Призма Шмидта – Пехана - Schmidt–Pechan prism

Призма Шмидта – Пехана, вид сбоку (вверху) и 3D-изображение (внизу).

А Призма Шмидта – Пехана это тип оптическая призма используется для поворота изображения на 180°. Эти призмы обычно используются в бинокль как система монтажа изображения. Призма Шмидта – Пехана использует секция призмы крыши (от нем. «Дачканте», букв. край крыши). Бинокль с призмами Шмидта – Пехана может быть сконструирован более компактно, чем бинокль с использованием Порро или же Крыша Аббе-Кенига призмы.

Призма Шмидта – Пехана иногда называется парой призм Пехана.^[1]

Метод работы

Schmidt-Pechan основан на Призма Печана конструкция: Обе представляют собой составные части двух призм, разделенных воздушным зазором. Pechan будет инвертировать или переворачивать изображение в зависимости от ориентации призмы, но не то и другое одновременно. Для конструкции Шмидта-Пехана верхняя призма конструкции Пехана заменена на Призма крыши Шмидта, поэтому призма Шмидта – Пехана может как инвертировать, так и обращать изображение, и таким образом действовать как вращатель изображения. Нижняя призма известна как полупента-призма или Призма Бауэрнфейнда. Изображения руки не изменен Шмидт-Печаном.

Конструкция двух призм такова, что входной луч и выходной луч коаксиальны, то есть призма Шмидта-Пехана не отклоняет луч, если центрирована на оптической оси. Секция "крыша" верхней призмы переворачивает (переворачивает) изображение вбок с двумя полными внутренними отражениями в горизонтальной плоскости от поверхности крыши: по одному на каждой стороне 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. В нижней призме используется один полное внутреннее отражение, с последующим вторым отражением на нижней поверхности, направленным во вторую призму Шмидта. Это второе отражение в нижней призме происходит при меньшем критический угол, поэтому призма Шмидта – Пехана требует отражающего покрытия, чтобы эта поверхность могла использоваться на практике. Это отличается от других крышных призм, таких как призма Аббе-Кенига, которые используют полное внутреннее отражение на всех отражающих поверхностях.

Проблемы с призмой Шмидта – Пехана

Стекло-воздушные переходы

Все поверхности входа и выхода должны быть с оптическим покрытием Чтобы минимизировать потери, необходимо тщательно выбирать тип покрытия, поскольку одни и те же грани призмы действуют как входные (требуется хорошее просветляющее покрытие), так и внутренне отражающие поверхности (требуется покрытие, обеспечивающее максимальное отражение). Статья Конрада Зейла "Прогресс в дизайне биноклей" Сваровски Оптик показывает, что однослойные антибликовые покрытия на этих поверхностях увеличивают контраст изображения.^[2]

Потери на отражение

Поскольку угол падения на нижнюю поверхность нижней призмы меньше критический угол, полное внутреннее отражение не происходит. Чтобы смягчить эту проблему, на этой поверхности используется зеркальное покрытие. Обычно алюминиевое зеркальное покрытие (отражательная способность 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 отражательную способность более 99% в видимом спектре света. Этот отражательная способность значительно улучшено по сравнению с алюминиевым или серебряным зеркальным покрытием, а призма Шмидта – Пехана аналогична призме Порро или призме Аббе – Кенига.

Необходимое зеркальное покрытие не только добавляет дополнительный этап производства, но и делает призму Шмидта – Пехана более подверженной потерям, чем другие устройства для формирования изображений, использующие призму Порро или призму Аббе – Кенига, которые полагаются только на полное внутреннее отражение. Диэлектрическое зеркальное покрытие сопоставимо по эффективности отражения, но делает Schmidt-Pechan более дорогим.

Фазовая коррекция

Кроме того, Schmidt-Pechan разделяет фазовая коррекция проблемы с другими призмами крыши.