Призма Аббе–Кёнига: устройство, применение и особенности
Abbe–Koenig prism
Призма Аббе-Кёнига: принцип работы, применение в биноклях и телескопах. Оптическое устройство для поворота изображения на 180°. Конструкция и отражение света.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Призма Аббе–Кенига – это тип отражающей призмы, используемый для инвертирования изображения (поворота его на 180°). Она широко применяется в биноклях и некоторых телескопах для этой цели. Призма названа в честь Эрнста Аббе и Альберта Кенига. Призма изготавливается из двух стеклянных призм, оптически склеенных вместе для формирования симметричной, неглубокой V-образной конструкции. Свет входит на одну грань под нормальным углом, внутренне отражается от наклонной грани в 30°, а затем отражается от "крыши" (нем. Dach) – секции, состоящей из двух граней, встречающихся под углом 90°, расположенной в нижней части призмы. Далее свет отражается от противоположной грани в 30° и выходит, снова под нормальным углом. Итоговый эффект четырех внутренних отражений (два из которых происходят на гранях крыши) заключается в переворачивании изображения как по вертикали, так и по горизонтали. Поскольку свет отражается четное количество раз, это приводит к повороту изображения на 180° (без изменения его хиральности) и позволяет использовать призму как систему для выпрямления изображения. В отличие от более распространенной конфигурации двойной призмы Порро, призма Аббе–Кенига не смещает выходной луч относительно входного, что является преимуществом в некоторых приборах. Кроме того, призма менее громоздка, чем конструкция двойной призмы Порро. Иногда призму просто называют "крышеобразной призмой", однако это может быть неоднозначно, поскольку существуют и другие крышеобразные призмы, такие как призмы Амичи и Шмидта–Пехана. Существует вариант призмы Аббе–Кенига, в котором "крыша" заменена на единую зеркальную отражающую поверхность. Этот тип призмы переворачивает изображение по вертикали, но не по горизонтали, изменяя хиральность изображения на противоположную.
An Abbe–Koenig prism is a type of reflecting prism, used to invert an image (rotate it by 180°). They are commonly used in binoculars and some telescopes for this purpose. The prism is named after Ernst Abbe and Albert Koenig. The prism is made from two glass prisms, which are optically cemented together to form a symmetric, shallow Vee shaped assembly. Light enters one face at normal incidence, is internally reflected from a 30° sloped face, and then is reflected from a "roof" (German Dach) section (consisting of two faces meeting at a 90° angle) at the bottom of the prism. The light is then reflected from the opposite 30° face and exits, again at normal incidence. The net effect of the four internal reflections (two reflections are on roof plains) is to flip the image both vertically and horizontally. Since the light is reflected an even number of times, this produces a 180° image rotation (without changing the image's handedness and allows use of the prism as an image erecting system. Unlike the more common double Porro prism configuration, the Abbe–Koenig prism does not displace the output beam from the input beam, making it advantageous in some instruments. The prism is also less bulky than the double Porro design. The prism is sometimes simply called a "roof prism", although this is ambiguous, because other roof prisms exist, such as the Amici and Schmidt–Pechan designs. A variant of the Abbe–Koenig prism replaces the "roof" section of the prism with a single mirror coated reflecting surface. This type of prism flips the image vertically, but not laterally, changing the handedness of the image to the opposite sense.
Проблема фазовой коррекции
Призма Аббе-Кенига имеет те же проблемы с фазовой коррекцией, что и другие призмы типа "крыша". Бинокли с призмой Аббе-Кенига и другие бинокли с крышеобразной призмой выигрывают от применения фазокорректирующих покрытий, которые минимизируют эти проблемы и значительно улучшают разрешение и контрастность.
The Abbe–Koenig prism shares the phase correction problems with other roof prisms. Abbe–Koenig prism and other roof prism binoculars benefit from phase correction coatings to minimize these problems and substantially improve resolution and contrast.
Коммерческая доля рынка биноклей
Призмы Аббе-Кёнига значительно длиннее, чем призмы Шмидта-Пехана, и использовались и используются редко, за исключением больших биноклей с крышной призмой, где малый вес, компактный размер и стоимость менее важны, чем максимальная светосила. В начале 2020-х годов коммерческая доля рынка биноклей с призмами Аббе-Кёнига относительно невелика по сравнению с другими типами призм.
Abbe Koenig prisms are significantly longer than Schmidt–Pechan prisms, and were and are rarely used except in large roof prism type binoculars, where light weight, compact size and cost are less important than ultimate light gathering power. In the early 2020s the commercial market share of Abbe–Koenig prism type binoculars is relatively small compared to other prism designs.