можно ли увеличить кратность бинокля

Можно ли увеличить кратность бинокля

Как повысить увеличение зрительных труб и биноклей

У любителей астрономии пользуется популярностью зрительная труба «Турист-3» (диаметр объектива 50 мм, увеличение 20 раз, практическая разрешающая способность около 3,5″), Ее максимальное полезное увеличение составляет 240″ /3,5″ = 70х. Можно ли повысить увеличение зрительной трубы? Таким вопросом нередко задаются многие любители астрономии, имеющие зрительные трубы и полевые бинокли. Ведь для успешных наблюдений Луны, Солнца, больших планет, близких двойных звезд необходимы увеличения хотя бы в 40-70 раз.

Прежде чем ответить на поставленный вопрос, напомним, что увеличение зрительной трубы или бинокля численно равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Следовательно, чтобы повысить увеличение инструмента, надо либо поменять окуляр на более сильный (короткофокусный), либо использовать объектив с большим фокусным расстоянием. Однако достать необходимую оптику непросто. Поэтому рекомендуем любителям астрономии другой способ повышения увеличения зрительных труб (и биноклей), не требующий разборки инструмента.

Повысить увеличение зрительной трубы можно, если на ее главной оптической оси поместить дополнительный окуляр. Зрительная труба строит увеличенное изображение наблюдаемого объекта, которое рассматривается в дополнительный окуляр

Оптическая система зрительной трубы играет роль эквивалентного объектива с фокусным расстоянием, во много раз превышающим размеры самого инструмента. Перемещая окуляр трубы вдоль оптической оси, мы можем менять линейный размер увеличенного изображения. Линейный размер нетрудно определить, воспользовавшись экраном из миллиметровой бумаги.

При наблюдении Солнца или Луны (их угловой размер около 0,5°) размеры увеличенного изображения составят: 15 мм на расстоянии 89 мм от окуляра трубы, 20мм на расстоянии 118мм от окуляра трубы, 30 мм на расстоянии 176 мм от окуляра трубы. Эквивалентное фокусное расстояние будет равно соответственно 1720, 2290, 3440 мм. Наименьшее эквивалентное фокусное расстояние зависит от минимального расстояния l мин., на котором еще можно получить резкое изображение наблюдаемого объекта. У трубы «Турист-З» l мин. около 70 мм. Следовательно, наименьшее эквивалентное фокусное расстояние составит примерно 1350 мм.

Рассмотрим теперь, как объединить зрительную трубу и дополнительный окуляр. Проще всего установить зрительную трубу на подставку, собранную из нескольких деревянных брусков и деревянных реек, а подставку-на штативе. Трубу зафиксируем на подставке с помощью хомутов. Это может быть намотанная несколько раз вокруг трубы нерастягиваемая изоляционная лента или тонкая и крепкая веревка. При установке зрительной трубы надо следить, чтобы ее оптическая ось была параллельна верхней плоскости подставки.

Тубус дополнительного окуляра можно склеить из плотной бумаги, которой обертывают какой-нибудь цилиндрический предмет (хотя бы велосипедный насос), предварительно обмотав его листами бумаги до желаемого диаметра. Толщина стенок тубуса доводится до 3-4 мм, а внутренний диаметр должен быть таким, чтобы дополнительный окуляр (в нашем случае фотообъектив «Индустар-50») входил в него с трением. Если внутренний диаметр тубуса сделать равным 41 мм, то объектив можно ввинчивать в него по резьбе. Чтобы уменьшить рассеивание света в тубусе, изнутри он покрывается черной матовой краской (например, гуашью). На подставке тубус укрепляется хомутами.

Зрительная труба или бинокль, снабженные дополнительным окуляром, позволят провести интереснейшие наблюдения небесных объектов и явлений, недоступных биноклю или зрительной трубе, имеющим небольшое увеличение.

Источник

Как повысить увеличение зрительных труб и биноклей

Большинство зрительных труб и биноклей дают увеличения значительно меньше максимального полезного увеличения (его иногда называют разрешающим увеличением). Темной ночью человек с нормальным зрением может видеть раздельно объекты (например, двойные звезды 3-4m), отстоящие друг от друга не менее чем на 3-5′ (в среднем 4′, или 240»). «Зоркость» глаза в дневное время, когда наблюдаются хорошо освещенные и высококонтрастные предметы, выше примерно в 3-4 раза. У хорошо отъюстированного инструмента с высококачественной оптикой, предназначенного для наблюдений астрономических объектов, практическая разрешающая способность Yпракт. близка к ее теоретическому значению Yтеор.=140»/D, где Yтеор. — разрешающая способность в секундах дуги, D — диаметр объектива в миллиметрах. Чтобы согласовать «остроту зрения» глаза Yгл. и оптического инструмента Yпракт., последний должен иметь увеличение=Yгл./Yпракт. раз. Это и есть максимальное полезное увеличение. Большее увеличение инструмента не позволит выявить новые мелкие детали наблюдаемого объекта.

У любителей астрономии пользуется популярностью зрительная труба «Турист-3» (диаметр объектива 50 мм, увеличение 20 раз, практическая разрешающая способность около 3,5»). Ее максимальное полезное увеличение составляет 240»/3,5»=70х. Можно ли повысить увеличение зрительной трубы? Таким вопросом нередко задаются многие любители астрономии, имеющие зрительные трубы и полевые бинокли. Ведь для успешных наблюдений Луны, Солнца, больших планет, близких двойных звезд необходимы увеличения хотя бы в 40-70 раз.

Поместим за окуляром трубы на ее главной оптической оси дополнительный окуляр, в который будем рассматривать увеличенное изображение наблюдаемого объекта, построенное зрительной трубой. Оптическая система зрительной трубы играет роль эквивалентного объектива с фокусным расстоянием, во много раз превышающим размеры самого инструмента. Перемещая окуляр трубы вдоль оптической оси, мы можем менять линейный размер увеличенного изображения. Линейный размер нетрудно определить, вос-пользовавшись экраном из миллиметровой бумаги. Соответствующее эквивалентное фокусное расстояние вычислим по формуле:

fэкв.=А’Б’ х 57,3° / альфа мм,

где А’Б’ — линейный размер изображения в миллиметрах, альфа — угловой размер наблюдаемого объекта в градусах. Если изменяется размер изображения А’Б’, то меняется и его расстояние от окуляра трубы. Для зрительной трубы «Турист-3» оно рассчитывается по формуле:

где l и fэкв. выражены в миллиметрах. (Для призменных биноклей расстояние l следует определять экспериментально, измеряя для каждого значения А’Б’ соответствующую величину fэкв.) Например, при наблюдении Солнца или Луны (их угловой размер около 0,5°) размеры увеличенного изображения составят: 15 мм на расстоянии 89 мм от окуляра трубы, 20 мм на расстоянии 118 мм от окуляра трубы, 30 мм на расстоянии 176 мм от окуляра трубы. Эквивалентное фокусное расстояние будет равно соответственно 1720, 2290, 3440 мм. Наименьшее эквивалентное фокусное расстояние зависит от минимального расстояния lмин., на котором еще можно получить резкое изображение наблюдаемого объекта. У трубы «Турист-3» lмин. около 70 мм. Следовательно, наименьшее эквивалентное фокусное расстояние составит примерно 1350 мм.

Схема крепления зрительной трубы с дополнительным окуляром на деревянной подставке

Дополнительным окуляром может служить линза (например, часовая лупа), с фокусным расстоянием 30-60 мм и увеличением 8-4х. Лучше, однако, в качестве дополнительного окуляра использовать объектив фотоаппарата или длиннофокусный фабричный окуляр, так как у них в несколько раз больше, чем у линзы, поле зрения с качественным изображением. Пожалуй, любителю астрономии легче всего приобрести короткофокусный объектив «Индустар-50» с фокусным расстоянием 50 мм. Допустим, что, объединив его в оптическую схему со зрительной трубой «Турист-3», мы хотим получить максимальное полезное увеличение, равное 70х. Перемножив 50 мм на 70х, определим эквивалентное фокусное рас¬стояние— 3500 мм. Тогда увеличенное изображение наблюдаемого объекта, а значит, и фокальная плоскость эквивалентного объектива будут находиться в 178 мм от окуляра. Меняя эквивалентное фокусное расстояние, можно получать различные увеличения. Если дополнительным окуляром служит объектив «Индустар-50», то минимальное увеличение инструмента составит примерно 27х. Гнаться за очень большими увеличениями не стоит, так как из-за аберраций и несовершенства оптических элементов всего инструмента (ведь в оптическую схему входит и «Индустар-50») качество изображения заметно ухудшится. Не следует забывать и о том, что, повышая увеличение оптического инструмента, мы одно¬временно уменьшаем яркость изображения и размер поля зрения, поэтому для быстрого поиска небесных объектов потребуется искатель — оптическая труба с широким полем зрения. Искателем могут быть, например, монокуляр МП 8X30 (увеличение 8х, диаметр объектива 30 мм, поле зрения 8,5°) или зрительная труба «Турист-4» (увеличение 10х, диаметр объектива 30 мм, поле зрения 4°).

Рассмотрим теперь, как объединить зрительную трубу и дополнительный окуляр. Проще всего установить зрительную трубу на подставку, собранную из нескольких деревянных брусков и деревянных реек, а подставку — на штативе. Трубу зафиксируем на подставке с помощью хомутов. Это может быть намотанная несколько раз вокруг трубы нерастягиваемая изоляционная лента или тонкая и крепкая веревка. При установке зрительной трубы надо следить, чтобы ее оптическая ось была параллельна верхней плоскости подставки.

Установка фотоаппарата на подставке

Крепление дополнительного окуляра, обеспечивающее плавное изменение увеличения инструмента

Если временно снять дополнительный окуляр и за тубусом установить на деревянном бруске (140x30x10 мм) камеру от фотоаппарата «Зенит» (без объектива), то можно фотографировать небесные объекты с окулярным увеличением. При фотографировании тубус дополнительного окуляра служит блендой.

Немного усложнив конструкцию, можно сделать так, чтобы увеличение инструмента плавно изменялось, например от 30 до 70х. Для этого нужно снабдить окуляр двумя тубусами. Внутренний тубус должен двигаться во внешнем с небольшим трением. Во внутреннем тубусе лобзиком выпиливаются два прямоугольных отверстия — окна. Через них, перемещением окуляра зрительной трубы, фокусируют все устройство, когда расстояние от окуляра трубы до дополнительного окуляра небольшое.

Примерно такие же подставки можно смастерить к другим зрительным трубам и полевым биноклям. Правда, из-за конструктивных особенностей биноклей диапазон изменяемых увеличений будет невелик (перемещение внутреннего тубуса во внешнем ограничено), но основная задача — получение максимально полезного увеличения — решается с тем же успехом.

Общий вид зрительной трубы с дополнительным окуляром на штативе

Источник

Оптика без тайн

Охотники предъявляют к биноклям жёсткие и часто противоречивые требования. Надёжность, компактность, высокая светосила, большое увеличение и светопропускание, точная передача формы объекта

Бинокль нужен для того, чтобы увидеть дичь на предельном расстоянии в местах кормежки или дневки, обнаружить затаившуюся дичь, а также разобрать, кто призывно машет вам рукой с противоположного берега озера. Кстати, никогда не используйте для этого оптический прицел.

Между кратностью бинокля и его пригодностью существует обратная зависимость. Если оценивать бинокли по десятибалльной шкале, то шестикратный бинокль получит 10 баллов, семикратный – 9, восьмикратный – 8, девятикратный – 7, десятикратный – 6, одиннадцатикратный – 5 и двенадцатикратный – 4. Бинокли с 15-, 16-, и 20-кратным увеличением являются наименее практичными. Не следует, однако, делать вывод, что эти бинокли вообще бесполезны. Но учитывая их размеры и вес, а также определенные неудобства в обращении с ними на охоте, следует отнести их к оптическим наблюдательным приборам специального назначения.

Конечно, все зависит от того, для какой цели приобретается бинокль. Если бинокль нужен вам для того, чтобы получше рассмотреть замеченную вами невооруженным глазом дичь, то в данном случае для вас оптимально подойдет девяти- или десятикратный бинокль. И, наоборот, если вам необходимо осмотреть большую площадь, где по вашему мнению может быть дичь, то предпочтительнее использовать шести- или семикратный бинокль.

КРАТНОСТЬ

В письме в редакцию наш читатель из Курской области спрашивает, почему качество «картинки» в семикратном «цейсовском» бинокле 50-х годов выше качества недавно приобретенного им бинокля с кратностью 70-х китайского производства. Следует ли понимать так, что «старая» и «новая» кратность соотносятся 1:10, интересуется он. Нет, кратность от времени выпуска оптического прибора не зависит, а о факторах, влияющих на качество изображения, поговорим ниже.

Прежде чем говорить о кратности, нужно дать ее определение, раз возникают подобные вопросы. Применительно к оптическим приборам кратностью принято называть отношение величины предмета, видимого через оптический прибор, к величине предмета, видимого невооруженным глазом. Это соотношение имеет цифровое выражение и имеет следующий вид, например 7Х. Число обозначает, во сколько раз видимое через оптический прибор изображение предмета больше данного предмета, видимого невооруженным глазом. Если вы купили бинокль, имеющий маркировку 7х35, то цифра 7 обозначает кратность бинокля, а 35 – диаметр объектива в миллиметрах.

Кратность увеличения – очень важный показатель. Но не следует полагать, что раз кратность так важна, то, чем она выше, тем лучше. Мне кажется, что следующий пример является достаточно показательным. Вы увидели лося на расстоянии 25 метров и если на таком расстоянии вы воспользуетесь десятикратным биноклем, то сможете четко увидеть выражение и цвет глаз зверя и ничего кроме этого. Но если на охоте в сопках вы увидите того же лося на расстоянии в два километра на противоположном склоне, то какой бы кратности бинокль вы не использовали, он все равно окажется практически бесполезным.

ВЫХОДНОЙ ЗРАЧОК

Что такое выходной зрачок и что мы знаем о нем? Если вы возьмете оптический прибор (бинокль, зрительную трубу, оптический прицел) и удалите его от глаза на расстояние вытянутой руки и направите на источник света, то вы увидите небольшое световое пятно. Оно называется выходной зрачок потому, что свет, проходящий через оптический прибор, выходит именно через него. Выходной зрачок расположен таким образом, чтобы обеспечить максимальное поле зрения.

Выходной зрачок можно в определенной степени сравнить с окном, через которое глаз видит увеличенное изображение предмета, созданное оптической системой, – изображение, увидеть которое иным путем не представляется возможным.

Для того чтобы определить величину выходного зрачка в миллиметрах, необходимо разделить диаметр объектива на значение кратности увеличения. Например, бинокль с маркировкой 7х35 будет иметь диаметр выходного зрачка 5 мм.

Предпочтительно, чтобы диаметр выходного зрачка вашего бинокля превышал диаметр зрачка глаза в момент пользования. Это условие весьма существенно, так как диаметр зрачка человеческого глаза не является постоянным, а изменяется в зависимости от уровня освещенности.

Минимальный размер выходного зрачка у биноклей с маркировкой 8х20 или 10х25 равняется 2,5 мм. Другую крайность представляют собой бинокли с диаметром выходного зрачка свыше 7 мм. Это, по моему мнению, излишество, так как даже в условиях самой низкой освещенности диаметр зрачка глаза не превышает 7 мм. Величина диаметра выходного зрачка имеет большое значение еще и потому, что он определяет светосилу вашего бинокля. При сравнении различных моделей биноклей сравнивают площади их выходных зрачков, т.е. при увеличении выходного зрачка вдвое относительная яркость увеличится в четыре раза. Так, у бинокля 8х40 при выходном зрачке 5 мм относительная яркость будет в четыре раза превышать относительную яркость бинокля 8х20.

Как видите, отчетливо прослеживается связь между диаметром выходного зрачка и преимуществами биноклей с невысокой кратностью. При прочих равных условиях бинокли с невысокой кратностью имеют выходные зрачки большего диаметра, что является определенным преимуществом. Сравнивая практически идентичные по весу и размеру бинокли 7х35 и 9х35, мы увидим, что диаметр объектива у них один и тот же – 35 мм, однако диаметр выходного зрачка различается – 5 мм и 3,88 мм (соответственно светосила равняется – 25 и 15,1) и, таким образом, получаем, что бинокль 7х35 пропускает на 66% больше света. В письме в редакцию другой наш читатель спрашивал нас, почему его не удовлетворяет качество китайского бинокля 10х20, купленного им в палатке на вокзале. Надеюсь, что этот вопрос теперь снят.

Безусловно, можно купить бинокль с высокой кратностью увеличения и при этом с большим диаметром выходного зрачка, но в этом случае вам придется мириться с его большим весом и размерами, а вы и сами знаете, что порой, собираясь на охоту, наберешь с собой столько вещей, что даже пуговица на штанах начинает тянуть. Чтобы не быть голословным, приведу несколько примеров. Предположим, вам необходим бинокль с выходным зрачком 7 мм, что дает вам возможность пользоваться им даже в сумерках. Так, бинокль 6х42 имеет небольшие габариты и весит порядка 800 граммов. Бинокли 7х50 имеют гораздо большие размеры и весят от 1200 до 1700 граммов, а бинокли 10х70 весят от 2 до 2,5 кг, а об их размерах я предпочту не упоминать. Речь, конечно, идет о биноклях известных производителей.
Большой диаметр выходного зрачка имеет преимущества в следующих ситуациях. Когда вы смотрите в бинокль, то не исключена ситуация, когда ваши зрачки смещены относительно оптической оси, проходящей через центр выходного зрачка. Это сужает поле зрения. Большой диаметр выходного зрачка позволяет снизить отрицательные последствия вышеназванной ситуации.

ПОЛЕ ЗРЕНИЯ

Когда мы пользуемся каким-либо оптическим прибором (в нашем случае биноклем) с определенной кратностью увеличения, то обнаруживаем, что, поднеся его к глазам, мы видим лишь участок местности, которую мы только что воспринимали панорамно. Ширина поля зрения может измеряться в различных единицах (в зависимости от того, в какой стране был сделан купленный вами бинокль) – в футах на 100 или 1000 ярдов, метрах на 1000 метров или угловых градусах. Угловой градус равняется 5,23 фута на 100 ярдов, 52,36 фута на 1000 ярдов или 17,45 м на 1000 метров. Ширина поля зрения связана обратно пропорциональной зависимостью с кратностью, т.е. с увеличением кратности ширина поля зрения уменьшается.

Говоря о поле зрения, нельзя не упомянуть и о такой характеристике оптических приборов, как глубина резкости. Этот термин хорошо знаком фотолюбителям, но он не менее важен и для тех, кто пользуется биноклем. Когда вы фокусируете бинокль на каком-либо предмете, вы стараетесь добиться максимальной четкости изображения данного предмета. Но помимо данного предмета, и другие предметы, находящиеся ближе или дальше его, но на определенном расстоянии от выбранной вами точки, также будут иметь резкое изображение. Глубина резкости зависит от целого ряда факторов, включая расстояние до объекта, диаметр выходного зрачка и, безусловно, кратность. В биноклях глубина резкости обратно пропорциональна кратности увеличения, чем выше кратность, тем меньше глубина резкости.

Большая глубина резкости важна уже потому, что дает возможность, не меняя фокусировки, осмотреть большую площадь и повышает ваши шансы увидеть затаившуюся дичь. Например, в 100 метрах от вас вы увидели хорошего рогача, вы пользуетесь биноклем, чтобы получше разглядеть его, а в каких-нибудь 30 метрах от вас за негустым кустарником лежит просто выставочный экземпляр. Вы сможете обнаружить его только в том случае, если изображение будет резким, т.е. окажется в зоне глубины резкости вашего бинокля, а эта характеристика связана, как мы знаем, с кратностью увеличения. Исходя из опыта, можно сказать, что если вы будете пользоваться шестикратным, а не десятикратным биноклем, то ваши шансы заметить второго оленя возрастут втрое.

Следует хотя бы вкратце упомянуть о некоторых особенностях зрения человека. Глаз представляет собой уникальный оптический прибор, обеспечивающий поле зрения 150°. Известно, что изображение формируется на сетчатке глаза. Но лишь центральная часть сетчатки, расположенная непосредственно за хрусталиком, отличается высокой способностью к цветоразличению и разрешению. Для охотников важно то, что, обладая широким полем зрения, мы способны обнаруживать затаившуюся дичь только центральной частью сетчатки, а вот движущиеся объекты можем воспринимать всем полем зрения.

РАЗРЕШЕНИЕ

Разрешение – это характеристика оптических приборов (и глаза в том числе), благодаря которой мы можем различать мелкие детали изображения. Предел разрешения невооруженного человеческого глаза – одна угловая минута (60 секунд), в случае использования бинокля эта величина равняется частному от деления одной угловой минуты на кратность увеличения бинокля, т.е., имея шестикратный бинокль, мы способны различать предметы, чьи размеры превышают 10 угловых секунд, а с десятикратным – 6 угловых секунд. Насколько важно преимущество в 4 угловые секунды? Судите сами: на расстоянии в 90 метров 4 угловые секунды составят 1,8 мм. К тому же атмосферные явления, например туман и конвекционные потоки воздуха, сводят на нет преимущества, полученные от применения биноклей с высокой кратностью увеличения.

При выборе бинокля не гонитесь за высокой кратностью, а вот глубина резкости и светосила должны быть по возможности большими. И еще – берегите глаза, не покупайте бинокли сомнительного качества.

Источник