Бинокль

Название прибора «бинокль» с латинского языка означает «два глаза» (bi oculus). В XVII столетии появились первые оптические приборы – подзорные трубы, благодаря которым стало возможно наблюдать за предметами на удаленном расстоянии. Одним глазом было не очень комфортно смотреть за обстановкой.

Бинокль – это оптический прибор, состоящий из двух подзорных труб – монокуляров, которые размещены параллельно друг к другу. Такой оптический механизм дает возможность вести наблюдение за объектами, находящимися на большом расстоянии. Основное преимущество этой конструкции – изображение соответствующее тому, что мы видим глазами, – то есть сохраняется его форма и объём.

Вид такого изображения называют стереоскопическим, или пространственным, и оно образуется только при наблюдении двумя глазами.

Итальянец Галилео Галилей стал именно тем человеком, который в 1609 году изобрел оптический прибор с двумя линзами (рассеивающей и собирательной), положив тем самым начало истории биноклей. Первый созданный им бинокль обладал небольшим увеличением, наши современники пользуются такими в театрах (театральный бинокль). Последующие опыты, продолженные в 1610 году, дали возможность ученому создать более мощные оптические приборы, способные увеличить объект в 20, 30 и более раз. В таких приборах используют две линзы: одна собирает лучи света, формирующие изображение (объектив), а другая рассеивает их (окуляр). Бинокли с таким типом конструкции называют именем их первооткрывателя – галилеевскими.

Бинокль, созданный Галилеем, был прост и давал достаточно четкое изображение, но как измерительный прибор, применяться он не мог. Чтобы качество изображения было более высоким, изобретение Галилея необходимо было усовершенствовать.

Призменная оптика, изобретенная Кеплером в 1611 году, стала началом истории создания современного бинокля. Пользуясь призменным биноклем, уже можно было измерить расстояние, также у него увеличился угол обзора. Однако новый тип устройства имел некоторый недостаток: изображение подавалось в перевернутом виде. Учеными-оптиками из Франции, Германии, России (независимо друг от друга) была предпринята попытка использовать более сложную систему призм, что дало положительные результаты – удалось вернуть прямой вид картинке.

Следующая веха в истории бинокля была заложена Джоном Доллондом. Он изобрел ахроматический объектив. В 1757 году он смог получить преломление света без применения воды и стеклянных линз и предпринимал попытки получить этот результат комбинацией разных стекол.

На призменную систему получил патент итальянец Игнацио Порро в 1854 году. В XIX веке (1860-е годы) в Париже он совместно с Хоффманом занимался созданием монокуляров, призменная система которых полностью соответствует той, которую имеют сейчас современные модели биноклей. Первые бинокли, разработанные ученым Эрнстом Аббе и основателем фабрики оптических систем, инженером Карлом Цейсом, поступили в продажу в 1894 году. Они имели привлекательный дизайн и давали достаточно резкое изображение.

Кроме призмы Порро, в биноклях может применяться система «roof» без смещения окуляра. Ее принцип работы аналогичен телескопам, по сути, такие бинокли являются двумя параллельно соединенными трубами телескопа. Таким образом, существует два вида призменных биноклей:

«Порро» – с применением призмы PORRO (названа в честь изобретателя Игнацио Порро). В этой оптической схеме половина одной призмы перекрыта другой, повернутой к ней на 90 градусов. В биноклях такого типа окуляр и объектив находятся на разных уровнях. Классические призмы Porro-типа имеют объектив с окуляром, которые располагаются ступенчато, при этом обеспечивается пластичность, но бинокль выглядит более громоздким. Такая форма (расстояние между объективами больше межокулярного) обеспечивает лучшее качество изображения. «Руф» – с применением призмы ROOF (двух видов – призма Аббе-Кенига и призма Шмидта-Пехана) – система сложнее предыдущей. Одна призма полностью закрывает другую. Бинокли с такой оптикой более компактные, однако и более дорогие. Roof-системы более компактны, дешевы и легки за счет расположения всех элементов на одной оси, но пользовательские характеристики у них несколько хуже.

Два типа оптических систем, применяемых в биноклях

В зависимости от того, по каким характеристикам классифицировать бинокли, их существует несколько.

Если отталкиваться от размеров, то существует два основных вида – классический бинокль (может иметь фиксированную и переменную кратность) и компактный бинокль (тоже может иметь фиксированную и переменную кратность.)

Старый военный немецкий бинокль

Компактные бинокли меньше классических, поэтому они удобны в использовании для охотников и туристов и других категорий пользователей. Однако сфера применения классических биноклей шире – тот же туризм, охота, спортивные соревнования, мореходство, военное дело, наблюдение за небом и другие сферы человеческой деятельности.

Также бинокли классифицируют по способу фокусировки, их есть два вида. Первый – с центральной фокусировкой – один центральный винт для настройки фокуса, и с раздельной фокусировкой – на каждом окуляре фокус (резкость) регулируют отдельно.

Разные виды биноклей имеют разные технические параметры, которые определяют их специализацию.

Театральный бинокль – используется для наблюдения за объектами в театрах, на концертах, на стадионах. Позволяет наблюдать на небольшом расстоянии. Имеет достаточно большую светосилу, очень компактен.

Первоначально «развлекательная оптика» была громоздкой и несовершенной. По сути, она представляла собой упрощенные телескопы, – то есть относительно небольшие монокуляры, богато украшенные эмалью, каменьями и прочей дорогостоящей отделкой. Они были больше экзотическим аксессуаром для скучающих богатых модниц, чем полезным прибором, и до 1800 года не получили широкого распространения ввиду несовершенства технологий.

Наиболее ранние успешные разработки в этом направлении связывают с семейным предприятием Фохлэндеров. В 1756 году, во времена расцвета Австро-Венгерской империи, Кристоф Фохлэндер основал в Вене «Мастерскую точной механики и оптики». В 1807 году его сын Иоганн Фридрих, идя навстречу чаяниям венских театралов, превратил зрительную трубку в театральный бинокль. Фохлэндер открыл первое предприятие по созданию точной оптики. Его венская компания стала одним из первых изготовителей биноклей для театра, и уже с начала XIX века они получили повсеместное распространение. Начиная с 1823 года, когда был создан первый из известных экземпляров подобной оптики, она стала популярной, несмотря на техническое несовершенство.

Трудно сказать, когда в продажу поступили первые экземпляры. Ныне самое раннее сохранившееся изделие этой фирмы датируется 1823 годом, но весьма вероятно, что штучное производство было налажено лет на десять раньше. В 1823 году «Journal de Dames et de la Mode» отмечает: «Букетик фиалок, вышитая косынка, большой оперный бинокль и флакон с нюхательной солью – вот четыре вещи, которые модной даме необходимо иметь в театре».

Театральный бинокль

Сферические и хроматические искажения (эффект называют аберрацией) ухудшали качество изображения. Развиться театральным биноклям позволили два изобретения – центральная фокусировка Пьера Лемьера и ахроматические линзы Эрнста Аббе. Первое позволило одновременно настраивать резкость для двух глаз, второе перевернуло мир оптики в целом. Вместе с бинокулярными призмами (авторства Аббе и Кенинга) это позволило повысить резкость и четкость без увеличения размеров прибора.

Долгое время театральные бинокли так и оставались предметом роскоши. Известные французские фирмы Bautain Brevete, Lamaire и многие российские производители (Иоганн Мильк, Иван Урлауб) выпускали практически произведения искусства.

Компактный бинокль используется для наблюдения за объектами в хорошую погоду в тех случаях, когда не предъявляется требований к большому увеличению и светосиле.

Полевой бинокль имеет большую светосилу, часто используется в геодезии, топографии и энергетике.

Военный бинокль – легкий, портативный, водостойкий с плотным противоударным корпусом. Небольшой, охватывает широкое поле зрения, обеспечивает хорошее увеличение.

Астрономический бинокль – предназначен для наблюдения за небесными телами (в основном наблюдения ведутся с использованием штатива).

Морской бинокль – стойкий к плохим погодным условиям, водонепроницаемый. Имеет встроенный дальномер, может комплектоваться компасом.

Бинокль ночного видения – используют для наблюдения за объектами ночью.

Стандартно лидерами производства биноклей считают фирмы Carl Zeiss, Nikon, Canon, Pentax.