Кіріспе

Шмидт-Печан призмасы – суретті 180° бұруға арналған оптикалық призманың бір түрі. Бұл призмалар көбінесе бинокльдерде бейнені тіктеу жүйесі ретінде қолданылады. Шмидт-Печан призмасы шатыр призмасының бөлігін пайдаланады (неміс тілінен: "Dachkante", әдеби мағынасы – шатыр жиегі). Шмидт-Печан призмаларын қолданатын бинокльдердің конструкциясы Порро немесе Уппендал және Аббе-Кёниг призмаларын қолданатын бинокльдерге қарағанда ықшамдау болып жасалуы мүмкін. Шмидт-Печан призмасы кейде Печан призмасының жұбы деп аталады.

Жұмыс істеу әдісі

Шмидт-Печан призмасы Печан призмасының дизайнына негізделген: екеуі де екі призмадан тұратын құрама, оларды ауа саңылауы бөледі. Ауа саңылауының арқасында төрт шыны/ауа арасындағы өту беті пайда болады. Печан дизайны призманың бағытына байланысты кескінді кері немесе тікелей бұрады (айналдырады), бірақ екеуін бір уақытта емес. Шмидт-Печан дизайнында Печан дизайнының жоғарғы призмасы Шмидт шатыр призмасымен алмастырылады, сондықтан Шмидт-Печан призмасы кескінді кері және тікелей бұруға қабілетті, сонымен қатар кескінді айналдырушы ретінде де жұмыс істей алады. Төменгі призма жартылай пентапризма немесе Бауэрнфайнд призмасы деп аталады. Шмидт-Печан призмасы кескіндің оң/сол жаққа бағдарлануын өзгерте алмайды. Екі призманың құрылымы кіретін және шығатын сәулелердің коаксиалды болуын қамтамасыз етеді, яғни Шмидт-Печан призмасы оптикалық оське ортақтасқанда сәулені бұрмаламайды. Жоғарғы призманың «шатыр» бөлігі кескінді екі толық ішкі шағылыс арқылы бүйірлік жазықтықта айналдырады (кері бұрады): шатырдың әр жағында бір рет. Бұл соңғы шағылыстар жұбын тік жазықтықтағы бір шағылыс ретінде қарастыруға болады. Кері бұру және тікелей бұрудың бірдей орындалуы кескінді 180° бұруға әкеледі, бірақ осы процесте сәуленің жолын 45°-қа ауыстырады. Төменгі призма бұл мәселені жоғарғы призмамен 45° бұрышта сәулені байланыстыру арқылы шешеді. Төменгі призмада бір толық ішкі шағылыс қолданылады, содан кейін сәулені екінші Шмидт призмасына бағыттау үшін төменгі бетте екінші шағылыс жасалады. Төменгі призмадағы екінші шағылыс сындық бұрыштан төмен болып өтеді, сондықтан Шмидт-Печан призмасын практикалық қолдану үшін осы бетке шағылыстыратын жабын жағу қажет. Бұл басқа шатыр призмаларынан, мысалы, Аббе-Кёниг призмасынан өзгеше, ол барлық шағылыстыратын беттерде толық ішкі шағылысты пайдаланады. Алты шағылыстың (екі шағылыс шатыр жазықтығында) жалпы нәтижесі кескінді тік және көлденең жазықтықта айналдыру болып табылады.

Шмидт-Печан призмасының проблемалары

Шмидт-Печан шатыр призмасы, таза техникалық тұрғыдан алғанда, өте күрделі шатыр призмасының құрылымы болып табылады. Шмидт-Печан конструкциясына кіретін жарық, Аббе-Кениг призмасына қарағанда көбірек рефлексияға ұшырайды және тиімділігі төмен.

Шыны-ауа ауысулары

Барлық кіру және шығу беттері жоғалтуды азайту үшін оптикалық жабынмен жабылуы тиіс, бірақ жабын түрін мұқият таңдау қажет, себебі призманың бір беттері кіру беттері (жақсы антирефлекстік жабын қажет) және ішкі рефлексиялық беттер (рефлексияны барынша арттыратын жабын талап етеді) ретінде қызмет етеді. Конрад Сейльдің Swarovski Optik компаниясындағы зерттеушісі жазған "Бинокулярлық дизайн прогресі" атты мақаласында осы беттерге жағылған бір қабатты антирефлекстік жабын кескіннің контрастын максималды деңгейге дейін арттыратыны көрсетілген.

Қайта шағылу шығыны

Төменгі призманың төменгі бетіндегі түсу бұрышы сын бұрышынан кем болғандықтан, толық ішкі шағылысу жүрмейді. Бұл мәселені шешу үшін осы бетке айна жабын қолданылады. Әдетте алюминий айна жабыны (шағылыстыру қабілеті 87% - 93%) немесе күміс айна жабыны (шағылыстыру қабілеті 95% - 98%) қолданылады. Призманың өткізу қабілетін металл айна жабынының орнына диэлектрлік жабын қолдану арқылы одан әрі жақсартуға болады. Бұл призма беттерін диэлектрлік айна ретінде жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Сайып келгенде, жақсы жасалған диэлектрлік жабын көрінетін жарық спектрінде 99%-дан жоғары шағылыстыру қабілетін қамтамасыз ете алады. Бұл шағылыстыру қабілеті алюминий немесе күміс айна жабынымен салыстырғанда айтарлықтай жақсарылған, ал Шмидт-Печан призмасының өнімділігі Порро призмасымен немесе Аббе-Кениг призмасымен шамалас. Қажетті айна жабыны өндіріс процесіне қосымша қадам қосады, сонымен қатар Шмидт-Печан призмасын Порро призмасын немесе Аббе-Кениг призмасын пайдаланатын басқа бейне түзетушілерге қарағанда шығынды етеді, олар тек толық ішкі шағылысуға сенеді. Диэлектрлік айна жабыны шағылыстыру тиімділігі жағынан салыстырады, бірақ Шмидт-Печанды құнырақ етеді.

Фазалық түзету

Шмидт-Печан призмасы басқа шатыр призмалары сияқты фазалық түзету мәселелеріне де тап болады. Шмидт-Печан призмасы және басқа шатыр призмалы бинокльдер осы мәселелерді азайту және ажыратымдылықты және контрастты едәуір жақсарту үшін фазалық түзету жабындарынан пайдаланады.

Тәртіптік бақылаудың коммерциялық нарықтық үлесі

Тек техникалық тұрғыдан алғанда, Шмидт-Печан призмалы бинокльдер күрделі болғанымен, түбек призмалы бинокльдерге қарағанда жеңіл, ықшам және арзан болып келеді. 2020 жылдардың басында Шмидт-Печан призмалы бинокльдердің коммерциялық нарықтағы үлесі басқа призма типтес конструкцияларға қарағанда басым оптикалық дизайнға айналды.