Призма Уппендаля

Уппендаля Призма ^{[ 1 ]} – это возводящая призма, то есть специальная отражающая призма , которая используется для инвертирования изображения (поворот на 180°). Монтажная система состоит из трех частичных призм, изготовленных из оптического стекла с высоким показателем преломления , склеенных вместе, образующих симметричную сборку, и представляет собой ^{[ 2 ]} используется в микроскопии, а также в бинокльной технике.

В прошлом система призм Уппендаля, например, в серии биноклей Trinovid от Leitz (с 1986 года Leica ), ^{[ 4 ]} коммерчески предлагался в некоторых биноклях. Бинокли серии Trinovid были представлены в 1958 году и в них использовались запатентованные в то время движущиеся внутренние оптические линзы между группой линз окуляра и узлом призм внутри корпуса для фокусировки . ^{[ 5 ]} Как и гораздо более распространенные оптические линзы, расположенные между группой объективов и методом сборки призм, этот метод центральной внутренней фокусировки не меняет объем бинокля. В биноклях Bausch & Lomb Elite и Browning 7×35, произведенных в Японии в конце 1980-х — начале 1990-х годов, также использовались призмы Уппендаля. ^{[ 6 ]}

В начале 2020-х годов доля коммерческого рынка стандартных биноклей с призмой Уппендаля была равна нулю. ^{[ 7 ]} Серия биноклей-дальномеров Leica Geovid R (лазерный) и монокуляр Rangemaster 7 × 24 с (модифицированной) системой призм Уппендаля все еще были коммерчески доступны. ^{[ 8 ]}

Метод работы

Система призм Уппендаля состоит из трех склеенных призм с двумя переходными поверхностями стекло/воздух. На своем пути через первую призму пучок лучей (красный) сначала отражается от поверхности, которая покрыта либо металлическим, либо диэлектрическим покрытием (зеркалирование) и имеет поверхность полного внутреннего отражения, подобную той, которая используется в призме Шмидта. В кластере Пехан только свет входит и выходит через противоположные концы, как это используется в Уппендале. Остальные отражения луча происходят посредством полного внутреннего отражения без потерь. Вторая призма имеет отражение под углом 90° и не нуждается в зеркальном покрытии. Чтобы добиться полного переворота изображения, к третьей призме (зеленой) притачивается край крыши. Кроме того, луч выходит из инверсионной системы без какого-либо осевого смещения, поэтому призма Уппендаля причисляется к крышам прямого обзора . Суммарный эффект шести отражений (два отражения находятся на плоскостях крыши). Поскольку свет отражается четное число раз, изображение поворачивается на 180° (без изменения угла наклона изображения). ручность ) и позволяет использовать призму в качестве системы построения изображения, позволяющей переворачивать изображение как по вертикали, так и по горизонтали.

Преимущество этой системы призм состоит в том, что световой луч проходит только два перехода между воздухом и стеклом, что сводит к минимуму потери в виде отражений Френеля . Относительно сильное сгибание траектории луча в призме Уппендаля, сравнимое только с компактной системой призм Шмидта-Пехана , способствует созданию компактных оптических инструментов с небольшой общей длиной.

Проблемы с призмой Уппендаля

Система крыши-призмы Уппендаля с чисто технической точки зрения представляет собой довольно сложную конструкцию крыши-призмы. Свет, попадающий в конструкцию Уппендаля, отражается больше раз и менее эффективно, чем в конструкции призмы Аббе-Кёнига. ^{[ 9 ]}

Потери на отражение

Полного внутреннего отражения не происходит. Чтобы смягчить эту проблему, на поверхность наносится зеркальное покрытие. алюминиевое зеркальное покрытие ( отражательная способность Обычно используется от 87% до 93%) или серебряное зеркальное покрытие (отражательная способность от 95% до 98%).

Пропускание призмы можно дополнительно улучшить, используя диэлектрическое покрытие вместо металлического зеркального покрытия. Это заставляет поверхности призмы действовать как диэлектрическое зеркало . Хорошо спроектированное диэлектрическое покрытие может обеспечить отражательную способность более 99% во всем спектре видимого света. Эта отражательная способность значительно улучшена по сравнению с алюминиевым или серебряным зеркальным покрытием, а характеристики призмы Уппендаля аналогичны призме Порро или призме Аббе-Кенига.

Необходимое зеркальное покрытие не только увеличивает производственный этап, но и делает крыши-призмы Уппендаля более дешевыми, чем другие устройства для построения изображения, использующие призму Порро или призму Аббе-Кенига, которые полагаются только на полное внутреннее отражение. Диэлектрическое покрытие зеркала сравнимо по эффективности отражения, но делает Уппендаль более дорогим.

Фазовая коррекция

Кроме того, Uppendahl имеет те же проблемы фазовой коррекции, что и другие призмы крыши. Призмы Уппендаля и другие бинокли с руф-призмами имеют покрытие с фазовой коррекцией, которое минимизирует эти проблемы и существенно улучшает разрешение и контраст. ^{[ 10 ]}

Максимальное светопропускание

Для достижения максимального светопропускания призменная система Уппендаля должна быть снабжена просветляющим покрытием на падающей и выходной поверхностях. высококачественные диэлектрические зеркальные и фазокорректирующие Кроме того, на обеих поверхностях крыши следует использовать покрытия.

Ссылки

^ Патент DR №. 195467, 7 февраля 1907 г.
^ Р. Либманн: Системы реверса бинокулярной призмы с прямым зрением без смещения оси или с небольшим смещением оси , В: Optik № 26, выпуск 3, 1967/1968, стр. 264.
^ Патент США US4087153A Бинокль с двойным шарнирным мостом и упругим смещением.
^ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ НОВОГО LEICA TRINOVID 7X35B (= ЗДЕСЬ НАЗЫВАЕТСЯ RETROVID) ПО СРАВНЕНИЮ СО СТАРЫМИ LEITZ-LEICA TRINOVIDS И С БИНОКЛЯМИ ОТ BECK, FOTON И НОВЫМ KOWA 6,5X32. Февраль 2020 г., доктор Гийс ван Гинкель
^ Патент США US3484149A Бинокль с центральной фокусирующей призмой и сетка.
^ «Изображение призменной системы Уппендаля, используемой в биноклях Leitz Wetzlar, Trinovid 7×42B. Первая серия Trinovid с призменной системой Уппендаля производилась до 1990 года» . 18 октября 2012 г. Архивировано из оригинала 21 июля 2022 г. Проверено 21 июля 2022 г.
^ Сводка дилеров биноклей, показывающая 1011 зарегистрированных биноклей, в которых используются другие оптические конструкции, по состоянию на сентябрь 2022 г.
^ Технические данные LEICA GEOVID R, август 2022 г.
^ Бинокулярные призмы – почему они такие странные и разные? Билл Стент, 21 октября 2019 г.
^ Почему лучший бинокль с крышей-призмой нуждается в фазокорректирующем покрытии?

Дальнейшее чтение

Мерлиц, Хольгер (2023). Справочник по биноклю . Спрингер Чам. ISBN 978-3-031-44407-4 .

[1] Патент DR №. 195467, 7 февраля 1907 г.

[2] Р. Либманн: Системы реверса бинокулярной призмы с прямым зрением без смещения оси или с небольшим смещением оси , В: Optik № 26, выпуск 3, 1967/1968, стр. 264.

[3] Патент США US4087153A Бинокль с двойным шарнирным мостом и упругим смещением.

[4] СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ НОВОГО LEICA TRINOVID 7X35B (= ЗДЕСЬ НАЗЫВАЕТСЯ RETROVID) ПО СРАВНЕНИЮ СО СТАРЫМИ LEITZ-LEICA TRINOVIDS И С БИНОКЛЯМИ ОТ BECK, FOTON И НОВЫМ KOWA 6,5X32. Февраль 2020 г., доктор Гийс ван Гинкель

[5] Патент США US3484149A Бинокль с центральной фокусирующей призмой и сетка.

[6] «Изображение призменной системы Уппендаля, используемой в биноклях Leitz Wetzlar, Trinovid 7×42B. Первая серия Trinovid с призменной системой Уппендаля производилась до 1990 года» . 18 октября 2012 г. Архивировано из оригинала 21 июля 2022 г. Проверено 21 июля 2022 г.

[7] Сводка дилеров биноклей, показывающая 1011 зарегистрированных биноклей, в которых используются другие оптические конструкции, по состоянию на сентябрь 2022 г.

[8] Технические данные LEICA GEOVID R, август 2022 г.

[9] Бинокулярные призмы – почему они такие странные и разные? Билл Стент, 21 октября 2019 г.

[10] Почему лучший бинокль с крышей-призмой нуждается в фазокорректирующем покрытии?

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]