쌍안경

Binoculars
8x42 루프 프리즘 쌍안경(레인가드 및 개방형 테더 렌즈 캡 포함)

쌍안경 또는 필드 안경은 두 개의 굴절 망원경이 나란히 장착되어 있고 같은 방향을 가리키도록 정렬되어 있어 멀리 있는 물체를 볼 때 두 눈(쌍안시)을 사용할 수 있습니다.대부분의 쌍안경은 양손으로 잡을 수 있는 크기이지만 오페라 안경부터 커다란 받침대에 장착된 군용 모델까지 크기는 매우 다양합니다.

(단안)망원경과 달리, 쌍안경은 사용자에게 3차원 이미지를 제공합니다: 각각의 접안렌즈는 보는 사람의 눈에 약간 다른 이미지를 제공하고 시차는 시각 피질이 깊이의 인상을 생성하도록 합니다.

광학설계

갈릴레이의

갈릴레이 쌍안경

17세기 망원경이 발명되면서부터 쌍안경을 위해 두 개를 나란히 장착하는 장점이 탐구된 것으로 보입니다.[1]대부분의 초기 쌍안경은 갈릴레이 광학계를 사용했습니다. 즉, 볼록한 물체와 오목한 접안렌즈를 사용했습니다.갈릴레이 디자인은 직립한 이미지를 표현할 수 있는 장점이 있지만 시야가 좁으며 그리 고배율이 가능하지 않습니다.이런 유형의 건축물은 여전히 매우 저렴한 모델과 오페라 안경 또는 극장 안경에 사용됩니다.갈릴레이 디자인은 또한 저배율 쌍안경 수술과 보석상의 루프에 사용됩니다. 왜냐하면 그것들은 매우 짧고 특별한 광학 장치 없이 직립된 이미지를 만들어 낼 수 있기 때문에 비용과 전체적인 무게를 줄일 수 있습니다.또한 출구 동공이 크기 때문에 센터링의 중요성이 떨어지며, 좁은 시야가 이러한 애플리케이션에서 잘 작동합니다.[2]이것들은 일반적으로 안경테에 장착되거나 안경에 맞춤형으로 장착됩니다.

케플러적

케플러 광학계를 사용하는 쌍안경에서, 대물 렌즈에 의해 형성된 이미지를 양의 접안 렌즈(ocular)를 통해 보는 개선된 이미지와 더 높은 배율이 달성됩니다.케플러식 구성은 반전 이미지를 생성하므로 이미지를 올바르게 위로 전환하기 위해 여러 가지 방법을 사용합니다.

렌즈세움

케플러 광학계(때로는 "쌍둥이 망원경"이라고도 불림)를 가진 쌍안경에서, 각각의 관은 물체와 접안렌즈 사이에 하나 또는 두 개의 추가 렌즈(릴레이 렌즈)를 가지고 있습니다.이 렌즈들은 이미지를 세우는 데 사용됩니다.직립식 렌즈를 장착한 쌍안경은 심각한 단점이 있었습니다: 그것들은 너무 깁니다.그러한 쌍안경은 1800년대에 인기가 있었습니다(예를 들어, G.&S. Merz 모델).케플러식 "쌍둥이 망원경" 쌍안경은 광학적으로 그리고 기계적으로 제조하기 어려웠지만, 1890년대까지 더 나은 프리즘 기반 기술로 대체되었습니다.[3][4]

프리즘

디자인에 추가된 광학 프리즘은 많은 렌즈를 필요로 하지 않고 이미지를 올바르게 표시할 수 있게 해 주었고, 일반적으로 Porro 프리즘 또는 루프 프리즘 시스템을 사용하여 기기의 전체 길이를 줄였습니다.[5][6]이탈리아의 광학 기구 발명가인 이그나지오 포로는 1860년대에 파리의 호프만과 함께 현대의 포로 프리즘 쌍안경에 사용된 것과 같은 프리즘 구성을 사용하여 단안렌즈를 제작했습니다.1873년 비엔나 무역 박람회에서 독일의 광학 디자이너이자 과학자인 에른스트 아베는 두 개의 초경화된 프리즘을 가진 프리즘 망원경을 전시했습니다.포로와 아베의 광학 솔루션은 이론적으로 견고했지만, 주로 유리 품질이 충분하지 않았기 때문에 사용된 프리즘 시스템은 실제로 실패했습니다.[7][1]

포로
더블 포로 프리즘 디자인

포로 프리즘 쌍안경은 1854년에 이 이미지 구축 시스템에 특허를 낸 이그나지오 포로의 이름을 따서 지어졌습니다.에른스트 아베와 유리 과학자 오토 쇼트, 악기 제작자 칼 자이스와의 협력은 1894년 칼 자이스 회사에 의해 개선된 '현대적인' 포로 프리즘 쌍안경의 상업적인 도입으로 이어졌습니다.[1]이러한 유형의 쌍안경은 이미지를 세우기 위해 Z 모양의 구성으로 한 쌍의 Porro 프리즘을 사용합니다.이렇게 하면 안경알과 잘 분리되고 눈알이 상쇄되어 깊이감이 더 좋아지는 대물렌즈와 함께 넓은 쌍안경이 됩니다.포로 프리즘 디자인은 쌍안경의 물리적 길이가 물체의 초점 거리보다 작도록 광 경로를 접을 수 있는 추가적인 이점을 가지고 있습니다.포로 프리즘 쌍안경은 상대적으로 작은 공간에 상을 세우는 방식으로 만들어졌고, 프리즘을 이용한 쌍안경은 이렇게 시작되었습니다.

포로프리즘은 일반적으로 10 아크분 이내에 필요합니다(1/6/1도) 공장에서 광학 소자의 정렬(collim화)을 위한 허용 오차.가끔 쌍안경은 프리즘을 시준하기 위해 프리즘을 다시 정렬해야 합니다.[8]좋은 품질의 Porro 프리즘 디자인 쌍안경은 프리즘의 빗면 중심 폭에 걸쳐 약 1.5 밀리미터(0.06인치) 깊이의 홈 또는 노치를 사용하여 축방향 비이미지 형성 반사를 줄이는 이미지 품질을 제거합니다.[9]Porro 프리즘 쌍안경은 비교적 적은 제조 노력으로 우수한 광학 성능을 제공할 수 있으며 사람의 눈이 동공간 거리에 의해 인체공학적으로 제한되기 때문에 직경 60mm의+ 큰 대물 렌즈와 눈 조각의 상쇄 및 분리가 입체 광학 제품에서 실용적인 장점이 됩니다.

2020년대 초반, 포로 프리즘형 쌍안경의 상업적 시장 점유율은 다른 프리즘형 광학 디자인에 비해 두 번째로 많아졌습니다.[10]

기존의 Porro 프리즘 디자인에 비해 축 방향 오프셋이 크게 줄어든 Perger 프리즘과 같이 작은 규모의 쌍안경으로 응용할 수 있는 대체 Porro 프리즘 기반 시스템이 있습니다.[11][12]

지붕
슈미트-페찬 "지붕" 프리즘 디자인
아베-코에니그 "지붕" 프리즘 디자인

지붕 프리즘 쌍안경은 일찍이 1870년대에 Achille Victor Emmile Daubrese의 디자인에 등장했을지도 모릅니다.[13][14]1897년 모리츠 헨솔트는 펜타프리즘 기반 루프 프리즘 쌍안경을 시판하기 시작했습니다.[15]

대부분의 지붕 프리즘 쌍안경은 슈미트-페찬 프리즘(1899년 발명) 또는 아베-쾨니히 프리즘(에른스트 카를 아베와 알베르트 쾨니히의 이름을 따서 1905년 칼 자이스가 특허를 낸) 디자인을 사용하여 이미지를 세우고 광 경로를 접습니다.그들은 대략 안구와 일직선을 이루는 대물렌즈를 가지고 있습니다.[16]

지붕 프리즘이 달린 쌍안경은 20세기 후반부터 상당 부분 사용되어 왔습니다.루프 프리즘 디자인은 안구 조각과 거의 또는 완전히 일치하는 대물 렌즈를 생성하여 Porro 프리즘보다 더 좁고 더 작은 기구를 만듭니다.영상 밝기에도 차이가 있습니다.Porro 프리즘과 Abbe-Koenig 루프 프리즘 쌍안경은 빛의 투과를 줄이는 거울 코팅 표면을 사용하기 때문에 본질적으로 동일한 배율, 객관적 크기, 광학 품질을 가진 Schmidt-Pechan 루프 프리즘 쌍안경보다 더 밝은 이미지를 만들어 낼 것입니다.

루프 프리즘 설계에서 광학적으로 관련된 프리즘 각도는 2초(1도의 1,800분의 1) 이내에 정확해야 방해되는 이중 이미지가 보이지 않습니다.레이저 또는 간섭(시뮬레이션)에 의한 광학 소자의 정렬을 위한 이러한 엄격한 생산 공차를 저렴한 가격대로 유지하는 것은 어렵습니다.나중에 다시 시준할 필요를 방지하기 위해 프리즘은 일반적으로 공장에서 정렬된 다음 금속 판에 영구적으로 고정됩니다.[17]이러한 복잡한 생산 요건으로 인해 고품질의 루프 프리즘 쌍안경이 동등한 광학 품질의 Porro 프리즘 쌍안경보다 생산 비용이 더 많이 들고 1988년에 위상 보정 코팅이 개발되기 전까지는 비위상 보정 루프 프리즘 쌍안경에 비해 뛰어난 해상도와 대비를 제공했습니다.[16][17][18][19]

2020년대 초, 슈미트-페찬 디자인의 상업적 제공은 Abbe-Koenig 디자인을 능가하고 다른 프리즘 타입 디자인에 비해 지배적인 광학 디자인이 되었습니다.[20]

3개의 프리즘으로 구성된 Uppendahl 프리즘 시스템과 같은 대체 지붕 프리즘 기반 디자인은 소규모로 상업적으로 제공되었습니다.[21][22]

  • 쌍안경 하우징 형상에 대한 공통 광학계 및 실용적 효과
  • Binoculars diagram showing a Porro prism design

    포로 프리즘 디자인을 보여주는 쌍안경도

  • Porro prism binoculars, with distinctive eyepiece/objective axis offset

    독특한 접안 렌즈/객관축 오프셋이 있는 Porro 프리즘 쌍안경

  • Binoculars diagram showing a Schmidt–Pechan roof prism design

    슈미트-페찬 지붕 프리즘 디자인을 보여주는 쌍안경 다이어그램

  • Binoculars diagram showing an Abbe–Koenig roof prism design

    Abbe-Koenig 지붕 프리즘 디자인을 보여주는 쌍안경도

  • Roof prism binoculars, with the eyepiece in line with the objective

    루프 프리즘 쌍안경, 접안렌즈가 목적물과 일치함

현대 쌍안경의 광학계는 크게 세 가지 광학 어셈블리로 구성됩니다.[23]

  • 대물렌즈 어셈블리.이것은 쌍안경의 앞쪽에 있는 렌즈 어셈블리입니다.물체에서 빛을 모아서 이미지 평면에 이미지를 형성합니다.
  • 이미지 방향 보정 어셈블리.이는 일반적으로 광학 경로를 단축시키는 프리즘 조립체입니다.이 기능이 없으면 이미지가 반전되고 가로로 반전되므로 사용자가 불편합니다.
  • 접안 렌즈 어셈블리.이것은 사용자의 눈 근처에 있는 렌즈 어셈블리입니다.그것의 기능은 이미지를 확대하는 것입니다.

프리즘 시스템마다 광학 설계에 따른 장단점이 있지만, 광학 코팅, 광학 유리 제조 등의 분야에서 기술 진보로 인해 2020년대 초 고품질 쌍안경의 차이점은 사실상 무관하게 되었습니다.고품질의 가격대에서는 일반적으로 적용되는 모든 광학 시스템에서 유사한 광학 성능을 얻을 수 있습니다.이는 20-30년 이전에는 불가능했습니다. 발생하는 광학적 단점과 문제가 기술적으로 실질적인 무관성으로 완화될 수 없었기 때문입니다.잘 실행된 기술적 문제 완화 조치와 좁은 제조 허용 오차는 여전히 어렵고 비용 집약적이기 때문에 오늘날에도 루프 프리즘형 쌍안경에서는 고품질 이하의 가격 범주에서 광학 성능의 관련 차이를 관찰할 수 있습니다.

광 파라미터

프리즘 덮개 판에 나열된 매개 변수로, 50mm 대물 직경과 1,000야드(914.4m)의 372피트(113.39m) 시야를 가진 7개의 전력 배율 쌍안경을 설명합니다.

쌍안경은 일반적으로 특정한 용도에 맞게 설계됩니다.이러한 다양한 설계에는 쌍안경의 프리즘 커버 플레이트에 나열될 수 있는 특정 광학 파라미터가 필요합니다.이러한 매개 변수는 다음과 같습니다.

확대

확대는 양안 기술에서 첫 번째 숫자(예를 들어, 7x35, 10x50)로 주어지며, 물체의 초점 거리를 접안렌즈의 초점 거리로 나눈 비율입니다.이것은 쌍안경의 확대력(때로는 "지름"으로 표현되기도 함)을 줍니다.예를 들어, 배율이 7인 경우 해당 거리에서 본 원본보다 7배 큰 이미지가 생성됩니다.원하는 배율의 양은 용도에 따라 다르며, 대부분의 쌍안경은 영구적이고 조정할 수 없는 장치의 특징입니다(확대/축소 쌍안경은 예외입니다).휴대용 쌍안경은 일반적으로 7배에서 10배까지 확대되는 배율을 가지고 있기 때문에 악수의 영향을 덜 받을 것입니다.[24]배율이 클수록 시야가 작아지고 이미지 안정성을 위해 삼각대가 필요할 수 있습니다.천문학이나 군사용으로 특화된 일부 쌍안경은 15배에서 25배까지 확대되는 배율을 가지고 있습니다.[25]

대물직경

양안 기술에서 두 번째 숫자(예: 7x35, 10x50)로 주어진, 대물 렌즈의 직경은 해상도(예: 선명도)와 이미지를 형성하기 위해 얼마나 많은 빛이 모일 수 있는지를 결정합니다.서로 다른 두 쌍안경의 배율이 같고 품질이 같으며 충분히 일치하는 출구 동공을 생성하는 경우(아래 참조), 큰 대물 직경은 "밝고" 선명한 이미지를 생성합니다.[28][29]그러면 8x40은 8x25보다 더 밝고 선명한 이미지를 생성합니다. 두 이미지 모두 동일한 이미지를 8배로 확대하더라도 말입니다.또한 8x40의 더 큰 전면 렌즈는 안구를 떠나는 더 넓은 광선(출입 동공)을 생성합니다.따라서 8×25보다 8×40으로 보기 편합니다.10×50 쌍안경은 8×40 쌍안경보다 확대, 선명도, 광속이 더 좋습니다.대물 직경은 일반적으로 밀리미터 단위로 표시됩니다.쌍안경은 일반적으로 배율×객관 직경(예: 7×50)에 따라 분류됩니다.더 작은 쌍안경의 직경은 22 mm 정도이고, 35 mm와 50 mm는 현장 쌍안경의 일반적인 직경입니다. 천문 쌍안경의 직경은 70 mm에서 150 mm 정도입니다.[25]

시야각

쌍안경의 시야는 광학적 설계에 따라 다르며 일반적으로 확대력에 반비례합니다.일반적으로 1,000야드(또는 1,000m)에서 너비가 몇 피트(미터)인지 또는 몇 도를 볼 수 있는지의 각도 값과 같은 선형 값으로 표시됩니다.

동공퇴장

25x30 망원경의 작은 출구 동공과 9x63 쌍안경의 큰 출구 동공은 저조도에서 사용하기에 적합합니다.

쌍안경은 물체에 의해 모아진 빛을 빔으로 집중시키고, 그 중 직경인 출구 동공은 물체의 직경을 확대력으로 나눈 것입니다.최대 효과적인 빛의 수집과 밝은 이미지를 위해, 그리고 선명도를 최대화하기 위해,[26] 출구 동공은 적어도 사람 눈의 동공의 직경과 같아야 합니다: 밤에는 약 7mm, 낮에는 약 3mm로 나이에 따라 감소합니다.쌍안경에서 흘러나오는 빛의 원뿔이 그것이 들어가는 동공보다 크다면, 동공보다 큰 빛은 낭비됩니다.낮 시간에 사용할 때, 사람의 동공은 일반적으로 7x21 쌍안경의 출구 동공 정도인 약 3mm 확장되어 있습니다.7×50 쌍안경보다 훨씬 큰 7×50 쌍안경은 입사하는 동공보다 더 큰 (7.14 mm) 원뿔의 빛을 만들어 내고, 이 빛은 낮에 낭비됩니다.너무 작은 출구 동공 또한 관찰자에게 더 어두운 시야를 제공할 것입니다. 망막의 빛이 모이는 표면의 작은 부분만 사용되기 때문입니다.[26][30]장비를 운반해야 하는 용도(새 관찰, 사냥)의 경우, 사용자는 예상 홍채 직경과 일치하는 훨씬 더 작은(가벼운) 쌍안경을 선택하여 최대 해상도를 갖지만 낭비되는 조리개의 무게를 운반하지 않습니다.[29]

더 큰 출구 동공은 빛을 받을 수 있는 곳에 눈을 더 쉽게 놓을 수 있게 해줍니다. 큰 출구 동공 원뿔의 어느 곳에나 빛을 받을 수 있습니다.이러한 배치의 용이함은 특히 큰 시야 쌍안경에서 비네팅을 피할 수 있도록 도와주는데, 비네팅은 비네팅에서 나오는 빛이 일부 차단되어 있기 때문에 보는 사람에게 테두리가 어두워진 영상을 가져다 주고, 이는 영상을 빠르게 찾을 수 있다는 것을 의미하며, 이는 빠르게 움직이는 새나 게임용 동물을 볼 때 중요한 의미이고,또는 피칭 선박의 갑판에 있거나 이동하는 차량에서 관찰하는 선원을 위한 것.좁은 출구 동공 쌍안경은 유용한 이미지를 제공하기 위해 기기를 눈 앞에 정확히 고정해야 하기 때문에 피곤할 수도 있습니다.마지막으로, 많은 사람들은 새벽, 해질녘, 흐린 날씨, 또는 동공이 더 큰 밤에 쌍안경을 사용합니다.따라서 주간 출구 동공은 보편적으로 바람직한 기준이 아닙니다.애플리케이션의 편안함, 사용 편의성 및 유연성을 위해, 더 큰 출구 동공을 가진 더 큰 쌍안경은 비록 그들의 능력이 낮에 완전히 사용되지 않더라도 만족스러운 선택입니다.

황혼계수와 상대휘도

반사 방지 코팅과 같은 혁신이 쌍안경에 일반적으로 사용되기 전에는, 그 성능은 종종 수학적으로 표현되었습니다.오늘날, 쌍안경의 실질적으로 달성 가능한 도구적으로 측정 가능한 밝기는 단지 확대 및 대물 렌즈의 크기뿐만 아니라 사용되는 광학 유리의 품질 및 다양한 적용된 광학 코팅과 같은 복잡한 요소의 조합에 의존합니다.

쌍안경의 황혼계수는 먼저 배율에 대물렌즈 직경을 곱한 후 결과의 제곱근을 구함으로써 계산할 수 있습니다.예를 들어, 7×50 쌍안경의 황혼계수는 7×50의 제곱근입니다: 350 = 18.71.황혼계수가 높을수록, 수학적으로 어두운 빛 조건에서 관측할 때 쌍안경의 해상도가 향상됩니다.수학적으로, 7×50 쌍안경은 70×5 쌍안경과 정확히 같은 황혼율을 가지고 있지만, 70×5 쌍안경은 황혼 시간에는 쓸모가 없고, 또한 0.14 mm의 출구 동공만을 제공하기 때문에 조명이 잘 켜진 상태에서는 쓸모가 없습니다.더 결정적인 출구 동공을 알지 못하는 황혼 요인은 쌍안경의 저조도 능력의 실질적인 측정을 허용하지 않습니다.이상적으로, 출구 동공은 외부 광이 없는 상황에서 사용자의 어두운 적응된 눈의 동공 직경만큼 적어도 커야 합니다.[31]

쌍안경에서 명도와 밝기의 수준을 나타내는 가장 역사적이고 더 의미 있는 수학적 접근법은 상대적인 밝기였습니다.출구 동공의 직경을 제곱하여 계산합니다.위의 7×50 쌍안경 예제에서 이는 상대 밝기 지수가 51 (7.14 × 7.14 = 51)임을 의미합니다.상대 밝기 지수가 높을수록, 수학적으로 더 나은 쌍안경은 낮은 빛 사용에 적합합니다.[32]

아이릴리프

안구 릴리프는 후면 접안 렌즈에서 출구 동공 또는 안구 지점까지의 거리입니다.[33]이것은 관찰자가 선명하지 않은 이미지를 보기 위해 눈을 접안렌즈 뒤에 위치시켜야 하는 거리입니다.접안렌즈의 초점거리가 길어질수록 잠재적인 안구 완화 효과는 더 커집니다.쌍안경은 수 밀리미터에서 25 밀리미터 또는 그 이상의 범위의 안구 릴리프를 가질 수 있습니다.안경 착용자에게는 안구 릴리프가 특히 중요할 수 있습니다.안경 착용자의 눈은 일반적으로 눈 조각으로부터 멀리 떨어져 있으므로, 비네팅을 방지하기 위해 그리고 극단적인 경우에는 전체 시야를 보존하기 위해 더 긴 눈 완화가 필요합니다.눈이 짧은 쌍안경은 안정적으로 고정하기 어려운 경우에도 사용하기 어려울 수 있습니다.

쌍안경을 사용할 때 안경을 쓰고자 하는 안경 착용자는 눈이 초점(눈 점이라고도 함)보다 뒤에 있지 않도록 충분히 긴 안감이 있는 쌍안경을 찾아야 합니다.그렇지 않으면, 그들의 안경은 그들의 눈이 있어야 할 공간을 차지할 것입니다.일반적으로 안경 착용자에게는 16mm 이상의 안구 릴리프가 적합합니다.그러나 안경테가 더 두껍고 얼굴에서 상당히 돌출되어 있는 경우 17mm 이상의 안구 릴리프를 고려해야 합니다.안경 착용자들은 또한 개인의 인체공학적 선호도에 맞춰 눈 완화를 조정하기 위해 부분적으로 또는 완전히 접힐 수 있도록 이상적으로 여러 설정이 있는 트위스트업 눈 컵이 있는 쌍안경을 찾아야 합니다.[34]

근점거리

근접 초점 거리는 쌍안경이 초점을 맞출 수 있는 가장 가까운 지점입니다.이 거리는 쌍안경의 디자인에 따라 약 0.5에서 30m까지 다양합니다.확대에 대해 근초점 거리가 짧을 경우 쌍안경을 사용하여 육안으로 볼 수 없는 세부 정보를 확인할 수 있습니다.

아이피스

주요 기사:접안렌즈

쌍안경 안경은 보통 두 개 이상의 그룹으로 세 개 이상의 렌즈 요소로 구성됩니다.보는 사람의 눈에서 가장 멀리 있는 렌즈를 필드 렌즈 또는 대물 렌즈라고 하며 눈에 가장 가까운 렌즈를 눈 렌즈 또는 대물 렌즈라고 합니다.가장 일반적인 켈너 형상은 칼 켈너가 1849년에 발명한 것입니다.이 배열에서, 아이 렌즈는 평면 오목/이중 볼록 무채색 더블릿(눈을 마주보는 전자의 평평한 부분)이고 필드 렌즈는 이중 볼록 싱글릿입니다.1975년에 켈너 접안렌즈가 개발되었고, 그 안에서 필드 렌즈는 이중 오목/이중 볼록 무채색 더블렛이고 아이 렌즈는 이중 볼록 싱글렛입니다.리버스 켈너는 50% 더 많은 눈 완화 기능을 제공하며 작은 초점 비율로 더 잘 작동하고 약간 더 넓은 시야를 가질 수 있습니다.[35]

광역 쌍안경은 일반적으로 1921년에 특허를 받은 일종의 에르플 구성을 사용합니다.이것들은 세 그룹으로 다섯 개 또는 여섯 개의 요소를 가지고 있습니다.그룹은 두 개의 무채색 더블릿이며 이중 볼록 싱글릿이 사이에 있거나 모두 무채색 더블릿이 될 수 있습니다.이 안구 조각들은 난시와 유령 이미지에 시달리기 때문에 높은 파워에서 켈너 안구 조각들만큼 성능을 발휘하지 못하는 경향이 있습니다.그러나 그것들은 큰 눈 렌즈를 가지고 있고, 눈을 진정시키는 것이 뛰어나며, 더 낮은 전력에서 사용하기에 편리합니다.[35]

필드 평탄기 렌즈

고급 쌍안경은 프리즘 구성 뒤에 안경에 필드 평탄기 렌즈를 포함하는 경우가 많은데, 이 렌즈는 이미지 선명도를 향상시키고 시야의 외부 영역에서 이미지 왜곡을 줄이도록 설계되었습니다.[36]

기계설계

초점조절

영국군이 사용하는 독립초점 쌍안경
보는 사람의 좌안과 우안의 굴절차를 조절할 수 있는 오른쪽 접안렌즈에 회전형 디옵터를 구비한 Porro 타입, 외부 접안렌즈 브릿지 중앙초점 쌍안경

쌍안경에는 접안렌즈와 대물렌즈 또는 내부에 장착된 렌즈 요소 사이의 거리를 변경하는 포커싱 배열이 있습니다.일반적으로 초점을 제공하는 데에는 "독립 초점"과 "중앙 초점"이라는 두 가지 다른 배열이 사용됩니다.

  • 독립 포커싱은 두 개의 망원경 튜브가 각 접안렌즈를 조정하여 독립적으로 포커싱되는 배열입니다.군사용 또는 해양용과 같은 가혹한 환경 조건과 현장용으로 설계된 쌍안경은 전통적으로 독립된 초점을 사용해 왔습니다.
  • 중앙 포커싱은 중앙 포커싱 휠을 회전시켜 두 망원경 튜브를 함께 조정하는 방식입니다.또한, 두 개의 아이피스 중 하나는 뷰어의 눈 사이의 차이를 보상하기 위해 추가로 조정될 수 있습니다(보통 아이피스를 마운트에서 회전시킴으로써).조절 가능한 접안렌즈에 의해 영향을 받는 초점 변화는 굴절력의 관습적인 단위인 디옵트르에서 측정될 수 있기 때문에, 조절 가능한 접안렌즈 자체는 종종 디옵트르라고 불립니다.특정 시청자에 대해 이 조정이 이루어지면, 초점 조절 휠을 사용하여 안경 재조정 없이 두 튜브를 함께 조정함으로써 쌍안경을 다른 거리에 있는 물체에 다시 초점을 맞출 수 있습니다.
    중앙초점 쌍안경은 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
    • 외초점, 즉 안구를 움직여서 쌍안경에 초점을 맞추는 것으로, 항상 쌍안경의 부피가 변화합니다.이 과정에서 외부 공기와 작은 먼지 입자 및 습기가 쌍안경으로 빨려 들어가거나 밀어낼 수 있습니다.그러한 시스템을 밀봉하거나 방수하는 것은 어려우며, 아이피스가 중앙 포커스 샤프트 및 외부 아이피스 암 브리지 구조에 의해 이동되는 경우, 이 구조는 (우발적으로) 구부러지거나 변형되어 오정렬을 무력화할 수 있습니다.
    • 대물 렌즈 그룹과 프리즘 어셈블리 사이에 위치한 내부 장착 광학 렌즈(프리즘 어셈블리와 접안 렌즈 어셈블리[22][37] 사이에 위치한 경우는 거의 없음)를 하우징 내에서 이동시켜 쌍안경의 볼륨을 변경하지 않고 초점을 맞추는 내부 포커싱.포커싱 렌즈를 추가하면 망원경 튜브에 포함된 광학계의 빛 투과가 다소 줄어듭니다.내부 포커싱은 일반적으로 기계적으로 보다 견고한 중앙 포커싱 솔루션으로 간주되며, O-링과 같은 적절한 씰을 사용하여 쌍안경을 완전히 방수할 수 있습니다.[38]

확대 배율이 증가함에 따라 필드의 깊이(영상에서 가장 가까운 물체와 가장 먼 물체 사이의 거리)가 감소합니다.7×쌍안경에 비해 10×쌍안경은 자기장 깊이의 약 절반(7² ÷ 10² = 0.49)을 제공합니다.그러나 쌍안경 광학계와는 관련이 없고,사용자가 인식하는 실제 시야 깊이 또는 허용 가능한 시야 성능의 깊이는 수용 능력(accommod 능력은 사람마다 다르며 나이에 따라 크게 감소함)과 조명 조건은 사용자 눈의 유효 동공 크기 또는 직경에 의존합니다.사용자의 눈에 대해 설정되고 고정된 채로 있어야 하는 접안렌즈 조정 이외의 초점 조정 메커니즘이 없는 "초점 프리" 또는 "고정 초점" 쌍안경이 있습니다.이러한 것들은 타협적인 디자인으로 간주되며, 편의성에는 적합하지만 설계된 초초점 거리 범위를 벗어나는 작업에는 잘 적합하지 않습니다(일반적으로 약 35m(38야드)[39]에서 무한대까지 손으로 잡는 쌍안경의 경우, 특정 뷰어에 대해 접안렌즈 조정을 수행하지 않고).

쌍안경은 근시(근시) 또는 초시력(원시) 사용자가 초점을 조금만 더 조정하면 안경 없이 일반적으로 사용할 수 있습니다.대부분의 제조업체는 무한대에 초점을 맞출 때 이를 고려하기 위해 무한대 정지/설정 이상으로 사용 가능한 초점 범위를 조금 더 남겨 둡니다.[40]그러나 난시가 심한 사람들은 쌍안경을 사용하면서 안경을 써야 할 것입니다.

7-21×50과 같이 조정 가능한 배율, 줌 쌍안경이 있으며, 보통 "줌" 레버를 움직여 사용자에게 넓은 배율의 단일 쌍안경을 가질 수 있는 유연성을 제공합니다.이것은 줌 카메라 렌즈와 유사한 복잡한 일련의 조정 렌즈에 의해 달성됩니다.이러한 디자인은 쌍안경에 부피, 복잡성, 취약성을 더해주기 때문에 타협적이고 심지어[41] 속임수라고 할 수 있습니다.복잡한 광 경로로 인해 시야가 좁아지며 고줌에서 밝기가 크게 떨어집니다.[42]또한 모델은 눈의 피로와 피로를 피하기 위해 줌 범위 전체에서 두 눈의 배율을 일치시키고 시준을 유지해야 합니다.[43]이러한 기능은 거의 항상 높은 설정보다 낮은 전력 설정에서 훨씬 더 우수합니다.이는 출력이 증가함에 따라 더 많은 빛을 유입시키기 위해 전면 물체가 확대될 수 없으므로 시야가 더 어두워지기 때문에 자연스러운 현상입니다.7x에서는 50mm 전방 목표가 7.14mm 출구 동공을 제공하지만 21x에서는 동일한 전방 목표가 2.38mm 출구 동공만을 제공합니다.또한, 주어진 전력에서 줌 쌍안경의 광학 품질은 해당 전력의 고정 전력 쌍안경의 광학 품질보다 떨어집니다.

동공간 거리

약 63mm로 설정된 조절 가능한 동공간 거리가 있는 쌍안경

대부분의 현대 쌍안경은 힌지 구조를 통해 조절이 가능하며, 두 개의 망원경 반부 사이의 거리를 조절하여 눈의 분리가 다른 사람이나 "동공간 거리(IPD)"(눈의 동공 중심 사이의 밀리미터 단위로 측정된 거리)를 조절할 수 있습니다.대부분은 성인의 경우 동공간 거리(일반적으로 약 63mm)에 최적화되어 있습니다.동공간 거리는 나이, 성별, 인종에 따라 다릅니다.쌍안경 산업은 입체 광학 제품이 가장 작고 큰 IPD를 포함하여 많은 가능한 사용자를 처리할 수 있어야 하기 때문에 IPD 변화(대부분의 성인이 50-75 mm 범위의 IPD를 가지고 있음)와 그 극단을 고려해야 합니다.[44]좁은 IPD를 가진 아이들과 어른들은 쌍안경의 사용을 손상시키는 각 눈의 동공 중심 사이의 폭을 맞추기 위해 쌍안경 통의 IPD 조정 범위에 문제를 경험할 수 있습니다.[45][46]평균 또는 넓은 IPD를 가진 성인은 일반적으로 눈 분리 범위 조정 문제를 겪지 않지만, 60mm 직경 이상의 목표를 가진 직선형 지붕 프리즘 쌍안경은 상대적으로 좁은 IPD를 가진 성인에게 정확하게 조정하기에 차원적으로 문제가 있을 수 있습니다.[47]고체온증, 저체온증과 같은 원자적 조건은 IPD에 영향을 미칠 수 있고, 극단적인 IPD로 인해 쌍안경과 같은 입체 광학 제품을 사용하는 실질적인 장애를 초래합니다.

얼라인먼트

쌍안경의 두 망원경은 하나의 원형, 명백하게 3차원의 이미지를 만들기 위해 평행하게 정렬됩니다.정렬이 잘못되면 쌍안경에서 이중 이미지가 생성됩니다.약간의 정렬이 잘못되어도 뇌가 기울어진 이미지를 결합하려고 할 때 막연한 불편함과 시각적 피로감을 유발할 수 있습니다.[48]

정렬은 프리즘에 대한 작은 움직임, 내부 지지 셀을 조정하거나 외부 세트 나사를 돌리거나 물체 셀에 내장된 편심 링을 통해 물체의 위치를 조정합니다.무조건 정렬(3축 시준, 즉 두 광학 축이 다양한 동공간 거리 설정을 선택하는 데 사용되는 힌지의 축과 평행하게 정렬됨) 쌍안경에는 전문 장비가 필요합니다.[8]무조건 정렬은 일반적으로 전문가가 수행하지만 외부에 장착된 조정 기능은 일반적으로 최종 사용자가 액세스할 수 있습니다.조건부 정렬은 정렬 프로세스의 세 번째 축(힌지)을 무시합니다.이러한 조건부 정렬은 2축 의사 시준으로 귀결되며 조건부 정렬 쌍안경은 전체 동공간 거리 설정 범위에 대해 시준되지 않으므로 작은 범위의 동공간 거리 설정에서만 사용할 수 있습니다.

영상안정성

일부 쌍안경은 더 높은 배율에서 흔들림을 줄이기 위해 영상 안정화 기술을 사용합니다.이것은 자이로스코프가 계측기의 일부를 움직이게 하거나, 자이로스코프 또는 관성 검출기에 의해 구동되는 동력 메커니즘 또는 흔들림의 영향을 방지하고 감쇠시키도록 설계된 마운트를 통해 수행됩니다.안정화는 필요에 따라 사용자가 활성화하거나 비활성화할 수 있습니다.이 기술을 통해 쌍안경을 최대 20배까지 휴대할 수 있으며, 저전력 기기의 이미지 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다.몇 가지 단점이 있습니다: 삼각대에 장착되고 안정화된 쌍안경이 유사하게 지정된 안정화되지 않은 쌍안경보다 더 비싸고 무거운 경향이 있을 때 이미지가 가장 안정화되지 않은 쌍안경만큼 좋지 않을 수 있습니다.

주택

쌍안경 하우징은 다양한 구조 재료로 만들어질 수 있습니다.오래된 쌍안경 통과 경첩 다리는 종종 놋쇠로 만들어졌습니다.이후의 강철 및 알루미늄 및 마그네슘 합금과 같은 비교적 가벼운 금속 및 (섬유 강화) 폴리카보네이트 및 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌과 같은 폴리머가 사용되었습니다.하우징은 미끄러지지 않는 그립 표면, 원하지 않는 소리의 흡수, 움푹 들어간 곳, 긁힌 곳, 돌기 및 경미한 충격에 대한 추가적인 완충/보호를 제공하기 위해 외부 커버로 고무 장갑을 끼울 수 있습니다.[49][50]

광학 코팅

주요 기사:광학코팅
빨간색 멀티 코팅이 적용된 쌍안경

일반적인 쌍안경은 특수한 특성을 가진 6~10개의 광학 소자와 최대 20개의 대기 대 유리 표면을 가지고 있기 때문에, 쌍안경 제조업체들은 기술적인 이유와 이미지 개선을 위해 다양한 종류의 광학 코팅을 사용합니다.쌍안경의 렌즈와 프리즘 광학 코팅은 빛의 투과를 증가시키고, 해로운 반사와 간섭 효과를 최소화하며, 유익한 반사를 최적화하고, 물과 기름기를 제거하며, 심지어 렌즈를 긁힘으로부터 보호할 수 있습니다.현대의 광학 코팅은 산화물, 금속 또는 희토류 물질과 같은 매우 얇은 층의 물질로 구성됩니다.광학 코팅의 성능은 층의 수, 층의 정확한 두께와 구성, 층 사이의 굴절률 차이에 따라 달라집니다.[52]이러한 코팅은 광학 분야에서 핵심적인 기술이 되었으며 제조업체는 광학 코팅에 대한 고유한 명칭을 가지고 있는 경우가 많습니다.고품질의 21세기 쌍안경에 사용되는 다양한 렌즈 및 프리즘 광학 코팅을 합하면 총 200개(종종 겹침)의 코팅 층을 생성할 수 있습니다.[53]

반사방지

주요 기사:반사방지 코팅
파괴 간섭을 유발하는 4분의 1 파장(λ) 두께의 반사 방지 코팅

반사방지 간섭 코팅은 각 표면에서의 반사를 통해 모든 광학 표면에서 손실되는 빛을 줄입니다.반사 방지 코팅을 통해 반사를 줄이면 쌍안경 내부에 존재하는 "잃어버린" 빛의 양도 줄어듭니다(낮은 명암).광학 코팅이 우수한 쌍안경은 어셈블리를 통한 우수한 빛 전달로 인해 더 큰 대물 렌즈를 가진 코팅되지 않은 쌍안경보다 더 밝은 이미지를 제공할 수 있습니다.Zeiss가 사용한 최초의 투명 간섭 기반 코팅 투명벨라그(T)는 1935년 Olexander Smakula에 의해 발명되었습니다.[54]전형적인 렌즈 코팅 물질은 마그네슘 플루오린화물로 반사광을 약 4%에서 1.5%로 감소시킵니다.광학 유리 표면에 대한 16기압에서 4% 반사 손실은 이론적으로 52% 광 투과율(0.96 = 0.520)을 의미하며 1.5% 반사 손실은 78.5% 광 투과율(0.985 = 0.785)보다 훨씬 우수합니다.굴절률이 서로 다른 여러 겹의 층을 사용함으로써 더 넓은 범위의 파장과 각도에서 반사를 줄일 수 있습니다.1970년대 후반 Zeiss가 사용한 반사 방지 다중 코팅 투명 벨그*(T*)는 6개의 중첩된 층으로 구성되었습니다.일반적으로, 외부 코팅 층은 약간 낮은 굴절 값의 지수를 가지며, 층 두께는 가시 스펙트럼의 파장 범위에 적응되어 인터페이스로부터 반사된 빔에서의 반사를 통한 최적의 파괴 간섭 및 대응하는 송신 빔에서의 건설 간섭을 촉진합니다.주어진 재료 선택에 대한 최적 층 두께에 대한 간단한 공식은 없습니다.따라서 이러한 파라미터는 시뮬레이션 프로그램의 도움을 받아 결정됩니다.사용된 렌즈의 광학 특성 및 쌍안경의 의도된 주요 용도에 따라 결정되며, 인간의 눈 발광 효율 함수 변화에 의해 지시되는 광 투과를 최적화하기 위해 상이한 코팅이 선호됩니다.555 nm(녹색) 파장 주위의 최대 빛 투과는 조명이 잘 켜진 상태에서 관찰하기 위해 아이콘 세포를 사용하여 최적의 광시력을 얻는 데 중요합니다.498nm(시안) 파장 주위의 최대 광 투과는 저조도 조건에서 관찰을 위해 안봉 세포를 사용하여 최적의 스코토픽 시력을 얻기 위해 중요합니다.결과적으로, 효과적인 현대 반사 방지 렌즈 코팅은 복잡한 다층으로 구성되어 있으며 최대 밝기와 자연스러운 색상을 가진 이미지를 생성하기 위해 0.25% 이하만 반사합니다.[55]이를 통해 21세기의 고품질 쌍안경은 저조도 조건에서 90% 이상의 광투과 값을 측정한 눈 렌즈 또는 안구 렌즈에서 실질적으로 달성할 수 있습니다.코팅에 따라, 일반적인 햇빛 아래 쌍안경에서 보이는 이미지의 특징은 "더 따뜻함" 또는 "더 차가워 보일 수 있고" 더 높거나 더 낮은 대조로 나타날 수 있습니다.적용에 따라 코팅은 또한 새 관찰을 위해 특별히 설계된 렌즈의 경우와 같이 가시 스펙트럼을 통해 최대의 색상 충실도를 위해 최적화됩니다.[56][57][58]일반적인 응용 기술은 증발 증착을 포함하는 하나 이상의 중첩 반사 방지 코팅층(들)의 물리적 증착이며, 이는 복잡한 제조 프로세스로 만듭니다.[59]

위상보정

루프 가장자리(단면)의 빔 경로; P-코팅 층은 양쪽 루프 표면에 있습니다.

루프 프리즘이 있는 쌍안경에서 빛 경로는 루프 프리즘 능선의 양쪽에서 반사되는 두 개의 경로로 나뉩니다.빛의 절반이 지붕 표면 1에서 지붕 표면 2로 반사됩니다.빛의 나머지 절반은 지붕 표면 2에서 지붕 표면 1로 반사됩니다.루프 면이 코팅되지 않은 경우 반사 메커니즘은 TIR(Total Internal Reflection)입니다.TIR에서 입사면에서 편광된 광(p편광된)과 입사면에 직교하는 편광된 광(s편광된)은 서로 다른 위상 이동을 경험합니다.그 결과, 타원 편광된 루프 프리즘에서 선 편광된 빛이 나타납니다.또한 프리즘을 통과하는 두 경로의 타원 편광 상태가 다릅니다.두 경로가 망막(또는 검출기)에서 재결합하면 두 경로의 빛 사이에 간섭이 생겨 점 확산 기능이 왜곡되고 영상이 저하됩니다.해상도와 대비가 현저히 떨어집니다.이러한 원치 않는 간섭 효과는 루프 프리즘의 루프 표면에 위상 보정 코팅 또는 P 코팅으로 알려진 특수 유전체 코팅을 증착함으로써 억제될 수 있습니다.다색광에 대한 루프 프리즘을 대략적으로 보정하기 위해 모든 층은 파장과 입사각이 다르기 때문에 여러 위상 보정 코팅 층이 중첩됩니다.[60]P 코팅은 1988년 칼 자이스(Carl Zeiss)의 아돌프 바이로흐(Adolf Weyrauch)에 의해 개발되었습니다.[61]다른 제조업체들도 곧 그 뒤를 따랐고, 그 이후로 위상 보정 코팅이 중급 및 고품질 루프 프리즘 쌍안경에 전반적으로 사용되었습니다.이 코팅은 s-편광과 p-편광의 위상 이동 차이를 억제하여 두 경로 모두 동일한 편광을 가지며 간섭이 발생하지 않아 이미지가 저하됩니다.[62]이러한 방식으로 1990년대 이후 루프 프리즘 쌍안경은 이전에 Porro 프리즘으로만 가능했던 해상도 값을 달성했습니다.[63]위상 보정 코팅의 존재는 두 개의 편광 필터를 사용하여 개봉되지 않은 쌍안경에서 확인할 수 있습니다.[61]유전체 상보정 프리즘 코팅은 30개 이상의 다른 중첩된 증기 코팅층 퇴적물이 있는 진공 챔버에서 적용되므로 복잡한 생산 공정이 됩니다.

Schmidt-Pechan 루프 프리즘, Abbe-Koenig 루프 프리즘 또는 Uppendahl 루프 프리즘을 사용하는 쌍안경은 처리되지 않은 루프 프리즘에서 발생하는 간섭 효과로 인한 해상도 및 대비 손실을 보상하는 위상 코팅의 이점을 제공합니다.Porro 프리즘과 Perger 프리즘 쌍안경은 빔을 분리하지 않으므로 위상 코팅이 필요하지 않습니다.

메탈릭 미러

주요 기사:거울

슈미트-페찬 또는 우펜달 루프 프리즘이 있는 쌍안경에서는 빛이 프리즘의 유리-공기 경계 중 하나에 임계각보다 작은 각도로 입사되어 내부 전반사가 일어나지 않기 때문에 루프 프리즘의 일부 표면에 미러 코팅이 추가됩니다.거울 코팅이 없다면 대부분의 빛이 사라질 것입니다.루프 프리즘 알루미늄 미러 코팅(반사율 87%~93%) 또는 실버 미러 코팅(반사율 95%~98%)이 사용됩니다.[64][65]

이전 디자인에서는 은색 거울 코팅이 사용되었지만 이러한 코팅은 밀봉되지 않은 쌍안경에서 시간이 지남에 따라 산화되고 반사율을 잃었습니다.알루미늄 미러 코팅은 은보다 반사율이 낮으면서도 변색되지 않아 이후 미봉제 디자인에 사용되었습니다.진공 기화 기술을 사용하여 현대적인 디자인은 알루미늄, 강화 알루미늄(다층 유전막으로 코팅된 알루미늄으로 구성됨) 또는 은을 사용합니다.[66]은은 현대적인 고품질 디자인에 사용되며, 밀봉되고 질소 또는 아르곤으로 채워져 있어 비활성 분위기를 제공하여 은 미러 코팅에 변색이 발생하지 않습니다.[67]

Abbe-Koenig 루프 프리즘 구성을 사용하는 Porro 프리즘과 Perger 프리즘 쌍안경 및 루프 프리즘 쌍안경은 (금속) 미러 코팅이 필요하지 않고 프리즘 내부의 전체 반사를 사용하여 100% 반사율로 반사하기 때문에 미러 코팅을 사용하지 않습니다.

유전체거울

주요 기사:유전체거울
유전체 미러의 다이어그램입니다.굴절률 n이1 높은 얇은 층은 더 두꺼운 층과 더 낮은 굴절률 n과 인터리브됩니다2.경로 길이 l과A l은B 정확히 한 파장 차이가 나므로 보강 간섭이 발생합니다.

유전체 코팅은 슈미트-페찬 및 우펜달 루프 프리즘에 사용되어 프리즘 표면이 유전체 미러 역할을 하도록 합니다.이 코팅은 2004년에 Zeiss Victory FL 쌍안경에 슈미트-페찬 프리즘을 특징으로 하여 도입되었습니다.다른 제조업체들도 곧 그 뒤를 따랐고, 그 이후 유전체 코팅은 중급 및 고품질 슈미트-페찬 및 Uppendahl 루프 프리즘 쌍안경에 전반적으로 사용되었습니다.비금속 유전체 반사 코팅은 프리즘의 반사 표면에 증착된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 여러 층으로 형성됩니다.유전체 미러의 제조 기술은 박막 증착 방법에 기초합니다.일반적인 응용 기술은 물리적 기상 증착이며, 이는 70개 이상의 상이한 중첩된 증기 코팅층 증착물을 포함하여 복잡한 생산 프로세스로 만듭니다.[68]이 다층 코팅은 분산 브래그 반사체 역할을 함으로써 프리즘 표면으로부터의 반사율을 증가시킵니다.잘 설계된 다층 유전체 코팅은 가시광선 스펙트럼 전체에서 99% 이상의 반사율을 제공할 수 있습니다.[69]이러한 반사율은 알루미늄 미러 코팅 또는 실버 미러 코팅에 비해 향상된 것입니다.

Abbe-Koenig 루프 프리즘을 사용하는 Porro 프리즘과 Perger 프리즘 쌍안경 및 루프 프리즘 쌍안경은 (유전체) 미러 코팅이 필요하지 않고 프리즘 내부의 전체 반사를 사용하여 100% 반사율로 반사하기 때문에 유전체 코팅을 사용하지 않습니다.

조건.

모든 쌍안경

코팅의 존재는 일반적으로 쌍안경에서 다음과 같은 용어로 표시됩니다.

  • 코팅된 광학 장치: 하나 이상의 표면이 단층 코팅으로 반사 방지 코팅된 것.
  • 완전 코팅: 모든 공기-유리 표면은 단일층 코팅으로 반사 방지 코팅됩니다.그러나 플라스틱 렌즈는 사용할 경우 코팅되지 않을 수 있습니다.[70]
  • 다중 코팅된: 하나 이상의 표면이 반사 방지 다층 코팅을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  • 완전 다중 코팅: 모든 공기-유리 표면은 반사 방지 다층 코팅입니다.

쌍안경은 일반적으로 다음과 같은 용어로 비교적 낮은 굴절률(≈1.52)과 낮은 분산도(Abbe number 약 60)를 제공하는 광학적 고투과도 크라운 유리의 존재를 나타냅니다.

  • BK7 (숏은 517642로 지정함).처음 세 자리는 굴절률 [1.517]을 나타내고 마지막 세 자리는 아베 수 [64.2]를 나타냅니다.임계각은 41.2°입니다.
  • BaK4 (Short는 569560으로 지정함)처음 세 자리는 굴절률 [1.569]을 나타내고 마지막 세 자리는 아베 수 [56.0]을 나타냅니다.임계각은 39.6°입니다.

루프 프리즘만 해당

  • 위상 코팅 또는 P 코팅: 루프 프리즘에 위상 보정 코팅 적용
  • 알루미늄 코팅: 루프 프리즘 미러는 알루미늄 코팅으로 코팅됩니다(미러 코팅이 언급되지 않은 경우 기본값).
  • 은 코팅: 루프 프리즘 거울은 은 코팅으로 코팅됩니다.
  • 유전체 코팅: 루프 프리즘 거울이 유전체 코팅으로 코팅됨

악세사리

목줄로 모두 연결되어 있는 레인가드에 안대가 올려져 있는 쌍안경
장시간 운반에 적합한 쌍안경 하네스를 사용하는 사슴 사냥꾼

쌍안경의 일반적인 부속품은 다음과 같습니다.

  • 휴대용 목과 어깨끈
  • 장시간 운반을 위해 무게를 균등하게 분배하기 위한 양안식 하네스(때로는 통합 필드 케이스와 결합)
  • 야전 운반용 케이스/사이드백
  • 쌍안경 보관함/여행용 케이스
  • 안구파편 외부 렌즈를 보호하기 위한 레인가드
  • (테더링된) 렌즈 캡으로 대물렌즈를 보호
  • 렌즈 및 기타 표면의 먼지를 조심스럽게 제거하는 클리닝 키트
  • 삼각대 어댑터

적용들

일반용

트리노비드 8x20C 접어서 보관[72]
트리노비드 8x20C 확장 사용
이중 브리지가 있는 소형 쌍안경
타워 옵티컬 코인으로 작동하는 쌍안경 타워 시청자

휴대용 쌍안경은 극장에서 사용되는 작은 3×10 갈릴레이 오페라 안경에서부터 전형적인 야외용으로 7배에서 12배까지 확대되고 30~50mm 직경의 안경까지 다양합니다.

소형 쌍안경 또는 포켓 쌍안경은 낮에 사용하기에 적합한 소형 경량 쌍안경입니다.대부분의 소형 쌍안경은 7배에서 10배의 배율과 비교적 작은 20mm에서 25mm의 직경을 가지고 있어, 작은 출구 동공 크기가 낮은 광 적합성을 제한합니다.루프 프리즘 디자인은 동급의 포로 프리즘 디자인보다 좁고 컴팩트한 경향이 있습니다.따라서 소형 쌍안경은 대부분 지붕 프리즘 디자인입니다.소형 쌍안경의 망원경 튜브는 종종 서로 가까이 접어서 사용하지 않을 때 쌍안경의 부피를 급격하게 줄여 휴대와 보관이 용이합니다.

많은 관광 명소들은 관광객들이 명소를 더 가까이에서 볼 수 있도록 받침대에 설치하고 동전으로 작동하는 쌍안경 타워 뷰어를 설치했습니다.

토지조사 및 지리자료 수집

비록 기술이 데이터 수집을 위해 쌍안경을 사용하는 것을 능가했지만, 역사적으로 이것들은 지리학자들과 다른 지구과학자들에 의해 사용된 진보된 도구였습니다.오늘날에도 현장 안경은 넓은 지역을 조사할 때 시각적인 도움을 줄 수 있습니다.

버드워칭

버드워칭은 자연과 동물 애호가들 사이에서 매우 인기 있는 취미입니다; 쌍안경은 대부분의 사람들의 눈이 작은 새들을 완전히 감상하거나 연구하기에 충분한 세부 사항을 해결할 수 없기 때문에 그들의 가장 기본적인 도구입니다.[73]비행 중에 새를 잘 볼 수 있기 위해서는 신속하게 움직이는 물체를 습득하는 능력과 깊이가 중요합니다.일반적으로 8배에서 10배의 배율을 가진 쌍안경이 사용되지만, 많은 제조업체들은 시야를 넓히고 깊이를 높이기 위해 7배의 배율을 가진 모델을 생산합니다.쌍안경을 관찰하기 위한 또 다른 주요 고려 사항은 빛을 모으는 물체의 크기입니다.큰 물체(예: 40~45mm)는 조명이 낮고 나뭇잎을 볼 때 더 효과적이지만 30~35mm 물체보다 무거운 쌍안경을 사용할 수도 있습니다.쌍안경을 처음 들어 올릴 때 무게가 주요 고려 사항으로 보이지 않을 수 있지만, 조류 관찰은 한 곳에 서서 쌍안경을 들어 올리는 것을 많이 포함합니다.조류 관찰 커뮤니티는 신중한 쇼핑을 권합니다.[74]

헌팅

사냥꾼들은 멀리 떨어진 사냥 동물들을 관찰하기 위한 방법으로 들판에서 쌍안경을 흔히 사용합니다.사냥꾼들은 저조도 조건에서 사냥감을 찾고 관찰할 수 있도록 40-45mm의 목표를 가진 약 8배 확대 쌍안경을 가장 일반적으로 사용합니다.[75]유럽의 제조업체들은 확장된 휴대/스토킹과 같은 모바일용으로 부피가 너무 커지지 않고, 해질녘과 밤에 더 고정적인 사냥을 위해 뛰어난 저조도 성능에 광학적으로 최적화된 8×56 및 9×63 저조도 쌍안경을 생산 및 생산했습니다.황혼에 관측에 최적화된 쌍안경을 찾기 위해서는 약 460-540 nm 파장대에서 광투과를 극대화하는 코팅이 선호됩니다.[76][77][78][47][79]

범위소견적

일부 쌍안경에는 거리 측정 레티클(척도)이 뷰에 중첩되어 있습니다.이 척도를 사용하면 개체의 높이를 알고 있거나 추정 가능한 경우 개체와의 거리를 추정할 수 있습니다.일반적인 해상자 7×50 쌍안경은 표시 사이의 각도가 500만과 동일한 눈금을 가지고 있습니다.[80]1마일은 1000미터 거리에서 1미터 높이의 물체 위와 아래 사이의 각도에 해당합니다.

따라서 알려진 높이인 물체와의 거리를 추정하기 위한 공식은 다음과 같습니다.

여기서:

  • 은(는) 개체까지의 거리(미터)입니다.
  • 은(는) 알려진 개체 높이입니다.
  • 은 개체의 각도 높이입니다.

전형적인 500만 스케일(각각의 마크는 500만)로, 높이 3마르크, 높이 120m로 알려진 등대는 8000m 거리에 있습니다.

군사의

Vector Series Laser Rangefinder 7x42 쌍안경으로 거리와 각도를 측정할 수 있으며 360° 디지털 나침반과 1등급 눈 안전 필터를 갖추고 있습니다.
독일 U.D.F. 7 x 50 blc U-보트 쌍안경 (1939–1945)[81]

쌍안경은 오랜 군사적 사용의 역사를 가지고 있습니다.갈릴레이 디자인은 19세기 말 포로 프리즘 타입에 자리를 내주기 전까지 널리 사용되었습니다.일반적인 군사용으로 제작된 쌍안경은 민간용에 비해 견고한 편입니다.이들은 일반적으로 부서지기 쉬운 중심 초점 배열을 피하고 독립적인 초점을 선호하며, 이는 또한 더 쉽고 효과적인 날씨 보호를 가능하게 합니다.군용 쌍안경의 프리즘 세트는 물에 젖어도 반사 품질을 잃지 않도록 하기 위해 프리즘 세트에 알루미늄 코팅이 중복되어 있을 수 있습니다.

하나의 변형된 형태는 "트렌치 쌍안경"이라고 불리는데, 쌍안경과 잠망경의 조합으로, 포병 탐지 목적으로 자주 사용됩니다.그것은 난간 위로 몇 인치 밖에 투영되지 않아서, 보는 사람의 머리를 참호에 안전하게 유지했습니다.

군사용 쌍안경은 측정 및 조준 장치로 사용될 수 있으며 필터와 (조명이 켜진) 레티클을 특징으로 할 수 있습니다.[82][83]

냉전시대의 군사용 쌍안경에는 능동형 IR 방출을 감지하는 수동형 센서가 장착된 경우가 종종 있었지만, 현대의 쌍안경에는 보통 무기로 사용되는 레이저 빔을 차단하는 필터가 장착되었습니다.또한, 군용으로 설계된 쌍안경은 범위 추정을 용이하게 하기 위해 한쪽 접안렌즈에 정역학적 레티클을 포함할 수 있습니다.[84]군사용으로 설계된 최신 쌍안경은 레이저 거리 측정기, 나침반, 데이터 교환 인터페이스를 탑재하여 다른 주변 기기로 측정치를 전송할 수 있습니다.[85]

20세기 후반 레이더와 레이저 거리 측정 기술이 이 응용을 대부분 불필요하게 만들었지만, 매우 큰 쌍안경 해군 사거리 측정기(2개의 대물렌즈를 최대 15미터 간격으로, 25킬로미터 떨어진 제2차 세계 대전 해군 총기 목표물을 사정하기 위해 10톤의 무게)가 사용되었습니다.[citation needed]

마린

감쇠 나침반이 있는 해상 쌍안경 7x50
고정 장착된 미 해군 함선 '빅 아이즈' 20x120 쌍안경

바다의 가혹한 환경에서 민간용과 군사용으로 특별히 고안된 쌍안경이 있습니다.핸드헬드 모델은 5배에서 8배 배율이지만, 매우 큰 프리즘 세트와 함께 눈을 편안하게 할 수 있도록 설계되었습니다.이 광학 조합은 쌍안경이 혈관의 움직임으로 인해 시청자의 눈에 대해 피칭 및 진동할 때 이미지가 흐려지거나 어두워지는 것을 방지합니다.[86]

해상 쌍안경은 선박과 보트의 항해를 돕는 하나 이상의 기능을 포함하는 경우가 많습니다.

일반적으로 휴대용 해상 쌍안경의 특징은 다음과 같습니다.[87]

  • 밀폐된 내부: O-링 또는 기타 씰로 공기 및 수분 침투를 방지합니다.
  • 질소 또는 아르곤으로 채워진 내부: 광학 표면의 내부 김 서림/얼룩을 방지하기 위해 내부는 '건조' 가스로 채워져 있습니다.비활성 또는 고귀한 가스 분위기에서는 곰팡이가 자랄 수 없기 때문에 렌즈 곰팡이 형성을 방지하기도 합니다.
  • 독립 포커싱: 이 방법은 내구성이 높고 밀폐된 내부를 제공하는 데 도움이 됩니다.
  • 레티클 눈금: 알려진 폭이나 높이의 물체의 거리를 측정하기 위해 수평선과 수직 눈금을 사용하는 항해 보조 장치 - 때로는 중요한 항해 보조 장치.
  • 나침반:이미지에 투영된 나침반 베어링입니다.감쇠는 움직이는 배나 보트의 나침반 베어링을 읽는 데 도움이 됩니다.
  • 떠다니는 끈: 가라앉는 것을 방지하기 위해 일부 해상 쌍안경이 물 위에 떠다닙니다.부유하지 않는 해상 쌍안경은 때때로 부유 장치로서 기능할 스트랩을 갖는 애프터마켓 액세서리로서 사용자에 의해 제공되거나 제공됩니다.

매리너스는 또한 광학 조합의 적절한 저조도 성능을 중요하게 여기며, 7×50 핸드헬드 해양 쌍안경 제품 중 큰 7.14mm 출구 동공이 특징이며, 이는 외부 빛이 없는 환경에서 어둠에 적응한 젊은 사람의 눈의 평균 동공 크기에 해당한다고 설명합니다.

민간 선박과 군용 선박도 고정식 장착에 큰 목적을 가진 대형 고배율 쌍안경 모델을 사용할 수 있습니다.

천문학적

천문학적 용도로 개조된 25 × 150 쌍안경

쌍안경은 아마추어 천문학자들에 의해 널리 사용됩니다; 그것들의 넓은 시야는 혜성과 초신성 탐색(거대 쌍안경)과 일반적인 관측(휴대용 쌍안경)에 유용하게 사용됩니다.천체 관측을 위해 특별히 고안된 쌍안경은 (70 mm 또는 80 mm 범위에서) 더 큰 조리개 목표를 갖게 되는데, 이는 대물렌즈의 직경이 포착되는 총 빛의 양을 증가시키고, 따라서 관측 가능한 가장 희미한 별을 결정하기 때문입니다.천체 관측을 위해 특별히 설계된 쌍안경(종종 80mm 이상)은 최대의 빛 투과를 허용하기 위해 프리즘 없이 설계되기도 합니다.그러한 쌍안경은 또한 보통 배율을 변화시키기 위해 변화 가능한 안구를 가지고 있습니다.고배율과 무거운 무게를 가진 쌍안경은 보통 이미지를 안정시키기 위해 일종의 장착이 필요합니다.10배 확대는 일반적으로 휴대용 쌍안경으로 관측할 수 있는 현실적인 한계로 간주됩니다.15×70보다 더 강력한 쌍안경은 어떤 종류의 지원이 필요합니다.더 큰 쌍안경은 아마추어 망원경 제작자들에 의해 만들어졌으며, 기본적으로 두 개의 굴절 또는 반사 천체 망원경을 사용했습니다.

저조도 및 천체 관측에 특히 적합한 것은 확대력과 대물렌즈 직경 사이의 비율입니다.낮은 배율은 은하수와 성운, 은하와 같은 큰 성운 천체(심천 천체라고 함)를 관찰하는 데 유용한 더 큰 시야를 용이하게 합니다.이러한 장치의 큰(일반적으로 7x50을 사용하는 7.14mm) 출구 동공[목적(mm)/전력]은 동공이 충분히 팽창하지 않는 사람이 집광한 빛의 일부를 사용할 수 없게 합니다.예를 들어, 50세 이상의 학생들은 폭이 5mm 이상으로 넓어지는 경우가 거의 없습니다.큰 출구 동공은 또한 배경 하늘에서 더 많은 빛을 모아서 대조도를 효과적으로 감소시켜 빛 오염이 거의 없는 외딴 지역을 제외하고는 희미한 물체를 감지하는 것을 더 어렵게 만듭니다.메시에 카탈로그에 수록된 성단, 성운, 은하 등 규모 8 이상의 천문학적 천체들은 35~40mm 범위의 휴대용 쌍안경으로 쉽게 볼 수 있으며, 이는 많은 가정에서 새를 쫓거나 사냥하거나 스포츠 경기를 관람하는 데 사용됩니다.더 작은 성단, 성운, 은하를 관찰하기 위해 쌍안경 배율은 가시성에 중요한 요소입니다. 왜냐하면 이 물체들은 전형적인 쌍안경 배율에서 아주 작게 보이기 때문입니다.[88]

안드로메다 은하(메시에 31)가 쌍안경으로 어떻게 나타날지 시뮬레이션 한 보기

페르세우스자리의 밝은 이중 성단(NGC 869와 NGC 884)과 헤라클레스의 M13과 같은 구상 성단들은 발견하기 쉽습니다.궁수자리에 있는 M17과 백조자리에 있는 북아메리카 성운(NGC 7000)도 쉽게 볼 수 있습니다.쌍안경은 백조자리에 있는 Albireo와 같이 더 넓게 갈라진 쌍성들 중 몇 개를 보여줄 수 있습니다.

대부분 사람의 눈에 완전히 보이지 않는 많은 태양계 물체들은 중간 크기의 쌍안경으로 합리적으로 감지할 수 있는데, 여기에는 달의 더 큰 화구들, 희미한 외부 행성인 천왕성과 해왕성, 내부의 "소행성"인 세레스, 베스타, 팔라스, 토성의 가장 큰 위성 타이탄, 그리고 목성의 갈릴레이 위성들이 포함됩니다.오염이 없는 하늘에서는 육안으로 볼 수 있지만, 천왕성과 베스타는 쉽게 탐지할 수 있도록 쌍안경을 필요로 합니다.10×50 쌍안경은 하늘의 조건과 관측자의 경험에 따라 겉보기 등급이 +9.5 ~ +11로 제한됩니다.[89]인터암니아, 다비다, 유로파와 같은 소행성들은 예외적인 상황이 아니라면 일반적으로 판매되는 쌍안경으로 볼 수 없을 정도로 희미합니다.마찬가지로 너무 희미해서 대부분의 쌍안경으로는 볼 수 없습니다. 갈릴레이와 타이탄, 그리고 왜소행성 명왕성과 에리스를 제외한 행성 위성들입니다.다른 어려운 쌍안경 표적으로는 금성의 위상과 토성의 고리가 있습니다.20배 이상의 매우 높은 배율을 가진 쌍안경만이 토성의 고리를 인지할 수 있는 정도로 구별할 수 있습니다.고출력 쌍안경은 광학 및 관측 조건이 충분히 양호할 경우 목성 원반에 있는 한두 개의 구름대가 보이기도 합니다.

쌍안경은 하늘에서 위성을 발견하는 것과 같이 인간이 만든 우주 물체의 관찰에도 도움을 줄 수 있습니다.

쌍안경 제조사 목록

쌍안경을 제조하는 회사는 과거나 현재나 많이 있습니다.여기에는 다음이 포함됩니다.

  • Bar and Straud (영국) – 제2차 세계 대전 중에 영국 해군에 쌍안경을 상업적으로 판매했습니다.Bar & Stroud 쌍안경의 새로운 범위는 현재 중국에서 제작되었으며(2011년 11월) Optical Vision Ltd.에서 배포되었습니다.
  • Bausch & Lomb(미국) – Bausch & Lomb(바우쉬 & Lomb)라는 이름으로 쌍안경을 만들다가 2005년 갱신되지 않은 Bushnell(부슈넬)사에 자신들의 이름을 허가한 이후 쌍안경을 만들지 않고 있습니다.
  • 벨로모(벨라루스) – 포로 프리즘 및 루프 프리즘 모델 제작
  • 브레서 (독일)
  • 부시넬사 (미국)
  • 블레이저(독일) – 프리미엄 쌍안경[90]
  • 캐논 주식회사(일본) – I.S. 시리즈: 포로 변종
  • 셀레스트론 (미국)
  • Docter Optics(독일) – 노빌렘 시리즈: 포로프리즘
  • 후지논 (일본) – FMTSX, FMTSX-2, MTSX 시리즈 : 포로
  • I.O.R. (루마니아)
  • Kazan Optical-Mechanical Plant(KOMZ)(러시아) – Baigish라는 제품명으로 판매되는 다양한 포로 프리즘 모델 제조
  • 코와 (일본)
  • Krasnogorsky Zavod(러시아) – Porro 프리즘 및 루프 프리즘 모델, 광학 안정기가 장착된 모델이 공장은 슈바베 지주 그룹의 일부입니다.
  • Leica Camera(독일) – Noctivid, Ultravid, Duovid, Geovid, Trinovid: 대부분이 루프 프리즘이며, 몇 가지 고급 포르로 프리즘의 예입니다.
  • Leupold & Stevens, Inc. (미국)
  • 미드 인스트루먼트(미국) – 글레이셔(지붕 프리즘), 트래블뷰(뽀로로), 캡처뷰(접이식 지붕 프리즘) 및 아스트로 시리즈(지붕 프리즘).코로나도라는 이름으로 팔리기도 합니다.
  • Meopta (체코) – Meostar B1 (지붕 프리즘)
  • 미녹스 (독일)
  • Nikon(일본) – EDG, High Grade, Monarch, RAI, Spotter 시리즈 : 루프 프리즘; Prostar, Superior E, E, Action EX 시리즈 : 포로; Prostaff 시리즈, Aculon 시리즈
  • 올림푸스 주식회사 (일본)
  • 펜탁스(일본) – DCFED/SP/XP 시리즈: 루프 프리즘; UCF 시리즈: 인버티드 포로; PCFV/WP/XCF 시리즈: 포로
  • Sill Optolytics(Optolyth 브랜드)( [de]독일) – 포로 프리즘 및 루프 프리즘 모델[91] 모두
  • 슈타이너-옵틱(독일어)(독일어)[92]
  • 조류 관찰, 관광, 하이킹, 캠핑을 위한 PRAKTICA (영국)
  • 스와로브스키 옵틱 (오스트리아)[93]
  • 다카하시 세이사쿠쇼 (일본)
  • 타스코 (미국)
  • Vixen (망원경) (일본) – Apex/Apex Pro : 지붕 프리즘; Ultima : 포로
  • 비비타 (미국)
  • Vortex Optics(미국)
  • Zeiss (독일) – FL, 빅토리, 정복: 루프 프리즘; 7x50 BGAT/T: 포로, 15x60 BGA/T: 포로, 단종

참고 항목

메모들

  1. ^ "밝기"는 여기서 망막의 광속을 의미하며 밝기의 광도적 정의를 의미하는 것은 아닙니다: 성냥 출구 동공의 가설과 함께,확대된 장면의 (광학적) 밝기 (망원경의 조도)는 무손실 광학계의 휘도 보존에 따라 동일한 주변 빛 조건에서 육안으로 감지하는 것과 동일합니다 (이상적인 무손실 쌍안경으로).어떤 경우든 동일한 배율과 일치하는 출구 동공의 경우, 망막의 광속은 절대적인 방법으로만 증가하지만, 두 개의 다른 주변광 조건에서 각각의 육안에 비해 상대적으로 증가하지는 않습니다.

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추가열람

Wikisource는 1911년 æ디아 브리태니커 백과사전 "Binocular Instrument" 기사의 본문을 가지고 있습니다.
  • Walter J. Schwab, Wolf Wehran: "사냥과 자연 관찰을 위한 광학"ISBN 978-3-00-034895-2. Wetzlar(독일) 2011년 1판

외부 링크

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