Шмидт-Pechan призма представляет собой тип оптической призмы используется для поворота изображения на 180 ° . Эти призмы обычно используются в биноклях в качестве системы построения изображения . В призме Шмидта – Пехана используется секция призмы крыши (от немецкого «Dachkante», букв. Край крыши ). Бинокль с призмами Шмидта – Пехана может быть сконструирован более компактно, чем бинокль с крышными призмами Порро или Аббе – Кенига .
Призма Шмидта – Пехана иногда называется парой призм Пехана. [1]
Метод работы
Модель Schmidt-Pechan основана на конструкции призм Пехана : обе являются составной частью двух призм, разделенных воздушным зазором. Дизайн Пехана будет инвертировать или переворачивать (переворачивать) изображение, в зависимости от ориентации призмы, но не то и другое одновременно. В дизайне Шмидта-Пехана верхняя призма из дизайна Пехана заменена крышной призмой Шмидта , поэтому призма Шмидта-Пехана может как инвертировать, так и переворачивать изображение и, таким образом, действовать как вращатель изображения. Нижняя призма известна как полупентапризма или призма Бауэрнфайнда . Образ в своеволии не изменяется Шмидт-Pechan.
Конструкция двух призм такова, что входной луч и выходной луч коаксиальны, то есть призма Шмидта – Пехана не отклоняет луч, если он центрирован на оптической оси. Секция «крыша» верхней призмы переворачивает (переворачивает) изображение вбок с двумя полными внутренними отражениями в горизонтальной плоскости от поверхности крыши: по одному с каждой стороны крыши. Эту последнюю пару отражений можно рассматривать как одно отражение в вертикальной плоскости. И инверсия, и реверсия вместе вызывают поворот изображения на 180 °, но при этом отклоняют траекторию на 45 °. Нижняя призма исправляет это, сопрягая луч под углом 45 ° с верхней призмой. Нижняя призма использует одно полное внутреннее отражение , а затем второе отражение от нижней поверхности, чтобы направить луч во вторую призму Шмидта. Это второе отражение в нижней призме происходит под углом меньше критического , поэтому призма Шмидта – Пехана требует отражающего покрытия для этой поверхности, чтобы ее можно было использовать на практике. Это отличается от других крышных призм, таких как призма Аббе-Кенига, в которой используется полное внутреннее отражение на всех отражающих поверхностях.
Проблемы с призмой Шмидта – Пехана
Стекло-воздушные переходы
Все входные и выходные поверхности должны иметь оптическое покрытие, чтобы минимизировать потери, хотя тип покрытия должен быть тщательно выбран, поскольку одни и те же грани призмы действуют как входные (требуется хорошее просветляющее покрытие), так и внутренне отражающие поверхности ( требуется покрытие, обеспечивающее максимальное отражение). В статье Конрада Зейла из Swarovski Optik «Прогресс в дизайне биноклей» показано, что однослойные антибликовые покрытия на этих поверхностях увеличивают контраст изображения. [2]
Потери на отражение
Поскольку угол падения на нижнюю поверхность нижней призмы меньше критического угла , полного внутреннего отражения не происходит. Чтобы смягчить эту проблему, на этой поверхности используется зеркальное покрытие. Обычно используется алюминиевое зеркальное покрытие ( коэффициент отражения от 87% до 93%) или серебряное зеркальное покрытие (коэффициент отражения от 95% до 98%).
Пропускание призмы можно дополнительно улучшить, используя диэлектрическое покрытие, а не металлическое зеркальное покрытие. Это заставляет поверхности призмы действовать как диэлектрическое зеркало . Хорошо продуманное диэлектрическое покрытие может обеспечить коэффициент отражения более 99% в видимом спектре света. Эта отражательная способность значительно улучшена по сравнению с алюминиевым или серебряным зеркальным покрытием, а характеристики призмы Шмидта-Пехана аналогичны призме Порро или призме Аббе-Кенига.
Необходимое зеркальное покрытие не только увеличивает производственный этап, но и делает крышную призму Шмидта – Пехана менее потерянной, чем другие устройства для формирования изображений, использующие призму Порро или призму Аббе – Кенига, которые зависят только от полного внутреннего отражения. Диэлектрическое зеркальное покрытие сопоставимо по эффективности отражения, но делает Schmidt-Pechan более дорогим.
Фазовая коррекция
Кроме того, Schmidt-Pechan имеет те же проблемы фазовой коррекции, что и другие кровельные призмы.
Рекомендации
- ^ http://www.edmundoptics.com/optics/prisms/image-rotation-prisms/half-penta-prisms/3249
- ^ Seil, Konrad (1991-12-01). «Прогресс в дизайне биноклей» . Труды SPIE . 1533 . DOI : 10.1117 / 12.48843 .