Ha megnézi az eladó távcsöveket, észre fogja venni, hogy két típus létezik: hagyományos, vaskos és vékony, stílusos.
A nagy, hagyományos távcsöveket, amelyeket a rajzfilmekben láthat, Porro Prism távcsöveknek hívják. A többi, vékony típust Roof Prism távcsőnek, németül Dach Prism távcsőnek hívják.
Ahogy a név is sugallja, a tetőprizmás távcsöveket a tető alakú rész jellemzi. Meglepő módon a tetőprizma kialakítása már a 19. század végén létezett, csak néhány évtizeddel a Porro Prism távcsövek feltalálása után.
Az utóbbi időben a Roof Prism távcsövek stílusos kialakításuk miatt népszerűbbek lettek, mint a Porro Prism. Ebben a bejegyzésben fényképekkel mutatom be a Roof Prism távcső működését.
Mi van a Roof Prism távcső belsejében?
A tetőprizmáknak néhány típusa létezik, mint például az Abbe-Koenig és a Schmidt-Pechan. Mindegyik kialakításnak megvannak a maga előnyei, de a Shmidt-Pechan Prism kialakítást leggyakrabban távcsövekben használják.
Íme a Roof Prism távcső optikai útja (Schmidt-Pechan dizájn). Vegyük észre, hogy a reflexiók itt meglehetősen összetettek.
Az objektíven túl egy prizma van felszerelve.
Ezen az ábrán (lent) láthatóan három visszaverődés van a Shmidt prizmában, de a valóságban négy reflexió fordul elő.
A Shmidt prizmának van egy teteje, ahol a kép 180 fokkal el van forgatva és vízszintesen megfordítva egyszerre. Ez lehetővé teszi a gyártók számára, hogy a távcsöveket kompaktabbá tegyék.
Ezek a prizmák fontos szerepet játszanak azáltal, hogy a képet 180 fokkal elforgatják, hogy függőleges képet kapjanak.
Mivel a fény közvetlenül a tetővonalra megy, ami nem tud visszaverődni, minél keskenyebb a tetővonal, annál jobb. Ezenkívül a gyártóknak tökéletesen ki kell simítaniuk a sorját, ami rendkívüli precizitást igényel.
Íme néhány kép, amelyek segítenek megérteni a tetőprizmák készítésének nehézségeit.
Ez a kép egy tükör felé néz. A kép vízszintesen el van fordítva.
A következő kép két tükör felé néz, tetőprizmaként kombinálva. A kép 180 fokkal elfordul, és vízszintesen kétszer elforgatja (vissza a normál állapotba).
Ha ezeknek a tükröknek a szöge kisebb, mint 90 fok, a kép közepe elvész.
Ellenkezőleg, ha a szög nagyobb, mint 90 fok, a kép elválik.
Amint látja, a tetőrész szögének pontosan 90 foknak kell lennie. A szögnek 0,0089 fokon belül kell lennie, ami növeli a gyártási költségeket.
Míg a tetőprizma kialakítása nagyon hasznos a fény útjának egyenes tartásához és a kép jobb oldali felfelé állításához, a tetőprizmák gyártása speciálisabb gyártási technikákat igényel magasabb költségek mellett.
Melyik a jobb, Roof Prism vagy Porro Prism?
A Porro prizmákban a fény „teljes visszaverődéssel” verődik vissza, ami azt jelenti, hogy a fényáteresztő képesség nem csökken. A Roof Prism távcsövekben azonban a teljes visszaverődés nem fordulhat elő a Shmidt prizma második visszaverődésében, mert a fény szöge kisebb, mint a beesési szög.
Ezért a tetőrészt tükörszerűen kell bevonni, ami a fényáteresztő képesség elvesztéséhez vezet. Ez a tetőprizmák fő hátránya.
Sok jó távcső esetében ezüst tükörbevonatot alkalmaznak a nagy fényvisszaverő képesség érdekében, bár az elveszett fény miatt magas a költség. Manapság egyes optikai gyártók dielektromos prizmabevonatokat használnak, amelyek elképesztően magas, több mint 99%-os visszaverőképességet tesznek lehetővé.
A tetőprizma kialakításának második fő problémája a fáziseltolódás, amely többszöri belső visszaverődés után következik be. A fáziseltolás kisebb kontrasztot és kisebb felbontást eredményez.
Ha egy utcai lámpát néz egy régi tetőprizmás távcsőn keresztül (lent), bosszantó szellemeket fog látni.
Ennek megakadályozására és a kontraszt növelésére néhány jól elkészített távcső fáziskorrekciós bevonatot használ, amely nem engedi meg az interferenciát. Ez a fáziseltolódás nem fordul elő Porro prizmák esetén.
A fent említett okok miatt a jó Roof Prism távcsövek nagyon drágák lehetnek. A Roof Prism távcsövek fő előnye a vékony és kompakt test.
A gyártási technikák drámai fejlődésével azonban a Roof Prism távcsövek egyre olcsóbbak. A nagyobb távcsövekkel a Porro prizmák nehezebbek, mint a Roof Prism távcsövek.
Véleményem szerint a rekesznyílás növekedésével a Roof Prism távcsövek előnyt jelentenek a viszonylag könnyű súlyuk miatt. Amikor felnézek az éjszakai égboltra a 7×50-es Porro Prism párommal (több mint 1 kilogramm), a karom elég hamar elfárad.
Balra: 8 × 42 tetőprizma (a Schmidt Pechan), középen: 7 × 42 tetőprizma (az Abbe-Koenig), jobbra: 8,5 × 44 normál Porro.
Éppen ellenkezőleg, a kompakt távcsövekkel a Mini Porro Prism kialakítása a legtöbb szempontból előnyt jelent a tetőprizmákkal szemben. A Mini Porro távcsövek már kompaktak és könnyűek, és sokkal olcsóbbak, mint a Roof Prism kivitel.
Összegzés
Kétféle távcső létezik: Porro Prism és Roof Prism távcső. A Roof Prism távcsöveket németül Dach Prismnek is hívják. A tetőprizmákkal az optikai út egyenessé válik, így a karosszéria vékony és kompakt lesz.
A tetőprizmák azonban nem nagy teljesítményük, hanem a precíziós gyártás nehézségei miatt drágábbak, mint a Porro prizmák.
Míg a Porro prizmák lehetővé teszik az összes fény „teljes visszaverődésén” keresztül történő visszaverődését, a Schmidt Prism kialakításának egy visszaverődési pontja van a tetőrészen, ami kisebb fényáteresztést biztosít.
Sőt, a belső visszaverődések interferenciát okozhatnak, ami negatív hatással lehet a képre.
Ha nem biztos benne, hogy melyiket vásárolja, a Porro Prism vagy Roof Prism, ez a nyílástól függhet. A nagy távcsövek esetében a Roof Prism kialakításának könnyű súlya jelentős előnyt jelent. A kompakt távcsövek azonban már elég könnyűek, így nem kell hozzá drága tetőprizma.
Mind a Porro, mind a Roof prizma kialakításának vannak előnyei és hátrányai. A távcső vásárlása előtt fontos ismerni a különbségeket.