دوربین دوچشمی منشور سقفی چگونه کار می کند

وقتی به دوربین‌های دوچشمی برای فروش نگاه می‌کنید، متوجه دو نوع می‌شوید: مدل‌های سنتی، درشت و باریک و شیک.

بزرگ‌ترین و معمولی‌هایی که ممکن است در کارتون‌ها ببینید، دوربین‌های دوچشمی Porro Prism نامیده می‌شوند. نوع دیگر، باریک، دوربین دوچشمی Roof Prism یا در آلمانی دوربین دوچشمی Dach Prism نامیده می شود.

همانطور که از نام آن پیداست، دوربین دوچشمی منشور سقفی با قسمتی به شکل سقف مشخص می شود. با کمال تعجب، طرح Roof Prism قبلاً در اواخر قرن نوزدهم وجود داشت، تنها چند دهه پس از اختراع دوربین شکاری Porro Prism.

اخیراً دوربین های دوچشمی Roof Prism به دلیل طراحی شیک خود محبوبیت بیشتری نسبت به Porro Prism پیدا کرده اند. در این پست با عکس نحوه کار دوربین دوچشمی Roof Prism را توضیح خواهم داد.

داخل دوربین دوچشمی Roof Prism چیست؟

چند نوع از طرح های سقف منشور وجود دارد، مانند Abbe-Koenig و Schmidt-Pechan. هر طرحی مزایای خود را دارد، اما طرح Shmidt-Pechan Prism بیشتر در دوربین های دوچشمی استفاده می شود.

در اینجا مسیر نوری دوربین دوچشمی Roof Prism (طرح اشمیت-پچان) است. توجه داشته باشید که بازتاب ها در اینجا بسیار پیچیده هستند.

یک منشور فراتر از عدسی شیئی نصب شده است.

در این نمودار (زیر)، ظاهراً سه انعکاس در منشور شمیت وجود دارد، اما در واقعیت، چهار بازتاب رخ می دهد.

منشور Shmidt سقفی دارد که در آن تصویر 180 درجه می چرخد ​​و همزمان به صورت افقی چرخانده می شود. این به سازندگان امکان می دهد دوربین دوچشمی را فشرده تر کنند.

این منشورها با چرخش 180 درجه ای تصویر نقش مهمی ایفا می کنند تا تصویری عمودی به دست آورند.

از آنجایی که نور مستقیماً به خط سقف می رود، که نمی تواند منعکس شود، هر چه خط سقف باریکتر باشد، بهتر است. همچنین، سازندگان باید فرز را کاملاً صاف کنند، که دقت بسیار بالایی دارد.

در اینجا چند تصویر برای کمک به درک دشواری ساخت روف منشور آورده شده است.
این عکس رو به روی یک آینه گرفته شده است. تصویر به صورت افقی برگردانده شده است.

تصویر بعدی رو به دو آینه است که مانند یک منشور سقف ترکیب شده اند. تصویر 180 درجه می چرخد ​​و دو بار به صورت افقی برگردانده می شود (به حالت عادی باز می گردد).

اگر زاویه این آینه ها کمتر از 90 درجه باشد، مرکز تصویر از بین می رود.

برعکس، اگر زاویه بیش از 90 درجه باشد، تصویر جدا می شود.

همانطور که می بینید، زاویه قسمت سقف باید دقیقاً 90 درجه باشد. زاویه باید در 0.0089 درجه دقیق باشد، که هزینه های ساخت را افزایش می دهد.

در حالی که طراحی منشور سقف برای صاف نگه داشتن مسیر نور و ایجاد تصویر به سمت راست بسیار مفید است، تولید منشور سقف نیاز به تکنیک های ساخت تخصصی تری با هزینه بالاتر دارد.

Roof Prism یا Porro Prism کدام بهتر است؟

در منشورهای پوررو، نور با «بازتاب کامل» منعکس می‌شود، که به معنای عدم کاهش در عبور نور است. اما در دوربین دوچشمی Roof Prism انعکاس کامل در بازتاب دوم منشور شمیت نمی تواند رخ دهد، زیرا زاویه نور کمتر از زاویه تابش است.

بنابراین، قسمت سقف باید مانند یک آینه پوشش داده شود، که منجر به از دست دادن عبور نور می شود. این یکی از اشکالات اصلی Roof Prisms است.

برای بسیاری از دوربین‌های دوچشمی خوب، پوشش‌های آینه نقره‌ای برای انعکاس بالا اعمال می‌شوند، اگرچه هزینه آن در نور از دست رفته بالاست. این روزها، برخی از تولیدکنندگان نوری از پوشش‌های منشور دی الکتریک استفاده می‌کنند که بازتاب فوق‌العاده بالای بیش از 99 درصد را ممکن می‌سازد.

دومین مشکل عمده در طراحی Roof Prism، ​​تغییر فاز است که پس از بازتاب های داخلی متعدد رخ می دهد. تغییر فاز باعث کنتراست کمتر و وضوح کمتر می شود.

با نگاه کردن به چراغ خیابان از طریق یک جفت دوربین دوچشمی منشوری سقفی قدیمی (در زیر)، ارواح آزاردهنده ای را خواهید دید.

برای جلوگیری از این امر و افزایش کنتراست، برخی از دوربین های دوچشمی خوش ساخت از پوشش های تصحیح فاز استفاده می کنند که اجازه نمی دهد تداخل ایجاد شود. این تغییر فاز با Porro Prisms اتفاق نمی افتد.

به دلیل دلایل ذکر شده در بالا، دوربین دوچشمی Roof Prism خوب می تواند بسیار گران باشد. مزیت اصلی دوربین دوچشمی Roof Prism بدنه باریک و فشرده آن است.

با این حال، با بهبود چشمگیر تکنیک‌های ساخت، دوربین‌های دوچشمی Roof Prism ارزان‌تر می‌شوند. با دوربین‌های دوچشمی بزرگ‌تر، Porro Prism سنگین‌تر از دوربین‌های Roof Prism است.

به نظر من، با بزرگتر شدن دیافراگم، دوربین‌های دوچشمی Roof Prism به دلیل وزن نسبتاً سبکشان یک مزیت دارند. وقتی با جفت Porro Prism 7×50 (بیش از 1 کیلوگرم) به آسمان شب نگاه می کنم، بازوهایم خیلی زود خسته می شوند.

سمت چپ: 8×42 سقف منشور (اشمیت پچان)، وسط: 7×42 سقف منشور (ابه کونیگ)، راست: 8.5×44 پوررو معمولی.

برعکس، با دوربین‌های دوچشمی جمع و جور، طرح‌های Mini Porro Prism در بیشتر جنبه‌ها نسبت به منشورهای سقفی برتری دارند. دوربین دوچشمی Mini Porro در حال حاضر جمع و جور و سبک هستند و نسبت به طراحی Roof Prism قیمت کمتری دارند.

خلاصه

دو نوع دوچشمی وجود دارد: دوربین دوچشمی Porro Prism و Roof Prism. به دوربین دوچشمی Roof Prism در آلمانی Dach Prism نیز گفته می شود. با منشورهای سقفی، مسیر نوری مستقیم می شود که بدنه را باریک و فشرده می کند.

با این حال، منشورهای سقفی نه به دلیل عملکرد عالی، بلکه به دلیل مشکلات در ساخت دقیق، گرانتر از پریسم های Porro هستند.

در حالی که منشورهای Porro امکان انعکاس تمام نور را از طریق «بازتاب کامل» فراهم می‌کنند، طرح Schmidt Prism دارای یک نقطه بازتاب در قسمت سقف است که باعث عبور نور کمتر می‌شود.

علاوه بر این، انعکاس های داخلی می تواند باعث تداخل شود که می تواند تأثیر منفی بر تصویر داشته باشد.

اگر مطمئن نیستید که کدام را بخرید، Porro Prism یا Roof Prism، ​​ممکن است به دیافراگم بستگی داشته باشد. برای دوربین های دوچشمی بزرگ، وزن سبک طرح Roof Prism یک مزیت بزرگ است. با این حال، دوربین های دوچشمی فشرده در حال حاضر به اندازه کافی سبک هستند، بنابراین نیازی به منشورهای سقف گران قیمت ندارند.

هر دو طرح منشور پوررو و سقف دارای مزایا و معایبی هستند. قبل از خرید دوربین دوچشمی مهم است که تفاوت ها را بدانید.