Пентапризма


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].

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.