Όταν κοιτάτε τα κιάλια προς πώληση, θα παρατηρήσετε ότι υπάρχουν δύο τύποι: παραδοσιακά, χοντροκομμένα και λεπτά, κομψά.
Τα μεγάλα, συμβατικά που μπορεί να δείτε στα κινούμενα σχέδια ονομάζονται κιάλια Porro Prism. Οι άλλοι, λεπτοί τύποι ονομάζονται κιάλια Roof Prism, ή κιάλια Dach Prism στα γερμανικά.
Όπως υποδηλώνει το όνομα, τα κιάλια πρίσματος οροφής χαρακτηρίζονται από ένα τμήμα σε σχήμα οροφής. Παραδόξως, το σχέδιο Roof Prism υπήρχε ήδη στα τέλη του 19ου αιώνα, λίγες μόνο δεκαετίες αφότου εφευρέθηκαν τα κιάλια Porro Prism.
Πρόσφατα, τα κιάλια Roof Prism έχουν γίνει πιο δημοφιλή από το Porro Prism λόγω της κομψής σχεδίασής τους. Σε αυτή την ανάρτηση, θα εξηγήσω με φωτογραφίες πώς λειτουργούν τα κιάλια Roof Prism.
Τι υπάρχει μέσα στα κιάλια Roof Prism;
Υπάρχουν μερικοί τύποι σχεδίων Roof Prism, όπως τα Abbe-Koenig και Schmidt-Pechan. Κάθε σχέδιο έχει τα πλεονεκτήματά του, αλλά ο σχεδιασμός Shmidt-Pechan Prism χρησιμοποιείται πιο συχνά σε κιάλια.
Εδώ είναι η οπτική διαδρομή των διοπτρών Roof Prism (σχέδιο Schmidt-Pechan). Παρατηρήστε ότι οι αντανακλάσεις είναι αρκετά περίπλοκες εδώ.
Ένα πρίσμα είναι εγκατεστημένο πέρα από τον αντικειμενικό φακό.
Σε αυτό το διάγραμμα (παρακάτω), υπάρχουν προφανώς τρεις αντανακλάσεις στο πρίσμα Shmidt, αλλά στην πραγματικότητα εμφανίζονται τέσσερις αντανακλάσεις.
Το πρίσμα Shmidt έχει μια οροφή όπου η εικόνα περιστρέφεται 180 μοίρες και αναστρέφεται οριζόντια ταυτόχρονα. Αυτό επιτρέπει στους κατασκευαστές να κάνουν τα κιάλια πιο συμπαγή.
Αυτά τα πρίσματα παίζουν σημαντικό ρόλο περιστρέφοντας την εικόνα 180 μοίρες για να λάβουν μια όρθια εικόνα.
Δεδομένου ότι υπάρχει φως που πηγαίνει απευθείας στη γραμμή της οροφής, το οποίο δεν μπορεί να ανακλαστεί, όσο πιο στενή είναι η γραμμή οροφής, τόσο το καλύτερο. Επίσης, οι κατασκευαστές πρέπει να εξομαλύνουν τέλεια τη γρέζια, κάτι που απαιτεί εξαιρετική ακρίβεια.
Ακολουθούν μερικές εικόνες που θα σας βοηθήσουν να καταλάβετε τη δυσκολία στην κατασκευή Prisms οροφής.
Αυτή η φωτογραφία τραβήχτηκε απέναντι από έναν καθρέφτη. Η εικόνα αναστρέφεται οριζόντια.
Η επόμενη εικόνα αντικρίζει δύο καθρέφτες, συνδυασμένους σαν πρίσμα οροφής. Η εικόνα περιστρέφεται 180 μοίρες και αναστρέφεται οριζόντια δύο φορές (επιστρέφει στο κανονικό).
Εάν η γωνία αυτών των κατόπτρων είναι μικρότερη από 90 μοίρες, το κέντρο της εικόνας χάνεται.
Αντίθετα, εάν η γωνία είναι μεγαλύτερη από 90 μοίρες, η εικόνα διαχωρίζεται.
Όπως μπορείτε να δείτε, η γωνία της οροφής πρέπει να είναι ακριβώς 90 μοίρες. Η γωνία πρέπει να είναι ακριβής εντός 0,0089 μοιρών, γεγονός που αυξάνει το κόστος κατασκευής.
Ενώ ο σχεδιασμός του πρίσματος οροφής είναι πολύ χρήσιμος για τη διατήρηση της διαδρομής του φωτός σε ευθεία και τη δημιουργία της εικόνας με τη δεξιά πλευρά προς τα επάνω, η παραγωγή πρισμάτων οροφής απαιτεί πιο εξειδικευμένες τεχνικές κατασκευής με υψηλότερο κόστος.
Ποιο είναι καλύτερο, το Roof Prism ή το Porro Prism;
Στα πρίσματα Porro, το φως αντανακλάται από την «ολική ανάκλαση», που σημαίνει ότι δεν υπάρχει απώλεια στη διαπερατότητα του φωτός. Ωστόσο, στα κιάλια Roof Prism, η ολική ανάκλαση δεν μπορεί να συμβεί στη δεύτερη ανάκλαση του πρίσματος Shmidt, επειδή η γωνία του φωτός είναι μικρότερη από τη γωνία πρόσπτωσης.
Επομένως, το τμήμα της οροφής πρέπει να επικαλυφθεί σαν καθρέφτης, γεγονός που οδηγεί σε απώλεια διαπερατότητας φωτός. Αυτό είναι ένα σημαντικό μειονέκτημα των Roof Prisms.
Για πολλά καλά κιάλια, εφαρμόζονται επιστρώσεις ασημί καθρέφτη για υψηλή ανακλαστικότητα, αν και το κόστος είναι υψηλό σε χαμένο φως. Αυτές τις μέρες, ορισμένοι κατασκευαστές οπτικών χρησιμοποιούν επιστρώσεις διηλεκτρικού πρίσματος, οι οποίες επιτρέπουν μια εκπληκτικά υψηλή ανακλαστικότητα άνω του 99%.
Το δεύτερο σημαντικό πρόβλημα με τον σχεδιασμό Roof Prism είναι η μετατόπιση φάσης που συμβαίνει μετά από πολλαπλές εσωτερικές ανακλάσεις. Η μετατόπιση φάσης προκαλεί λιγότερη αντίθεση και χαμηλότερη ανάλυση.
Κοιτάζοντας ένα φως του δρόμου μέσα από ένα παλιό ζευγάρι κιάλια πρίσματος οροφής (κάτω), θα δείτε ενοχλητικά φαντάσματα.
Για να αποφευχθεί αυτό και να αυξηθεί η αντίθεση, ορισμένα καλά κατασκευασμένα κιάλια χρησιμοποιούν επιστρώσεις διόρθωσης φάσης, οι οποίες δεν επιτρέπουν την εμφάνιση παρεμβολών. Αυτή η μετατόπιση φάσης δεν συμβαίνει με τα Porro Prisms.
Για τους παραπάνω λόγους, τα καλά κιάλια Roof Prism μπορεί να είναι πολύ ακριβά. Το κύριο πλεονέκτημα των διοπτρών Roof Prism είναι το λεπτό και συμπαγές σώμα τους.
Ωστόσο, καθώς οι τεχνικές κατασκευής βελτιώνονται δραματικά, τα κιάλια Roof Prism γίνονται λιγότερο ακριβά. Με μεγαλύτερα κιάλια, τα Porro Prisms είναι βαρύτερα από τα κιάλια Roof Prism.
Κατά τη γνώμη μου, καθώς το διάφραγμα μεγαλώνει, τα κιάλια Roof Prism έχουν ένα πλεονέκτημα λόγω του σχετικά ελαφρού τους βάρους. Όταν κοιτάζω τον νυχτερινό ουρανό με το ζευγάρι Porro Prism 7×50 (πάνω από 1 κιλό), τα χέρια μου κουράζονται αρκετά γρήγορα.
Αριστερά: 8×42 Roof Prism (το Schmidt Pechan), Μεσαίο: 7×42 Roof Prism (the Abbe-Koenig), Δεξιά: 8,5×44 Regular Porro.
Αντίθετα, με τα συμπαγή κιάλια, τα σχέδια Mini Porro Prism έχουν ένα πλεονέκτημα έναντι των Prisms οροφής στις περισσότερες πτυχές. Τα κιάλια Mini Porro είναι ήδη συμπαγή και ελαφριά και είναι πολύ λιγότερο ακριβά από το σχέδιο Roof Prism.
Περίληψη
Υπάρχουν δύο τύποι κιάλια: τα κιάλια Porro Prism και τα κιάλια Roof Prism. Τα κιάλια Roof Prism ονομάζονται και Dach Prism στα γερμανικά. Με τα πρίσματα οροφής, η οπτική διαδρομή γίνεται ευθεία, γεγονός που κάνει το σώμα λεπτό και συμπαγές.
Ωστόσο, τα Prisms οροφής είναι πιο ακριβά από τα Porro Prisms όχι λόγω της εξαιρετικής τους απόδοσης αλλά λόγω των δυσκολιών στην κατασκευή ακριβείας.
Ενώ τα Porro Prisms επιτρέπουν σε όλο το φως να ανακλάται μέσω της «ολικής ανάκλασης», ο σχεδιασμός του Schmidt Prism έχει ένα σημείο ανάκλασης, στο τμήμα της οροφής, το οποίο προκαλεί λιγότερη μετάδοση φωτός.
Επιπλέον, οι εσωτερικές αντανακλάσεις μπορεί να προκαλέσουν παρεμβολές, οι οποίες μπορεί να έχουν αρνητική επίδραση στην εικόνα.
Εάν δεν είστε σίγουροι ποιο να αγοράσετε, Porro Prism ή Roof Prism, μπορεί να εξαρτάται από το διάφραγμα. Για μεγάλα κιάλια, το μικρό βάρος του σχεδιασμού Roof Prism είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα. Ωστόσο, τα συμπαγή κιάλια είναι ήδη αρκετά ελαφριά, επομένως δεν χρειάζονται ακριβά πρίσματα οροφής.
Και τα δύο σχέδια με πρίσμα Porro και Roof έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Είναι σημαντικό να γνωρίζετε τις διαφορές πριν αγοράσετε κιάλια.