Википедия

Пентапризма

У этого термина существуют и другие значения, см. Призма.

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].

Обычная пентапризма
Крышеобразная пентапризма. Двойная грань может быть как верхней, так и передней, это не влияет на оптический эффект

Применение править

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, Contax S и Alpa Prisma Reflex сразу после войны[12][13][14][15]. Профиль крышеобразной пентапризмы, выступающей над верхним щитком зеркальных фотоаппаратов, придаёт им характерный вид. В некоторых камерах предусмотрена замена оборачивающей системы зеркального видоискателя, позволяющая использовать другие оптические насадки или наблюдать изображение непосредственно на матовом стекле. Поэтому весь съёмный узел, содержащий кроме призмы увеличительный окуляр, детали экспонометра и другие вспомогательные приспособления, в обиходе называется «пентапризмой». Изображение пентапризмы со стрелкой, обозначающей ход света в ней, использовалось в качестве товарного знака объединением ГОМЗ, позже переименованным в ЛОМО[16].

Альтернативы в фотоаппаратуре править

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°[18]. В этом случае свет, отразившийся от верхних крышеобразных граней, вторично отражается от нижней, выходя через заднюю грань под углом 60° к первоначальному направлению. Призма использовалась в видоискателях советских фотоаппаратов «Салют» и «Киев-88 TTL», а также в некоторых иностранных камерах, давая выигрыш по высоте и весу с большим кадром среднего формата. Окуляр таких видоискателей расположен под углом, а уменьшенное увеличение компенсируется большим размером кадра. Известны случаи использования крышеобразной призмы Амичи в малоформатных зеркальных фотоаппаратах, например французском Focaflex[19].

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 кинокамерах с 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 править

Примечания править

  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 править

  • 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