугольные бинокли, в которых за счет усложнения схемы и конструкции окуляра, следовательно, удорожания бинокля, достигается некоторое увеличение угла поля зрения. Например, бинокль Салаватского оптико-механического завода БПЦ 8х40 имеет поле зрения 7,5 градусов, а в широкоугольном бинокле БПШЦ 8х40 Загорского оптико-механического завода угол поля зрения имеет значение 9,5 градусов. Естественно, наблюдая в широкоугольный бинокль, у которого поле зрения на 2 градуса больше, Вы охватываете большее пространство, но при выборе бинокля учитывайте, сколько это Вам будет стоить. К тому же, как правило, в широкоугольных биноклях растут искажения по краям поля зрения.

Особое место в ряду наблюдательных приборов занимают панкратические бинокли с плавным и непрерывным изменением увеличения в заданных пределах. Фактически они заменяют собой несколько биноклей, тем самым снимают ряд противоречий, присущих каждому в отдельности. Например, при малых увеличениях они имеют большое поле зрения и диаметр выходного зрачка, с ростом увеличения, естественно, поле зрения и диаметр выходного зрачка уменьшаются. Поэтому поиск объектов наблюдения можно проводить при малом увеличении и большом поле зрения, а детали рассматривать при большем увеличении. Если же в сумерках при большом увеличении плохо видно объекты, то можно, уменьшив увеличение, продолжить наблюдение. Конструкция этих биноклей существенно сложней, поэтому и стоят они дороже.

Важнейшая характеристика для определения качества бинокля – это Предел разрешения (разрешающей способности) e — наименьшее угловое расстояние между двумя точками (или штрихами) бесконечно удаленного объекта, которые еще видимы раздельно и не сливаются друг с другом.

Разрешение (разрешающая способность) — характеристика наблюдательного прибора, которая определяет его возможности различать мелкие детали и получать четкое и резкое изображение наблюдаемых объектов. Чем меньше значение угла в угловых секундах (или больше количество штрихов (линий) на 1 мм изображения), тем выше разрешающая способность наблюдательного прибора, следовательно, он даст более четкое и резкое изображение.

Предел разрешения (разрешающей способности) по российским стандартам должен приводиться в сопроводительной документации (паспортах, руководствах по эксплуатации, этикетках) наблюдательных приборов. Измеряется он в угловых секундах или числом штрихов (линий), расположенных на 1 мм (штрих/мм, линий/мм).

При выборе бинокля обязательно нужно обращать внимание на эту характеристику, а отсутствие значения предела разрешения в сопроводительной документации должно наводить на размышление.

Чем меньше значение предела разрешения, тем лучше видны мелкие детали. Однако, имеется разумный предел уменьшения этой характеристики – это разрешение человеческого глаза (60 угловыхсекунд). Поэтому, при выборе бинокля, достаточно проверить , что приведенный в паспорте на бинокль предел разрешения на то, что он не ухудшает разрешающую способность глаз. Для этого :

• для бинокля с диаметром выходного зрачка £ 4,5 мм — умножьте приведенное значение предела разрешения на его увеличение, полученное значение произведения должно быть не больше 60 угловых секунд (разрешение глаза человека) , т.е. e × Г £ 60” (угловых секунд)
• а для биноклей с диаметром выходного зрачка > 4,5 мм приведенный предел разрешения e должен быть не больше, чем 300/D, где D — диаметр входного зрачка в миллиметрах.

Только при таких значениях разрешения приборы не будут уменьшать возможности глаза и будут соответствовать требования международных и европейских стандартов качества.

С возможностями человеческого глаза связаны еще одна характеристика наблюдательных приборов — это интервал диоптрийной подвижки (пределы фокусировки) окуляра или фокусирующего устройства оптической системы.

.Если глаз наблюдателя аметропический и его аметропия (близорукость или дальнозоркость) не исправлена очковой оптикой, то исправление этого недостатка в наблюдательных приборах осуществляется небольшим перемещением окуляра вдоль оптической оси или другого фокусирующего элемента оптической системы.

Перефокусировкой прибора достигают также резкого изображения объектов, находящихся на конечном расстоянии. Максимально достижимая перефокусировка прибора определяет наименьшее расстояние до наблюдаемого объекта.

Пределы фокусировки окуляра или фокусирующего устройства оптической системы наблюдательного прибора называют интервалом диоптрийной наводки.

Для наблюдательных приборов интервал диоптрийной наводки установлен в пределах ± 5 диоптрий. Для бинокулярных наблюдательных приборов вводится дополнительная фокусировка правого окуляра в пределах ± 3 диоптрии для корректировки разницы аметропии левого и правого глаза наблюдателя.

Способ фокусировки биноклей зависит от конструкции. В биноклях используются следующие механизмы фокусировок:

• центральные,
• раздельные и
• внутренние.

Центральное фокусирующее устройство путем поворота маховичка, расположенного на шарнирном механизме, обеспечивает синхронную подвижку обоих окуляров, тем самым, создавая удобство в наведении на резкость изображения объектов, особенно при наблюдении за движущимися объектами. Разница в аметропии глаз устраняется предварительным дополнительным поворотом (перемещением) правого окуляра.

Раздельная фокусировка выполняется непосредственно вращением каждого из окуляров в отдельности и используется в основном в биноклях армейского образца, поскольку в них всегда устанавливается угломерная сетка и дополнительно требуется ее настройка на резкость.

Внутренняя фокусировка применяется, как правило, в биноклях с призменной оборачивающей системой, содержащей «крышу», Шмидта-Пехана и Аббе путем подвижки одной из промежуточных линз каждого из оптических каналов бинокля (внутри корпуса бинокля – поэтому внутренняя). В смысле фокусировки дополнительных преимуществ потребителю она не дает, поскольку также осуществляется поворотом маховичка центральной фокусировки. При-менение ее в биноклях обусловлено конструктивными особенностями указанных биноклей, однако отсутствие у бинокля внешних подвижных деталей (окуляров) повышает надежность бинокля при случайных ударах.

Еще одна полезная характеристика, которую следует учитывать при выборе наблюдательного прибора – это Коэффициент пропускания — отношение выходящего из оптической системы наблюдательного прибора светового потока к световому потоку, входящему в нее.

Коэффициент пропускания характеризует потери света при прохождении через оптический прибор на отражение от преломляющих поверхностей.

Для уменьшения потерь света в оптических приборах широко применяют просветление оптики.

Просветление оптики заключается в нанесении на поверхности оптических элементов специальных тонких и прозрачных покрытий. Толщина слоя покрытий — порядка одной четверти длины волны света.

Известно, что непросветленная оптическая линза, имея две преломляющие поверхности, соприкасающиеся с воздухом, отражает около 10 % света, входящего в нее. Однослойное покрытие преломляющих поверхностей линзы уменьшает потери света до 4 %. Многослойными покрытиями достигают уменьшения потерь света на отражение до 1 %.

Проиллюстрируем сказанное:

• Вариант А – линза без просветляющего покрытия. Потери света составляют 10%.
• Вариант В – линза с однослойным просветляющим покрытием. Потери света составляют 4%.
• Вариант С – линза с многослойным просветляющим покрытием. Потери света составляют 1%.

Многослойное покрытие всех поверхностей оптических элементов позволяет получить более совершенные оптические приборы, отличающиеся большой светосилой и высоким качеством изображения.

Кроме уменьшения потерь света покрытия оптических элементов могут наноситься с целью отсечения и не пропускания в глаз вредных для него излучений (ультрафиолетового и инфракрасного).

В частности, рубиновое покрытие наносится на переднюю линзу объектива для отсечения вредного для глаз инфракрасного излучения.

Кроме того, рубиновое покрытие может быть выполнено в виде любого рисунка (символики) — логотипа фирмы, эмблемы и т.п. по заказу покупателя (см. рис. 7). Причем рисунок будет виден только со стороны объектива в отраженном свете и абсолютно не виден при наблюдении через окуляр прибора.

Дополнительно наблюдательные приборы могут комплектоваться сеткой для наведения на цель или для измерения углов и расстояния до цели, светофильтром для изменения спектрального состава или интенсивности оптического излучения, блендой на объективе для отсечки постороннего света.

Модели с дальномерной сеткой предназначены для прямого измерения расстояния до наблюдаемого объекта, если известен один из линейных размеров объекта. Дальномерная сетка имеет две вертикальные шкалы.

По левой шкале вы можете определить расстояние до объекта, если его линейный размер достигает 6 м (телеграфный столб) и более. По правой шкале вы можете определить расстояние до объекта, в случае когда его размеры соизмеримы с ростом человека – 1,75 м.

Модели с угломерной сеткой более универсальны. По известным линейным габаритам объекта и определенному угловому размеру объекта вы просто измеряете расстояние до объекта.

Например: L – известный размер объекта — 10 метров, n – отсчет по шкале сетки в — 70 делений, тогда дальность до объекта Д вычисляется как

Д = L / n * 1000 = 10/70*1000 = 143 метра.

Все рассмотренные нами выше характеристики относятся и к биноклям, и к монокулярам, и к зрительным трубам, а также к приборам ночного видения , теперь же остановимся на некоторых характерных только для биноклей оптических характеристиках. Поскольку бинокли содержат два шарнирно соединенных оптических канала, имеют в отличие от монокулярных наблюдательных приборов ряд специфических особенностей и характеристик.

Благодаря тому, что призменная оборачивающая система параллельно сдвигает оптические оси объектива и окуляра, она может как увеличить эффект стереоскопического (объемного и глубинного) восприятия наблюдаемого пространства, так и уменьшить. Для количественной оценки этого эффекта введено понятие пластики.

Пластика (Р) — численная величина, характеризующая возрастание (убывание) эффекта стереоскопического восприятия пространства при наблюдении в бинокль по сравнению с наблюдением невооруженным глазом и определяется по формуле

где Г — увеличение бинокля,

Р1 — удельная пластика, равная отношению расстояния между оптическими осями объектива к расстоянию между оптическими осями окуляров.

Отсюда следует, что способность видеть объемно и оценивать расстояния до различных предметов на основании зрительного ощущения тем больше, чем больше увеличение бинокля и отношение расстояний между центрами объективов и окуляров.

Будьте внимательны — в сети Интернет много подделок легендарной продукции «КОМЗ» / “KOMZ”.
Гарантия производителя распространяется только на оригинальные изделия.

Бинокли и монокуляры: характеристики, типы, виды

— Бинокль. К биноклям относят портативные оптические приборы, рассчитанные на наблюдение двумя глазами одновременно. Они состоят из двух одинаковых труб, каждая из которых имеет отдельную оптическую систему. Такая конструкция обеспечивает эффект объёмного изображения при наблюдении, к тому же позволяет наблюдать максимально естественно, не закрывая одного глаза. В то же время бинокли дороже, крупнее и тяжелее монокуляров с аналогичными оптическими характеристиками; кроме того, все их преимущества теряются при невозможности нормально видеть обоими глазами сразу — например, при косоглазии или отсутствии одного глаза.

— Монокуляр. Оптические приборы, внешне напоминающие половину бинокля или укороченную подзорную трубу; имеют один окуляр и рассчитаны на наблюдение одним глазом. Подобные устройства не позволяют получать стереоскопическое изображение, в отличие от биноклей; с другой стороны, они легче, компактнее и дешевле, к тому же могут использоваться даже при невозможности видеть одновременно двумя глазами.

Кратность увеличения

Регулировка кратности увеличения

Оптический стабилизатор

Поле зрения на расстоянии 1 км

Видимое угловое поле зрения

Реальное угловое поле зрения

Мин. дистанция фокусировки

Сумеречный фактор

Относительная яркость

Фазовая коррекция

Диоптрическая коррекция

Диапазон коррекции диоптрий

Диаметр объектива

Диаметр выходного зрачка

Вынос выходного зрачка

Фокусировка

Способ наведения оптики бинокля (см. «Тип») на резкость.

— Центральная. В соответствии с названием, фокусировка в данном случае осуществляется при помощи регулятора (обычно поворотного маховика), расположенного в центральной части бинокля, между половинками. При повороте такого маховика обе оптические системы регулируются одновременно — это удобно, т.к. даёт возможность быстро перенастраивать бинокль под разные расстояния. С другой стороны, такие модели сложнее по конструкции, чем раздельные, имеют больший вес и меньшую надёжность.

— Раздельная. В моделях с таким типом фокусировки каждый окуляр настраивается отдельно. Это не так удобно, как центральный регулятор, зато позволяет уменьшить вес, габариты и цену бинокля, а также облегчает создание «защищённых» приборов.

— Автоматическая. Название в данном случае не совсем соответствует действительности: речь идёт не об автоматической настройке оптики, а о фиксированном фокусе. Подобные бинокли не требуют наведения на резкость во время использования — они позволяют чётко видеть все предметы в диапазоне от минимальной дистанции фокусировки и до бесконечности, а необходимую подстройку осуществляет сам глаз наблюдателя (подобно тому, как происходит при рассматривании предметов на разных расстояниях невооружённым глазом). Модели этого типа очень удобны для наблюдения в движ . ении, особенно когда дистанция до наблюдаемого объекта постоянно меняется, а также в ситуациях, когда неизвестно точное место появления этого объекта — они позволяют «навестись на цель» максимально оперативно и без лишних движений. Благодаря этому автоматическая фокусировка считается оптимальной для наблюдения за спортивными состязаниями, животными в дикой природе и т.п. Главным недостатком автофокуса можно назвать то, что он заметно утомляет глаза — особенно при чередовании невооружённого взгляда и использования бинокля.

Тип призмы, используемой в конструкции бинокля/монокуляра. Призма является одним из ключевых элементов оптической системы: это стеклянный многогранник, через который свет проходит по пути от объектива до окуляра. Необходимость применения таких многогранников связана с особенностями создания оптических приборов высокой кратности. В остальных же моделях встречается два основных варианта:

— Porro. Отличительной чертой биноклей с подобными призмами является то, что оптические оси окуляров смещены относительно объективов — проще говоря, расстояние между окулярами отличается от расстояния между выходными линзами. Это делает конструкцию несколько более громоздкой, чем в случае с призмами Roof; с другой стороны, объективы можно разнести на большое расстояние, что обеспечивает лучшее ощущение объёмности наблюдаемой картины — особенно на больших дистанциях. Кроме того, бинокли с призмами Porro проще оснастить регулировкой межзрачкового расстояния (см. ниже).

— Roof. В моделях с призмами данного типа окуляр и объектив находятся на одной оптической оси — бинокль выглядит так, будто свет в нём идёт от «входа» до «выхода» напрямую, без какой-либо призмы вообще (хотя на самом деле это, разумеется, не так). Подобные устройства компактнее и легче систем Porro, однако сложнее и дороже.

Угловое поле зрения реальное что это

угловое поле зрения телескопического наблюдательного прибора в пространстве изображений — 2ω’ Поле зрения телескопического наблюдательного прибора, определяемое по формуле tgω’ = tgω·Гт, где Гт видимое увеличение телескопического наблюдательного прибора. [ГОСТ Р 50701 94] Тематики оптика, оптические… … Справочник технического переводчика

угловое поле зрения телескопического наблюдательного прибора в пространстве предметов — 2ω Обозреваемое в телескопический наблюдательный прибор пространство в угловой мере. [ГОСТ Р 50701 94] Тематики оптика, оптические приборы и измерения Обобщающие термины основные характеристики телескопических наблюдательных приборов … Справочник технического переводчика

поле зрения — [field of vision (view)] часть пространства (плоскости), изображенная оптической системой. Величина поля зрения определяется входящими в систему деталями (оправами линз, призм и зеркал, диафрагмами и пр.), которые ограничивают пучок лучей света.… … Энциклопедический словарь по металлургии

угловое поле оптической системы эндоскопа в пространстве предметов — угол поля зрения Абсолютное значение удвоенного угла между оптической осью и апертурным лучом в пространстве предметов. [ГОСТ 18305 83 (СТ СЭВ 3928 82)] Тематики эндоскопы медицинские Синонимы угол поля зрения … Справочник технического переводчика

Поле зрения — У этого термина существуют и другие значения, см. Поле зрения объектива. Поле зрения угловое пространство, видимое глазом при фиксированном взгляде и неподвижной голове. Среднестатистический человек имеет поле зрения : 55° вверх, 60° вниз,… … Википедия

Поле зрения — оптической системы, часть пространства (плоскости), изображаемая этой системой. Величина П. з. определяется входящими в систему деталями (такими, как оправы линз, призм и зеркал, диафрагмы и пр.), которые ограничивают пучок лучей света.… … Большая советская энциклопедия

ПОЛЕ — оптической системы (ранее наз. поле зрения) часть пространства (или плоскости), изображаемая оптич. системой. П. определяется контурами оптич. деталей (такими, как оправы линз, призм), диафрагмами и т. п., к рые ограничивают световые пучки.… … Физическая энциклопедия

Орган зрения — Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… … Википедия

Острота зрения — Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… … Википедия

ПСО-1 — Прицел снайперский оптический ПСО 1 вид слева Тип: оптический прицел Страна … Википедия

Вариогоир — Вариогоир название семейства объективов с переменным фокусным расстоянием. Выпускались в СССР с 1970 х гг. Разработаны в ГОИ. Рассчитаны М. Шпякиным. Построены по схеме вариообъектива и состоят из вариатора (1 на рисунке) и неподвижного… … Википедия

выбор бинокля: основные параметры и харатеристики биноклей

Кратность (Magnification) — показывает во сколько раз оптическая система бинокля увеличивает наблюдаемый объект. Бинокли с высокой кратностью увеличения (от 12 и выше) рекомендуется использовать со штативом, так как при наблюдении «с рук» из-за естественных колебаний рук наблюдателя очень трудно удерживать объект в поле зрения. Оптимальной для стандартных полевых и морских биноклей считается кратность 7x–10х. Кратность 4x–6х характерна для компактных и сверхкомпактных биноклей.

Объектив (Objective Lens ) — диаметр внешней линзы объектива в миллиметрах.

Диаметр выходного зрачка (Exit Pupil) — это диаметр выходящего светового пучка бинокля в миллиметрах. Для вычисления этого параметра нужно разделить диаметр внешней линзы объектива на кратность бинокля. Полученная характеристика соотносится со светосилой бинокля (чем выше светосила, тем лучше видны наблюдаемые предметы в условиях пониженного освещения).

При значении ДВЗ от 3 до 4,5 мм — бинокль средней светосилы, рассчитан на использование в условиях хорошей освещенности. Значение от 4,5 до 6 мм — характеризует бинокль как светосильный, возможно его использование в сумерках. Значение от 6 до 7 мм — высокосветосильные бинокли, позволяющие вести наблюдение в условиях очень низкой освещенности.

Поле зрения — угловое расстояние между двумя крайними точками изображения, видимого наблюдателю. Поле зрения окуляра представляет собой угол, под которым наблюдатель видит апертуру полевой линзы, ограниченную либо оправой, либо диафрагмой. От величины поля зрения окуляра зависит истинное поле зрения телескопа. Поле зрения телескопа определяется делением поля зрения окуляра на увеличение телескопа, получаемое с этим окуляром. Например, для окуляра с полем зрения 50 градусов при увеличении 30x поле зрения телескопа составит 1,7°.

Полевая линза — передняя линза окуляра, на которую падает свет, собранный объективом.

Разрешение (разрешающая способность) — характеристика наблюдательного прибора, которая определяет его возможности различать мелкие детали и получать четкое и резкое изображение наблюдаемых объектов. Необходимо проверить, что он не ухудшает разрешающую способность глаз в 60″.

Просветляющее покрытие (Antireflecting coating, Antireflecting lens coating) — специальное покрытие оптических элементов прибора для получения более четкого и контрастного изображения с улучшенной цветопередачей. Линза без покрытия пропускает не весь световой поток, отражая примерно 4% светового потока. Учитывая, что в оптической системе бинокля несколько элементов, потери в световом потоке могут быть значительными. Бинокль, состоящий из 6 непросветленных элементов с 12 отражающими поверхностями, может терять до 50% светового потока, а многослойное просветление снизит эти потери до 2%.

Варианты покрытий: Fully Multi-Coated lenses (FMC) — многослойное просветляющее покрытие всех оптических элементов, Fully Сoated lenses (FC) — однослойное просветляющее покрытие оптических элементов.

Yukon 16×50:
Апертура: 50 мм
Увеличение: 16х (большое)
ДВЗ: 3,125 мм (средней светосилы)
Сумеречное число: 28.3
Удаление выходного зрачка: 10 мм (небольшое, необходимо смотреть в окуляр именно с этого расстояния)
Линейное поле зрения на расстоянии 1000 м: 70 м
Угловое поле зрения: 2° (широкоугольный БПШЦ 8×40 имеет 9,5°)
Угловое поле зрения окуляра: 16×2°=30° (

Выбираем бинокль

Бинокль установленный на фотоштатив с помощью L-адаптера

Апертура

• 
  1) Стандартный бинокль — с диаметром объектива от 30 до 50мм. Эти бинокли идеально подходят для наземных наблюдений. Их достаточно легко держать в руках, они дешевые и могут прекрасно использоваться для общего обзора неба и Луны.
• 
  2) Астрономические бинокли — с диаметром объектива 50 — 80мм, имеют большое поле зрения и являются отличным выбором для любителя астрономии. К сожалению, эти бинокли малопригодны для наземных наблюдений — из-за своих габаритов и массы. Для результативных наблюдений такие бинокли обязательно следует устанавливать на штатив.
• 
  3) Большие астрономические бинокли — с диаметром объектива от 90 мм и выше. Такие бинокли достаточно редкие, стоят очень дорого и, по сути, являются телескопами, так как многие модели имеют сменные окуляры, что позволяет менять их увеличение.

Бинокль со стабилизацией изображения фирмы Canon

Поле зрения бинокля

Обычно бинокль состоит из 6-10 линз, каждая поверхность которых отражает небольшую часть света (до 4%), проходящего через них. Таким образом, из 100% поступающего в объектив света, до глаз наблюдателя доходит от 45% до 60% (в зависимости от количества оптических поверхностей в бинокле). Чтобы уменьшить отражение от линз, на каждую из оптических поверхностей наносят специальное просветляющее покрытие, например фторид магния (MgF или MgF₂). Для бинокля, состоящего из 10 линз, такое покрытие пропускает в среднем 73% света (отражая 27%).

Гораздо лучшие результаты дает применение просветляющего покрытия, состоящего из нескольких различных по химическому составу слоев (многослойное просветление), что позволяет свести отражение к минимуму. К сожалению, производители биноклей (как и любого другого оптического прибора), желая сократить затраты на производство, просветляют не все оптические поверхности, а также уменьшают количество слоев в просветляющем покрытии. Ниже приведена стандартная терминология, описывающее качество просветления оптических приборов.

4.1. Характеристики объектива фотоаппарата

Объектив фотоаппарата формирует действительное обратное изображение предмета на поверхности приемника изображения. Объектив – самая важная часть фотоаппарата. Рассмотрим его основные характеристики.

4.1.1. Фокусное расстояние фотообъектива

Фокусное расстояние определяет увеличение объектива и поле зрения:

где – поле зрения объектива, – размер изображения.

Чем меньше фокусное расстояние, тем больше поле зрения и тем меньше увеличение. Размер изображения фотоаппарата определяется диагональю кадра : . У стандартной пленки размер кадра 35х24 мм, а диагональ кадра около 43 мм.

4.1.2. Поле зрения фотообъектива

Полем зрения объектива называется наибольший угол с вершиной в оптическом центре объектива, при котором все предметы, находящиеся в его пределах, будут изображены объективом в плоскости его кадрового окна (рис. 4.1). За пределами этого угла лежит изображение со значительно уменьшающимися резкостью и яркостью.

Угловое поле зрения определяется отношением диагонали кадра к фокусному расстоянию объектива:

где – диагональ кадра.

Рис. 4.1. Поле зрения объектива.

4.1.3. Относительное отверстие фотообъектива

Относительное отверстие – это абсолютное значение отношения диаметра апертурной диафрагмы к заднему фокусному расстоянию объектива:

Поскольку величина, рассчитанная в результате деления на , почти всегда выражается десятичной дробью меньше 1, то относительное отверстие принято выражать в виде дроби (например, ), где – диафрагменное число (величина, обратная относительному отверстию). Иногда на объективах для обозначения относительного отверстия используют надпись (например, эквивалентно записи и указывает, что фокусное расстояние в 3.5 раза больше, чем диаметр апертурной диафрагмы).

Объективы с большими относительными отверстиями имеют преимущества перед остальными при пониженной освещенности. Однако увеличение относительного отверстия простых объективов приводит обычно к снижению качества изображения, так как аберрации наиболее заметны при большой апертуре.

Светосила объектива – способность объектива передавать яркость объекта.

Геометрическая светосила выражается квадратом относительного отверстия:

Существует стандартный ряд относительных отверстий: 1:0.7; 1:1; 1:1.4; 1:2; 1:2.8; 1:3.5; 1:4; 1:5.6; 1:8; 1:11; 1:16 и т.д. При переходе от одного относительного отверстия из этого ряда к следующему диаметр диафрагмы уменьшается в раз, а светосила – в 2 раза.

Объектив называют светосильным, если его диафрагменное число , сверхсветосильным, если и малосветосильным, если .

Фактическая светосила всегда несколько меньше той, которую должно было бы обеспечивать геометрическое относительное отверстие, из-за частичного поглощения света в массе стекла и отражения света от поверхностей линз, граничащих с воздухом.

Эффективная светосила учитывает коэффициент светопропускания фотообъектива:

где – коэффициент светопропускания фотообъектива.

Для увеличения эффективной светосилы и уменьшения бликов используют просветляющие покрытия. Принцип действия просветляющих покрытий следующий: на поверхность линз наносят один или несколько слоев тончайшей пленки с определенным показателем преломления. Толщина этой пленки составляет 1/4 длины волны лучей того цвета, для которого производится просветление оптики (). За счет интерференции света, отражаемого передней и задней поверхностями пленки, увеличивается коэффициент светопропускания линзы. Благодаря использованию просветляющих покрытий в современных просветленных объективах разница между геометрической и эффективной светосилой составляет менее 2–3%.

4.1.4. Разрешающая способность фотообъектива

Разрешающая способность фотообъектива – это способность объектива передавать мелкие детали в фотоизображении.

Разрешающая способность фотообъектива выражается максимальным числом штрихов (линий) на 1 мм в центре и на краю фотоизображения. Фотографическая разрешающая способность определяется путем фотографирования штриховой миры и учитывает не только характеристики объектива, но и характеристики фотоматериала.

4.1.5. Глубина резкости фотообъектива

Поскольку у всех объективов есть аберрации, одна точка объекта всегда будет изображаться в виде кружка рассеяния. Однако при рассмотрении изображения глазом это не замечается, поскольку разрешающая способность глаза ограничена. Максимально допустимый размер кружка рассеяния, который глаз воспринимает как одну точку, называется допустимым кругом нерезкости. Для негативов форматом 24х36 мм допустимый круг нерезкости составляет около 0.03-0.05 мм (учитывая, что изображение увеличивается до фотографии 13х18см и рассматривается с расстояния 25-30 см).

Из рисунка 4.2 видно, что, хотя с наилучшей резкостью изображается тот объект, на который произведена наводка на резкость, действительно резкими получаются объекты, расположенные несколько дальше и ближе от него, то есть имеются передняя и задняя границы, между которыми расположено резко изображаемое пространство.

Глубина резкости объектива – это расстояние между самым ближним и самым дальним предметом, которые при данной диафрагме будут резкими.

Глубина резкости объектива зависит от относительного отверстия и фокусного расстояния. Чем меньше относительное отверстие и фокусное расстояние объектива, тем больше глубина резкости, поскольку диаметр кружков нерезкости уменьшается (рис. 4.2). Например, при , передняя граница будет на расстоянии около 15 м, при – на расстоянии 1.5 м.

Рис. 4.2. Глубина резко изображаемого пространства.

Глубина резкости объектива зависит и от расстояния до объекта: чем дальше объект, тем больше глубина резкости. Благодаря этому возможно такое положение объекта, при котором дальний предел глубины резкости станет равным бесконечности. Съемочное расстояние в этой точке, то есть самое короткое расстояние, при котором «бесконечность» попадает в область глубины резкости, называется гиперфокальным расстоянием. Если установить объектив на гиперфокальное расстояние, то область глубины резкости будет простираться от половины гиперфокального расстояния до бесконечности.

Например, если у объектива диафрагма установлена на и съемочное расстояние установлено на гиперфокальное расстояние 3 м, то все объекты в пределах глубины резкости (от 1.5 м до бесконечности) будут находиться в фокусе.