Широкий бинокуляр

Михаил Платонов
любитель астрономии из г. Геленджика, Краснодарского края

Достаточно хорошо известно, что бинокулярное зрение обладает рядом преимуществ перед наблюдением одним глазом: оно комфортнее, информативнее, создает стереоэффект, и если база бинокля довольно большая, то атмосферные неоднородности могут не перекрывать одновременно оба объектива, т.е. влияние атмосферы при этом значительно скрадывается. Поэтому, если у вас под рукой оказываются два одинаковых объектива (или зеркала, или линзовых дублета), самое время заняться постройкой бинокуляра.

Свой первый бино с широкой базой я изготовил, используя два объектива диаметром 50 мм, F=200мм от бинокля. Два отражения от диагоналей и два в призме дают прямое изображение. Малые диагонали имеют размер 42х30мм, призмы – с диагональю 52мм и шириной 25мм. Корпуса для большой диагонали и для диагонали с призмой фрезеровались мною из блоков оргстекла (75х75х70). Схема приведена в масштабе на рис. 1 (размеры указаны в миллиметрах).


Рис. 1 Схема 50-мм бинокуляра.

Получился стереобинокль 15х50 с базой 410мм. Очень интересно было в него смотреть на море, на горы - стереоэффект был намного сильнее, чем в обычном бинокле. Невооруженными глазами радиус стереоскопического зрения составляет около 1 км. Пластика бинокля L - это произведение увеличения прибора Г на отношение расстояния между объективами В к среднему расстоянию между глазами (65 мм):

L = Гх В/65

Например, у БПЦ 10х50 Г = 10, В = 120 мм и L = 20, т.е. радиус стереоскопического зрения около 20 км. А моего стереобинокля Г = 15, В = 410 мм и L=90, т.е. стерео будет ощущаться даже на 90 км!

Хотя бино ненамного тяжелее обычного, я его использовал со штативом - любой инструмент с увеличением более 15-20 крат надо устанавливать на штатив.

Потом был собран бинокуляр из двух труб ЗРТ-452, которые были совмещены в общем кожухе с возможностью подвижки одной из труб. Объективы имеют диаметр 75мм, F=645мм, увеличение 40х. Весит инструмент около 5 кг. Так как между трубами расстояние было чуть больше, чем в обычном бинокле, то пришлось сделать два новых блока для оборачивающих систем (типа Порро первого рода) с более крупными призмами. Этот бино показан на фотографии, где я демонстрирую частное солнечное затмение 11 августа 1999 г. в 15 ч 40 мин. на набережной г. Геленджика.


Автор возле построенного бинокуляра, 11 авг. 1999 г.

Для постройки более крупного астробинокуляра мне удалось раздобыть два комплекта линз ахромата диаметром 102мм (НПЗ), без оправ. Для тубусов купил две метровые пластиковые трубы диаметром 110 мм и толщиной стенок 2,2 мм (выбрал самые жесткие). Вставил внутрь каждой с натягом два толстых дюралевых кольца на нужном расстоянии. Они служат и ребрами жесткости, и диафрагмами, и несут нагрузку от двух связей-штанг. Выклеил внутри всё матовой черной бумагой (упаковка фотобумаги), бархатом не стал, т.к. он может накапливать пыль и потом быть ее источником.

На одном конце в расширение самой трубы туго вставляется оправа объектива и закрепляется тремя винтами М3, на другом – конический переходник с корпусом для большой диагонали (55х45), в котором имеются три юстировочных винта. Этот переходник уже не из пластмассы, т.к. он несет всё колено с оборачивающей системой. Я решил и этот бино делать с прямым изображением для использования его и днем – всем будет интересно посмотреть в такой прибор!

Размеры оптических элементов определялись путем графического построения в зависимости от их положения на оптической оси и величины поля зрения около 40 минут. Схема на рис. 2 дана в масштабе. Для оборачивания изображения применены две диагонали и 90-градусная призма, но вскоре я думаю применить лучший и более простой в юстировке вариант с одной диагональю и пентапризмой с крышей.


Рис. 2 Схема 100-мм бинокуляра.

Вся механика была сделана лично на небольшом токарном станке, фрезеровалась только одна деталь – корпус для большой диагонали. На фото показаны основные металлические части бинокуляра после покраски. Габаритные размеры прибора 800х460х120 мм, вес 8,5кг.


Основные металлические части бинокуляра после покраски.

Когда все детали были готовы и оптика закреплена приблизительно на своих местах, началась трудная и кропотливая работа – юстировка всей системы. Процесс шел от окуляра к объективу.

Смотрим в окулярную трубку (без окуляра) и подвижкой призмы добиваемся концентричности закругленного края призмы (R = 12.5 мм) и отверстия трубки. Отражение глаза от просветленной поверхности призмы должно быть точно в центре, при этом мы видим малую диагональ. Далее двигаем малую диагональ (45х32 мм), чтобы в неё было видно большое диагональное зеркало во всю величину и по центру поля зрения. Ну, а потом уже большой диагональю находим изображение объектива в полном размере и также приводим его в центр. Когда свет попадет на оптику, засияет и заблестит всё, что не задиафрагмировано и не зачернено. Все огрехи устраняем.

Вынимаем конус со всем оборотным коленом из трубы и смотрим в окулярную трубку без окуляра. Все предметы должны видеться перевернутыми строго на 180 градусов. Посмотрим одним глазом через систему, а другим мимо неё на удаленное прямоугольное здание. Все линии – горизонтальные, вертикальные, – видные в систему и мимо нее, должны быть соответственно параллельны или совпадать . Глаз хорошо улавливает погрешности – корректируем положение призм и зеркал.

Аналогично регулируем второе колено, и наконец смотрим двумя глазами через обе системы (они закреплены на одной горизонтальной площадке) на наше здание – без окуляров, конечно. Не напрягая зрения, мы увидим перевернутое изображение, и если оно окажется идентичным для обоих глаз, то сольется в стереоизображение (можно чуть свести оси систем).

Теперь вставляем колена в трубы, соединяем трубы двумя штангами, вставляем объективы и окуляры, закрепляем бино на штативе. Заглянем со стороны объектива в одну трубу. Сквозь объектив будут видны все оптические элементы, которые должны располагаться более-менее по центру. Во всяком случае, окулярное отверстие должно быть строго по центру объектива (т.е. слабое отражение глаза от одной из поверхностей объектива совмещается с крестом нитей на объективе и центром отверстия), и его диаметр не должен перекрываться каким-либо зеркальным элементом при перемещении глаза от центра к любой краевой точке объектива.

Посмотрим на наше любимое здание через окуляры труб и, конечно, увидим, что трубы смотрят в разные точки (хотя и близкие). То есть осталось совместить оси труб, сделать их параллельными. Я не стал устанавливать одну из труб в юстировочные кольца, т.к. это бы портило симметричный вид бинокуляра, а ограничился установкой прокладок под места крепления труб к штангам.

Вот и всё! Описание юстировок кажется сложным и сумбурным, но в процессе работы вы быстро начнете понимать, какой элемент какую ошибку вносит в изображение и будете правильно вести регулировку, даже получая от этого некоторое удовольствие!

При наблюдениях в бино стереоизображение должно возникать сразу, без напряжения глаз. Если после долгого сеанса глаза устают и разъезжаются – надо поправить соосность труб.

Наблюдать в мой PLT 70x100 очень интересно и днем, и ночью. Стереоэффект ощущается сильно, куда ни посмотришь – ведь у этого бинокуляра Г = 70, В = 360 мм и пластика L = 380. Наблюдая звезды, планеты, тоже чувствуешь объем и глубину пространства. Конечно, качество изображения похуже, чем у телескопа без оборачивающей системы. Но когда видишь на диске Луны пролетающую птичку или плывущие легкие облака – впечатление исключительное!


Источник информации: Астрономия и телескопостроение
Дата публикации: 25 октября 2004 года
См. также:
 • 300 вопросов по астрономии
 • Сколько звезд на небе?
 • Исаак Ньютон
 • Островная Вселенная Андромеды
 • "...И гений - парадоксов друг": 290 лет со дня рождения Михаила Васильевича Ломоносова
 • Космическая рябь свидетельствует о темной Вселенной
 • Орбитальный Космический телескоп Хаббла
 • Кваовар: большой астероид на окраинах солнечной системы
 • Обсерватория Рок де лос Мучачос
 • Астероид ли Плутон?

См. также в новостях:
 • 31-10-2006 19:40 | ЕКА готовится запустить космический телескоп
 • 23-10-2006 12:00 | ГАИШ строит новую обсерваторию
 • 22-10-2006 12:39 | Надежды на лунный лед тают
 • 14-10-2006 14:43 | Spitzer отделил день от ночи
 • 10-10-2006 13:56 | Звёздный каннибализм
 • 28-09-2006 14:54 | Бедный Плутон то набухает и уплотняется, то "худеет"
 • 27-09-2006 14:47 | У далеких звезд нашли новые экзопланеты
 • 25-09-2006 11:57 | Вселенная открылась для школьников
 • 12-09-2006 12:11 | Небольшие телескопы способны на многое
 • 18-08-2006 17:15 | Космический телескоп "Планк" прошёл низкотемпературные испытания