Пентапризма

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
У этого термина существуют и другие значения, см. Призма.
Обычная пентапризма
Крышеобразная пентапризма. Двойная грань может быть как верхней, так и передней, это не влияет на оптический эффект

Пентапри́зма — отражательная призма, имеющая в сечении, перпендикулярном рабочим граням, вид пятиугольника[1]. Две грани пентапризмы покрыты отражающим слоем, а из трёх прозрачных одна нерабочая. Свет, вошедший в пентапризму, выходит из неё под прямым углом к первоначальному направлению вне зависимости от угла падения на входную грань[2]. Это достигается за счёт угла между отражающими гранями, составляющего 45°[3][4]. Благодаря чётному количеству отражений, изображение, видимое через пентапризму, остаётся прямым[5]. При замене одной из отражающих граней двумя, расположенными в форме двускатной крыши поперёк сечения призмы под углом 90° друг к другу, получается крышеобразная пентапризма[6]. В отличие от простой пентапризмы, крышеобразная даёт зеркальное изображение, перевёрнутое в направлении, перпендикулярном главному сечению призмы[4]. По промышленной классификации обычная пентапризма имеет обозначение БП-90°, а крышеобразная — БкП-90°[7].

Применение

Основное назначение пентапризмы — увеличение оптической длины при сохранении компактности конструкции. Коэффициент удлинения пентапризмы составляет 3,414[5][8]. Одно из первых применений пентапризмы нашли в призматических биноклях и монокулярах, значительно сокращая их габариты по сравнению со зрительной трубой[9]. Ещё одно свойство пентапризмы — всегда отклонять свет строго перпендикулярно — делает её незаменимой в геодезии и строительстве. Две пентапризмы, расположенные так, чтобы две рабочие грани находились в одной плоскости, а две другие были направлены в противоположные стороны, используют в геодезическом приборе эккер[10]. С помощью этого прибора можно откладывать на местности перпендикулярные линии.

Крышеобразная пентапризма, изобретённая в середине XIX века французом Шарлем Гулье (фр. Charles Goulier), получила наибольшую известность благодаря широкому применению в качестве оборачивающей системы видоискателя зеркальных фотоаппаратов[11]. Без пентапризмы такой видоискатель даёт зеркально перевёрнутое изображение, наблюдаемое сверху на расположенном горизонтально фокусировочном экране. Такой способ визирования неудобен и приводит к преобладанию снимков с нижнего ракурса, неприемлемого при портретной съёмке. При использовании крышеобразной пентапризмы, установленной над фокусировочным экраном и коллективной линзой, в окуляре с горизонтальной оптической осью видимо прямое изображение, а фотоаппарат находится на уровне глаз. При этом за счёт многократного отражения в стекле, оптическая длина между фокусировочным экраном и окуляром достаточна для нужного увеличения изображения при сохранении компактности конструкции.

Впервые пентапризменный видоискатель был почти одновременно реализован в фотоаппаратах Rectaflex,

ГОМЗ, позже переименованным в ЛОМО[16]
.

Альтернативы в фотоаппаратуре

Пентапризма может располагаться крышеобразными гранями как вверх, так и вперёд, при этом эффект от её использования не меняется. В большинстве зеркальных фотоаппаратов двойная грань обращена вверх, однако иногда используется другая конфигурация. Последняя характерна для так называемых «спортивных» видоискателей (например, Nikon DA-1) с прямоугольной выходной гранью без окуляра[17].

В некоторых фотоаппаратах вместо обычной пентапризмы использовалась полупентапризма с крышей БкУ-60°

Focaflex[19]
.

  • Принцип действия пентапризмы
    Принцип действия пентапризмы
  • Продольный разрез фотоаппарата с пентапризмой
    Продольный разрез фотоаппарата с пентапризмой
  • Съёмный узел пентапризмы Nikon F5
    Съёмный узел пентапризмы Nikon F5
  • Крышеобразная призма Амичи
    Крышеобразная призма Амичи
  • Видоискатель Porrofinder с призмой Порро
    Видоискатель Porrofinder с
    призмой Порро
  • Pentax 645Z с трапециевидной призмой
    Pentax 645Z с трапециевидной призмой

Первая в мире однообъективная «зеркалка» Duflex с прямым изображением в видоискателе использовала в качестве оборачивающей системы

призму Порро запатентованную в этом качестве Йено Дуловичем ещё в 1943 году[20]. Однако пентапризма оказалась эффективнее, и призма Порро используется редко, например в полуформатном Olympus Pen F[21][22]. Значительно реже такая призма встречается в аппаратуре с крупным кадром, например в видоискателях семейства Porrofinder для среднеформатной Mamiya C330. В аппаратуре с большим кадром могут использоваться и другие виды призм, например трапециевидная призма, как в фотоаппаратах Pentax 645[23]. За счёт троекратного внутреннего отражения, изображение в выходной грани такой призмы получается перевёрнутым, и становится прямым при рассматривании через окуляр, выполненный по схеме телескопа Кеплера[24]
. Главный выигрыш такой конструкции видоискателя — меньшие объём стекла и вес трапециевидной призмы по сравнению с необходимой для такого кадра пентапризмой.

В оптических системах, не требующих уменьшения габаритов при увеличенном оптическом пути, например, в

зеркальным обтюратором, для поворота оси светового потока применяется призмы других типов. В профессиональной киносъёмочной аппаратуре используются оптические шарниры, позволяющие поворачивать лупу сквозного визира относительно камеры в различные положения. Поэтому конструкция таких оборачивающих систем намного сложнее. В дешёвых любительских фотоаппаратах цельная пентапризма заменяется более лёгким пентазеркалом, склеенным из плоских зеркал[25]. Однако, из-за потерь света на зеркалах, отсутствующих в отражательных призмах, светопропускание видоискателя с пентазеркалом ниже, чем у пентапризменного[26]
.

См. также

Примечания

  1. ↑ Фотокинотехника, 1981, с. 234.
  2. ↑ Аэрофотосъёмка. Аэрофотосъёмочное оборудование, 1981, с. 131.
  3. ↑ Теория оптических приборов, 1966, с. 22.
  4. ↑ 1 2 Оптические призмы. Labor-Microscopes. Дата обращения: 11 ноября 2018. Архивировано 11 ноября 2018 года.
  5. ↑ 1 2 Теория оптических систем, 1992, с. 75.
  6. ↑ Выбор фотоаппарата, 1962, с. 53.
  7. ↑ Теория оптических систем, 1992, с. 74.
  8. ↑ Расчёт оптических систем, 1975, с. 165.
  9. ↑ Porro или Roof — что лучше? Optic Market. Дата обращения: 11 ноября 2018. Архивировано 12 ноября 2018 года.
  10. ↑ Double prism optical square - Operating instructions (англ.) (pdf). triginstruments.co.nz. Trig Instruments. Дата обращения: 14 октября 2020. Архивировано 31 января 2016 года.
  11. ↑ Фотоаппараты, 1984, с. 16.
  12. ↑ Фотокурьер, 2005, с. 22.
  13. ↑ 1949: Contax S (англ.). 1949-1962: Zeiss Ikon Contax of Dresden. The History of Penta Prism SLR. Дата обращения: 3 декабря 2018. Архивировано 4 декабря 2018 года.
  14. ↑ Heinz Richter. ALPA – LEICA QUALITY IN A COMPETITOR’S CAMERA (англ.). Barnack Berek Blog (15 февраля 2015). Дата обращения: 3 декабря 2018. Архивировано 4 декабря 2018 года.
  15. ↑ The mother of all modern DSLR cameras (англ.). Photography Traveller (2 ноября 2014). Дата обращения: 3 декабря 2018. Архивировано из оригинала 4 декабря 2018 года.
  16. ↑ Знаки предприятий оптической промышленности СССР. Zenit Camera. Дата обращения: 19 ноября 2018. Архивировано 30 ноября 2018 года.
  17. ↑ Nikon Interchangeable Prisms for F2 Series bodies (англ.). Modern Classic SLRs Series. Photography in Malaysia. Дата обращения: 9 марта 2013. Архивировано из оригинала 13 марта 2013 года.
  18. ↑ Half Pentaprisms (англ.). Sunny Precision Optics. Дата обращения: 14 ноября 2018. Архивировано 8 февраля 2019 года.
  19. ↑ Mike Elek. Focaflex Automatic (англ.). Classic Cameras. Дата обращения: 1 ноября 2018. Архивировано 5 ноября 2018 года.
  20. ↑ Dave Doty. The Birth of Penta Prism SLR (англ.). The History of Penta Prism SLR. Дата обращения: 2 марта 2021. Архивировано 28 февраля 2021 года.
  21. ↑ Popular Photography, 1994, p. 42.
  22. ↑ Olympus Pen F (англ.). Olympus. Дата обращения: 25 сентября 2018. Архивировано из оригинала 25 сентября 2018 года.
  23. ↑ Pentax 645N: overview (англ.). Hymenoptera Chrysididae and Macrophotography. Дата обращения: 14 ноября 2018. Архивировано 14 ноября 2018 года.
  24. ↑ Inherits of Pentax 645 tradition and takes it to the next level (англ.). Ricoh Imaging. Дата обращения: 14 ноября 2018. Архивировано 14 ноября 2018 года.
  25. ↑ Пентапризма в фотоаппарате. FotoMTV. Дата обращения: 25 сентября 2018. Архивировано 19 декабря 2016 года.
  26. ↑ Теория оптических систем, 1992, с. 72.

Литература

  • Борис Бакст. Первое детище Цейсса в стране социализма. Contax-S // «Фотокурьер» : журнал. — 2005. — № 5/101. — С. 18—25.
  • Д. З. Бунимович. Выбор фотоаппарата / Е. А. Иофис. — М.: «Искусство», 1962. — 128 с.
  • Н. П. Заказнов, С. И. Кирюшин, В. И. Кузичев. Глава V. Детали оптических систем // Теория оптических систем / Т. В. Абивова. — М.: «Машиностроение», 1992. — С. 53—91. — 448 с. — 2300 экз. — ISBN 5-217-01995-6.
  • В. Н. Чуриловский. Глава I. Геометрическая оптика // Теория оптических приборов / А. П. Грамматин. — М.: «Машиностроение», 1966. — С. 28—35. — 274 с. — 14 000 экз.
  • М. Я. Шульман. Фотоаппараты / Т. Г. Филатова. — Л.: «Машиностроение», 1984. — 142 с. — 100 000 экз.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Пентапризма&oldid=137036722