Capitolul 2
caracteristicile tehnice și operaționale principale ale optice
instrumente Atent
Revizuirea pe scurt a dispozitivului principal tipuri de dispozitive optice și de observare cu performanțele lor tehnice, să ne ia în considerare semnificația fizică a acestor parametri și relațiile lor reciproce și impactul acestora asupra eficienței dispozitivului de supraveghere.
Cunoașterea sensul fizic al parametrilor și caracteristicile tehnice ale echipamentelor de observare va permite o comparație, corect selectați instrumentul cel mai adecvat pentru condițiile specifice de utilizare și dreptul de ao exploata.
2.1. CREȘTEREA
Parametrul principal al oricărui instrument de observare optic este de a crește, cu care observatorul vede prin elemente individuale ale dispozitivului de observare. In cazul cel mai general, creșterea aparentă sau pur și simplu o creștere a instrumentului de observare optic este determinat prin următoarea expresie:
unde # 945; 1 - unghiul la care ochii observatorului vede imaginea obiectului format de sistemul optic dispozitiv de supraveghere;
# 945; 2 - unghiul la care obiectul este vizibil cu ochiul liber.
Știind lentilă ƒob distanța focală și distanța focală a ocularului ƒok crește unitatea de supraveghere poate fi determinată prin următoarea formulă:
În cele din urmă, în cazul în care valorile diametrelor pupilei și ieșire elev unitate de supraveghere dvh Dvyh (a se vedea secțiunea 2.2 ..) Creșterea poate fi determinată din următoarea expresie:
Ultimele două Ecuațiile arată că o creștere a unității de supraveghere optică G este conectat direct la principalele sale dimensiuni geometrice și, prin urmare, definește dimensiunile și independent de dimensiunile masei unității.
Aparatele de informații din pașaport, în literatura de specialitate, precum și alte materiale pentru a crește notația magnitudinea utilizată notația de forma: x 7. 8 x. 15 x și t. D.
Citiți o notație crește de șapte ori mai mare, creștere de opt ori, a crescut de cincisprezece ori mai mare, etc. creșterea valorii așa cum se indică în mod direct pe carcasa unității de supraveghere, în mod obișnuit ca prima cifră pentru a forma combinații 7X50, 8x30, 12X40 etc .....
Tabel. 1.1.-1.5 dă creșterea valorilor pentru diferitele dispozitive de observare. Convențional considerate dispozitive cu creșterea x 6 și dispozitive mai mici creștere mică. Dispozitive cu creșterea x 7 - 10 x dispozitive creștere medie considerate în mod convențional și, în final, dispozitive cu creșterea x 12 sau mai mult este considerată dispozitive de înaltă mărire.
2.2. Intrare și ieșire elevi
Un parametru foarte important al oricărui dispozitiv optic de supraveghere este o lumină dvh diametru lentile, sau cum este numit, pupila de intrare.
În practică, diametrul părții de lucru a lentilei liber de jantă (vezi. Fig. 1.1). Această opțiune este întotdeauna conținută în certificatul dispozitivului și carcasa acestuia direct la al doilea număr în notația de forma 7X50, 8x30, 12X40, etc. Această cifră definește valoarea diametrului lentilei luminii sau în alt mod - a pupilei de intrare, direct în milimetri.
Cunoscând diametrul pupilei de intrare DVH. Puteți găsi valoarea diametrului pupilei de ieșire Dvyh.
în cazul în care F - creșterea în unitate.
Pupila de iesire (vezi. Fig. 1.1 și 1.2) situate în spațiul din spatele ultimei suprafața optică a ocularului și, practic, apar ca un mic cerc de lumină vizibilă în lentilele ocularului atunci când este văzut în retractat lor destul de departe de poziția ochiului.
Dimensiunea pupilei Dvyh determină luminozitatea dispozitivului, care va fi discutat mai jos. Aici ne vom concentra asupra valorii Dvyh pentru binocluri și lunete cu 7X50 caracteristic.
Astfel cum rezultă din expresia de mai sus, în acest caz:
Această valoare nu este întâmplătoare. Faptul că pupila ochiului uman își schimbă diametrul său, în funcție de condițiile de iluminare ambientală și în întuneric dimensiunea sa poate fi aproape de 7 mm. Prin urmare, dispozitivul de observare pentru a face dimensiunea de ieșire a pupilei de 7-7,2 mm mai lung, practic, inutil, deoarece ar crește dimensiunea și greutatea totală a dispozitivului, dar nu va crește cantitatea de lumină care pătrunde ochiul observatorului.
Din cele de mai sus, în special, faptul că binoclul și lunete cu caracteristică 7X50 este proiectat pentru a monitoriza nu numai ziua, dar în amurg, și lumina de noapte. Din acest motiv, aceste dispozitive sunt numite uneori noapte. Tabel. 1.1 -1.3 valoare dată de intrare și de ieșire elev diametrelor pentru diferite tipuri de instrumente de observare optic.
2.3. Eye relief
Pupila de ieșire a instrumentului este amplasat în spațiul din spatele ultimei suprafeței optice a ocularului (vezi. Fig. 1.1 și 1.2) la lvyh. care este numit de relief ochi.
Acest lucru se face pentru a permite alinierea pupilei de ieșire a sistemului optic cu pupila ochiului observatorului, care este necesar pentru a face observații cu un dispozitiv de observare optic.
Acest lucru este necesar în cazul observatorului poziția de fixare a ochiului în raport ocular cu ajutorul păhărelul (poz. 14 din fig. 1.1, a), care este un rigid sau un manșon flexibil a unui formular fixat pe ocularul de cuplare.
Tabel. 1.1 -1.3 și 1.5 sunt date valori ale pupilei pentru îndepărtarea diferitelor dispozitive de observare. Din aceste tabele, este clar că pentru valoarea cele mai multe dispozitive lvyh este în intervalul de 8-16 mm. În același timp, în dispozitive concepute pentru ochelari de observare (ochelari de model 7x50-Bots et al.), Această valoare atinge valori de 21-24 mm.
În cazul în care valoarea lvyh necesară poate fi determinată empiric. Pentru aceasta avem nevoie pentru a trimite aparatul la un obiectiv luminos și o sursă de lumină de la distanță (soarele, iluminatul electric, etc.), iar pentru ocularul de a plasa un ecran mic de hârtie albă. Prin deplasarea ecranului înainte sau înapoi în raport cu ocularul, o imagine clară ar trebui să realizeze o pupilă de ieșire (cerc alb). A primit în care distanța de la ecran la lentila ocular și este îndepărtarea pupilei.
2.4. DOMENIUL DE VEDERE
Un parametru foarte important de performanță a oricărui dispozitiv de observare optic este un câmp de vizualizare pe care le oferă. Distinge câmp unghiular și liniar de vedere. Câmpul angular de vedere este unghiul dintre razele extreme care intră în lentila obiectivului și creează o imagine, văzută de observatorul prin ocular. Un câmp liniar de vedere este considerată a fi porțiunea vizibilă maxim (liniar dimensiunea sa) imagini ale obiectelor situate la o distanță R de la dispozitiv, de obicei, la o distanță R - 1000 m.
domeniul liniar de vedere asociat cu o relație unghiulară următoarea:
Tabel. 1,1-1,3 dă valorile câmpului unghiulare și liniare de vedere pentru observarea diferitelor dispozitive optice.
Valorile câmpului liniar de vedere este adesea direct pe dispozitiv, de exemplu, sub forma inscripția: „Câmpul vizual de 105 m la o distanță de 1000 m“
Valoarea zero este asociată cu o creștere a instrumentului. Ca o regulă, cu atât mai mare mărire, câmpul vizual mai. În același timp, dispozitivele de aceeași creștere poate avea diferite domenii de vedere. Astfel, în cazul dispozitivelor care au același grad de mărire și același diametru al pupilei de intrare, un câmp mai larg de vedere este de obicei un design mai perfectă, care utilizează ocularul larg complex.
Mai multe poinomu este cazul instrumentelor de înaltă ale diafragmei, cum ar fi binocluri și lunete cu caracteristică 7X50 (vezi. Tabelul. 1.1 și 1.2). Cele mai multe dintre aceste dispozitive la o mărire relativ mică (x 7) și au un mic câmp vizual (7-7,3 °).
Motivul este că, în scopul de a reduce pierderea de lumină în componentele circuitului optice astfel de dispozitiv se aplică un simplu ocular trei lentile având un câmp unghi mic de vedere.
2.5. REZOLUȚIE
Un parametru esențial al oricărui dispozitiv de observare optic este rezoluția.
Acest termen desemnează cea mai mică dimensiune între piesele de colț imaginile observate separat generate de sistemul optic al dispozitivului.
Rezoluția măsurată în secunde unghiulare (simbol „), iar dimensiunea mai mică, cu cât rezoluția și calitatea superioară a dispozitivului optic.
Rezoluția a dispozitivului depinde și de locul în domeniu pentru a le da imaginea. Acesta are o valoare maximă la centrul terenului a imaginii și în mare măsură scade spre margini.
Puterea de date de pașaport rezolvare este de obicei dat la centrul câmpului de imagine al instrumentului.
Tabel. 1,1-1,3 prezintă valorile acestui parametru pentru diferite tipuri de instrumente de observare optic.
După examinarea acestor tabele poate concluziona următoarele: pentru un număr de aparate, cu o creștere relativ mică (7 x 10 și x), puterea de rezoluție mai mare decât cea a dispozitivelor cu creștere mai mare. Evident, aceasta este o dovadă a proprietăților optice ridicate ale acestor dispozitive, în special, faptul că ele dau imaginea de o calitate mai ridicată în comparație cu alte dispozitive, chiar și cei cu mult mai mult decât crește.
2.6. raport al deschiderii
O proprietate importantă a oricărei unități de observare optic este capacitatea sa de a trece printr-un fascicul de lumină. Astfel, luminozitatea aparentă a obiectelor avute în vedere prin dispozitiv de observare depinde de pierderea de lumină în dispozitiv și mărimea elevilor săi de intrare și ieșire.
Principalele motive pentru pierderea de lumină în dispozitivul optic al luminii sunt reflectate de pe suprafețele de componente optice (lentile, prisme, grile etc.) și de absorbție a luminii în aceasta. Aceste pierderi sunt caracterizate prin așa numitul transmitanța instrumentului. Valoarea acestui coeficient depinde de complexitatea unității de dispozitiv optic, în special cu privire la numărul și dimensiunile componentelor optice, numărul de suprafețe de reflexie, și sticla de calitate și iluminare optica.
De exemplu, în tubul moderne prisme binocular având 7 până la 11 elemente optice, numărul de suprafețe de reflexie este de 12 și mai sus, rezultând într-un factor de transmisie importantă - 0,45-0,75. Acest lucru înseamnă că, în unele modele de binocluri din fiecare tub este pierdut mai mult de jumătate din lumina de intrare în lentilele sale.
Pentru a evalua proprietățile parametrului dispozitivului optic de transmitere a luminii este folosit, care este numit diafragma.
Distinge așa numitul raport efectiv deschidere, care ia în considerare pierderea de lumină în aparat, iar raportul de deschidere geometrică, în funcție de mărimea pupilei de ieșire a dispozitivului.
Dispozitivele optice de observare folosesc de obicei, ultimul dintre acești parametri.
În general, geometric diafragma H semnifică un număr egal cu pătratul ieșire elev dispozitiv de supraveghere Dvyh, adică. E.
Cunoscând parametrii de bază ai instrumentului de observare optic, care duce de obicei în carcasă, de exemplu BOC-8X X40, este posibil să se determine raportul diafragmei geometric.
Pentru aceasta, se determină mai întâi diametrul pupilei:
Creșterea valorii în valoarea deschiderii pătrat se obține:
Tabel. 1.1-1.3 indică valorile diafragmei geometrice pentru diferite tipuri de instrumente de observare.
Rețineți că în instrumentele cu mărire variabilă (dispozitive cunoscute de panoramare. A se vedea tabelul 1.3.) Creșterea rezultatelor schimbărilor T într-o schimbare corespunzătoare în ambele H. deschidere geometrică în particular, o creștere a parametrului r scade diafragma H, și invers.
Convențional, raportul diafragmei pot fi considerate instrumente mici cele pentru care H ≤11, instrumente medii luminozitate sunt acelea pentru care N = 16 ÷ 25 și, în final, instrumente de mare luminozitate sunt acelea pentru care H = 49 ÷ 51.
Ca o regulă, dispozitive cu deschidere mici sunt destinate observațiilor în timpul zilei, medii dispozitivele permit diafragmei să le opereze în timpul zilei și la asfințit, cât și dispozitive ale diafragmei utilizate în timpul zilei, la înserat și lumina de noapte.
De exemplu, comparati fiecare alte trei dispozitive având același grad de mărire, dar raportul de deschidere diferite, cum ar fi aparate cu caracteristici 7X21, 7X35, 7X50.
Pentru prima dintre ele, raportul de deschidere este egal cu 9, și este evident că un astfel de dispozitiv poate fi folosit numai în timpul zilei.
Al doilea dispozitiv are o luminozitate de 25 și este deja posibil să se utilizeze nu numai în timpul zilei, dar la amurg.
În cele din urmă, al treilea dispozitiv are o luminozitate de 51 și poate fi folosit în timpul zilei, seara si noaptea, chiar și lumina.
2.7. NUMBER amurg
Pentru comparație și evaluarea avantajelor practice ale unui dispozitiv de supraveghere în timpul utilizării la asfințit sau în timpul nopții este parametrul special numit număr de amurg.
Numărul Amurg depinde de raportul dintre luminozitatea imaginii subiectului dat de unitatea de supraveghere, la luminozitatea același subiect, considerat de ochiul liber.
Practic Numărul crepusculară C se determină conform următoarei expresii:
Tabel. 1.1-1.3 oferă valorile amurgului pentru diferite tipuri de instrumente de observatie.
Ca un exemplu, considerăm ca numărul de amurg influențează alegerea aparatului utilizat pentru observarea în condiții de luminozitate scăzută, cum ar fi pentru observații la înserat și noaptea.
Să presupunem că avem patru binoclu cu diferite mărire, dar aceeași deschidere: BPS-4x20,-7H35, CBP BOC-BOC-8x40 și 10x50. luminozitate geometrică a tuturor acestor dispozitive este aceeași și este egală cu 25, și are un număr de crepuscul respectiv următoarele valori: 8,95; 15.65; 17.9 și 22.3.
Este clar că din cele patru instrumente mai eficiente pentru observarea în condiții de lumină slabă binoclu se va modela BOC-10x50.
2.8. PLASTIC
Dispozitiv optic binocular de observare mărește adâncimea vederii stereoscopice, cu alte cuvinte - volumul percepției vizibile în instrumentul spațiu.
Se crede că acuitatea umană vedere stereoscopică, în care aceasta continuare distinge situate separat în adâncimea obiectelor spațiale, este de aproximativ 10 secunde de arc sau altfel - 4,82 • 10 -5 radiani, adică # 948; ≈ 4,82 • 10 -5 rad.
Pornind de la această poziție, este posibil să se determine raza R a vederii stereoscopice umane având distanța oculară (distanța dintre centrele elevilor ochilor) b = 65 mm = 0,065 m, după cum urmează:
Când se folosește un binoclu cu bază (distanța dintre axele optice ale lentilelor) este crescută de stereoscopic relația / b și prin creșterea unității T, adică avem:
unde P = BG / b - binoclu din plastic.
Din ultima expresie care binoclu din plastic crește cu opțiunile C și D. Valorile din materiale plastice pentru diferite modele de binocluri sunt prezentate în tabelul. 1.1.
Trebuie remarcat faptul că în proiectele moderne de binoclu există o tendință la o scădere a bazei, care este asociat cu dorința de a reduce dimensiunea și greutatea dispozitivelor. Dar, acest lucru duce la o reducere a binocluri maselor plastice, după cum se poate observa din parametrii prezentați în tabelul. 1.1 în comparație cu binoclu din plastic noi modele 7H35-BPC, 7H35 BP, BP2-7H35 (în special BKFTS-7H35), cu modele mai vechi binoclu din plastic GSV-7h50, BPV1-7X50.
2.9. GREUTATE ȘI DIMENSIUNI
Greutate și dimensiuni ale dispozitivului optic de supraveghere sunt parametrii care afectează în mod direct gradul de utilizare a dispozitivului. Acești doi parametri sunt interconectate rigid. Astfel, orice creștere sau micșora dimensiunea dispozitivului imediat duce la o modificare corespunzătoare a greutății sale.
O serie de dispozitive moderne de observare posibile este redusă prin utilizarea de aliaje de metale ușoare, materiale plastice și de a reduce dimensiunea dispozitivelor.
Reducerea greutății prin reducerea dimensiunii instrumentului poate fi văzut în proiectarea binoclu moderne, care reduce baza prin binoclu, ajungandu-se la dimensiunea bazei ochiului b, cum ar fi în cazul modelelor de binocluri BKFTS-7H35, sau chiar la B
Tabel. 1.1-1.3 și 1.5 sunt dimensiunile și greutatea diferitelor dispozitive optice de observare.
Astfel, pentru binocluri și lunete în reducerea numărului total razmepax întâi corespunde lungimii unității (în direcția axei sale optice), al doilea număr corespunde cu lățimea dispozitivului și al treilea număr - grosimea acestuia.
Mai mult, pentru un binoclu prezentat în tabelul. 1.1 lungimi determinate la montarea ocularul la poziția 0 la scara dioptrie, lățime și grosime - la montarea distanță oculară de 70 mm.
Pentru cele mai multe telescoape una dintre dimensiunile este lungimea tubului în poziția de funcționare, și în loc de lățimea și lungimea mai mare diametru tub este utilizat (vezi. Tabelul 1.3.).