双眼鏡の仕組み
双眼鏡は、光がさまざまな媒体を通過する際の光の特性と挙動を正確に利用することにより、光学法則の原理に基づいて動作します。 双眼鏡を分解して、双眼鏡がどのように機能するか、双眼鏡の重要な部分は何か、そしてそれらがどのように連携するかを見てみましょう。
双眼鏡は 3 つの光学部品で構成されています。
接眼レンズまたは接眼レンズ: 投影された虚像に焦点を合わせて拡大します。
プリズム: 画像の向きを修正するには、画像を垂直方向と水平方向に反転します。
対物レンズ: 入射光を集めて焦点に集中させます。通常は収差を補正するために 2 枚以上のレンズからなるレンズ系です。
双眼鏡の仕組みをわかりやすく解説
双眼鏡の部品とその機能を理解するには、双眼鏡を分解して内部を観察するのが最善です。 こうすることで、個々のアセンブリを確認し、双眼鏡がどのように機能するかをよりよく理解できるようになります。 があります光学系と機械系を見て。
双眼鏡の光学部品
双眼鏡は、光を屈折させて焦点を合わせる 3 つの光学アセンブリで構成され、遠くの物体を拡大して近くに見えるようにします。 これら 3 つの重要なコンポーネントは、対物レンズ、プリズム システム、接眼レンズです。 これらの部品の機能と双眼鏡の拡大方法を理解するために、これらの部品を詳しく見てみましょう。
対物レンズ
の客観的その大きなもので集光レンズ見方に応じて、双眼鏡の前端または下端に位置します。 集光レンズは対象物に向けられます。光を捉えます.
大きいほど絞り– レンズの直径が大きいほど、双眼鏡の集光力が大きくなり、画像がより明るく見えます。 このため、ハンターや星空観察愛好家はレンズ径の大きな双眼鏡を選びます。 ハイキングや時々の使用に最適な軽量でコンパクトな双眼鏡は、口径が約 25 mm とはるかに小さい場合があります。 開口部のサイズは、双眼鏡の評価の 2 番目の数値で表されます。 8倍42
対物レンズによって作成される仮想中間像は上下逆になり、鏡像になります。 これを補正するために、双眼鏡の内部でプリズムが使用されます。
プリズムシステム
双眼鏡にプリズムがないと、観察者は倒立した像を見ることになります。 プリズムはこれを補正し、双眼鏡の長さを若干短縮するのにも役立ちます。
のプリズムクラウンガラス製で、補正鏡として機能する。 光線がプリズムを通過すると、複数の反射によって対物レンズによって投影された像が上下反転し、観察者は正常に見える像を見ることができます。
双眼鏡で使用されるプリズムには主に 2 つのタイプがあります。 これらは、ポロ プリズムとさまざまなダハ プリズムのデザインです。
ポロプリズム
ポロプリズム双眼鏡には2つのプリズムが使用されており、互いに直角に設置されています。
光線は内面で反射され、一方のプリズムでは上から下に、もう一方のプリズムでは左から右に反転します。
ポロ プリズム システムを備えた双眼鏡の利点は、これらのプリズムを製造するのがはるかに簡単かつ安価であり、並べて設置できるためスペースがほとんど必要ないことです。
ポロプリズム双眼鏡は、多くの場合、ダハプリズム双眼鏡よりも短い構造になっています。
ダハプリズム
このプリズム システムは通常 2 つのプリズムで構成され、そのうちの少なくとも 1 つはルーフ エッジの形状をしています。
異なる波長の位相シフトを補償し、色にじみを減らすために、プリズムガラス本体の片面をコーティングする必要があるため、ダハプリズムはポロプリズムよりも少し高価になります。
ダハプリズム双眼鏡の画像補正は、ポロの双眼鏡よりも複雑な光路をたどる可能性がありますが、対物レンズからの上下反転と鏡像の結果は同じです。
ダハプリズムにより、双眼鏡をよりスリムでコンパクトに構築できます。 これらのプリズムを備えた双眼鏡は、ポロ プリズムを備えたモデルに比べて少し狭くてエレガントですが、より精巧な製造が必要となるため、通常は少し高価になります。
接眼レンズ
の接眼レンズ、 とも呼ばれている眼科、双眼鏡の前面にあり、観察中に直接覗き込む 2 つのレンズです。
アイカップ (接眼レンズの鏡筒にあるゴム製の延長部分) は、接眼レンズまでの目の距離を正しく保ち、邪魔な斜めの迷光からある程度の保護を提供するためによく使用されます。
接眼レンズは通常 2 つ以上のレンズで構成されます。
双眼鏡の焦点が適切に調整されていると、人間の目は対物レンズとプリズム システムによって投影された画像を見ることができます。
双眼鏡の機械部品
視度調整
多くの人は両目の視力が同じではありません。 双眼鏡で疲れずに観察できるように、視力の違いを補正する必要がある両方の目で焦点の合った画像を見ることができます。
通常、接眼レンズの焦点を調整することで、右側の接眼レンズを微調整して視度の差を補償できます。
調整するには、右目を閉じ、画像が鮮明で鮮明になるまでセンター フォーカス ホイールを回して、左目 (視度補正なしの接眼レンズ) を使用して対象物に焦点を合わせます。 次に、視度調整を使用して 2 番目の接眼レンズの鮮明度を微調整します。
フォーカスホイール
さまざまな距離にある物体を見るときに鮮明で鮮明な画像を得るには、常に双眼鏡の焦点を調整する必要があります。 フォーカス ノブ (またはフォーカス ホイール) を回すと、接眼レンズ (または接眼レンズの 1 つだけ) が押し出されたり引き込まれたりして、接眼レンズの焦点が対物レンズの焦点に収束します。
ヒンジ付きバレルブリッジ
双眼鏡は、単純に隣り合って取り付けられた 2 つの望遠鏡です。 観察者がそれらを通して同時に見ることができるように、それらは正確に同じ方向を指す必要があります。 バレルブリッジは、双眼鏡の鏡筒が平行に並んでいる光軸が平行になるように（光線はコリメートされた).
ブリッジに接続されているヒンジを使用すると、接眼レンズの距離を観察者の個々の目の距離に調整できます。
バレルまたはチューブ
バレルは、すべての光学部品をまとめて保持するハウジングです。 ハウジングは光学部品を保護し、機械的衝撃や落下時にずれないよう安定した位置に保持します。
優れた双眼鏡の多くには、水や湿気の侵入を防ぐために O リングシールが付いています。 高額モデルでは内部に不活性ガスを封入し、水没時でも耐水性を確保しているケースも多い。
ポロプリズム双眼鏡の光の道
プリズムが画像を反転させるしくみ
表示されたオブジェクトからの画像が水平および垂直に反転して表示される
最初のプリズムは画像を垂直に反転します
2 番目のプリズムは画像を水平に反転します
対物レンズの焦点距離の端に小さな画像が投影されます。
接眼レンズは画像を拡大して目に提示します
画像に焦点が合う仕組み
観察者に焦点が合った鮮明な画像を提示するには、接眼レンズの焦点が対物レンズの焦点と収束する必要があります。
双眼鏡の倍率の計算方法
双眼鏡の倍率は「倍率」とも呼ばれ、機器の使用目的を決定するのに役立つ重要な評価要素です。 双眼鏡で見たとき、裸眼で見たときと比べて何倍に拡大して見えるかを示します。
倍率はレンズの焦点距離と接眼レンズの焦点距離の商です。 上の例では次のようになります240 / 24 = 10
双眼鏡の倍率は、双眼鏡の評価の最初の数字で表されます。8x42
最も一般的な倍率は 8 倍と 10 倍です。 10 倍の倍率では、100 メートル離れた物体は 10 メートル離れているかのように見えます。
双眼鏡の各部とその機能の概要
双眼鏡がどのように機能するのか、そして基本的に 3 つの光学部品 (接眼レンズ、プリズム、対物レンズ) の非常に単純な配置からどのように組み立てられるのかは、静かに興味深いものです。
の対物レンズ双眼鏡の前端にある大きなレンズで、見る物体に面しています。 対物レンズの直径を「対物レンズ」といいます。絞り。レンズのサイズによって、解像度（鮮明さ）とどれだけの光を集めることができるかが決まります。 対物レンズからキャプチャされた画像は鏡像化され、上下逆さまになります。
プリズム画像を補正するために使用されます。 倒立像の光線がプリズムを通過すると、プリズムの内面で反射し、通常の本物に見える像として出射します。 プリズムの種類にはポロプリズムとダハプリズムがあります。
の接眼レンズ接眼部はユーザーが覗き込む部分です。 対物レンズが収集して焦点距離の終わりに投影した画像は、接眼レンズによって拡大され、観察者の目に表示されます。