Vytisknout
Nadřazená kategorie: Teorie
Kategorie: Optické přístroje
Zobrazení: 1928

 

     V tomto tématickém článku, volném pokračování 1. části s názvem " VYBÍRÁME TRIEDR", poukáži na některé méně známé skutečnosti, mýty, jež se neustále kopírují především díky prodejcům, ale také na utajované záležitosti, které "někdo" bez nadsázky nechce, abyste věděli... Ano, už z úvodního obrázku tušíte, že dnes bude řeč o hranolech, které z podstaty věci musí být v každém triedru. O typech převracejících systémů, tedy klasických "porro" a modernějších střechových "roof", jsme na POSECu už několikrát dostatečně psali, takže zájemce si může o jejich vlastnostech, výhodách a nevýhodách, potřebné informace najít. Nyní se podíváme hlouběji na dost podstatnou skutečnost, a tou jsou druhy skla, ze kterých se hranoly vyrábějí. 

Na dvou ukázkách, které se nadmíru šíří internetem, neboť je zdůrazňuje v podstatě každý prodejce binokulárů, si ukážeme, resp.odhalíme, hned několik záludností, které používají hlavně prodejci, aby z vás vytáhli víc peněz. Začneme prvním obrázkem, který dozajista všichni znáte :

 

 

Prodejci takto vysvětlují, že sklo BK7 se používá pouze u nejlevnějších "porro" triedrů a má nevýhody, které jsou patrné z obrázku. Abyste se jim vyhnuli, je vzápětí doporučeno, že je rozhodně lepší koupit dražší triedr, který obsahuje údajně lepší sklo BaK4. Někteří nejmenovaní velkoprodejci ještě přitvrzují a upoutají vaši pozornost následujícím obrázkem :

 

 

To už ve mně začíná vřít žluč, tzn.dostali jsme se k jádru problému, a je potřeba začít vyvracet několik nesmyslů :

 

- optické sklo BK7 není horší než sklo BAK4. Je dokonce v něčem, i dost podstatném, lepší... Už teď je potřeba zdůraznit, že sklo od firmy SCHOTT se správným označením N-BK7 je prostě jiné. Podrobnosti budou uvedeny v dalším odstavci.

- není pravda, že sklo N-BK7 se používá jen v "porro" triedrech a není pravda, že se aplikuje jen v levných binokulárech. Jinak řečeno : z tohoto skla se vyrábějí i střechové hranoly a najdeme ho i v hodně drahých triedrech.

- není pravda, že všechny triedry, ve kterých je použito sklo N-BK7, budou na výstupu vykazovat čtvercovou pupilu a z toho vyplývající vinětaci, jak je to znázorněno na obou obrázcích. 

- jistě už chápete, že má žluč se mi připomněla i proto, že není pravda, že sklo BK7 má horší reprodukci barev, atd., jak je uvedeno na druhém obrázku.

- všimněte si, že na prvním obrázku na popisce druhu skla vlevo stojí "BaK4", kdežto na druhém je "BAK4" - je tedy použito velké písmeno "A", jaké jsem použil i já o něco výše... Toto je totiž velice podstatná věc, protože brzy se dozvíte, že skutečně existují dva různé druhy skla, které jsou takto odlišně značená. Nedělám si iluze, že autoři obou více či méně zavádějících obrázků věděli přesně, proč zvolili onen popisek u skla vlevo. Jsem si jist, že oba měli na mysli barium-korunové sklo, jehož jediné správné označení je N-BAK4 a pochází od německé firmy Schott. Potíž je v tom, že existuje ( a do triedrů se hojně aplikuje ! ) i sklo s označením BaK4, které ovšem vůbec není typu "Barit-Kron" ( "Barium-Crown" ). Pochází od čínského velkovýrobce optických skel CDGM a jeho celé a správné označení je H-BaK4. O jeho vlastnostech se dočtete v dalším odstavci, spolu s vlastnostmi dalších druhů skel a jejich vzájemném porovnání.

 

    Pojďme tedy poodhalit roušku tajemství, abychom zjistili, jak to tedy s těmi optickými skly doopravdy je...  Začneme tím správným označením a používaným názvoslovím. Na obrázku níže vidíte část produktového listu firmy Schott ke sklu N-BAK4 :

 

 

 

Každý optik vám řekne, že pro něho než ten název, je důležité to číslo pod ním - desetinná místa pro nás teď nejsou důležitá, optikové se mezi sebou také baví zkráceným názvem - BAK4 - 569560. To šestimístné číslo jim totiž řekne to nejpodstatnější o tomto skle :

- před první trojčíslí předřadíme jedničku a dostaneme 1.569, což je průměrná hodnota indexu lomu.

- ve druhém trojčíslí oddělíme poslední číslo desetinnou čárkou a dostaneme průměrnou hodnotu Abbého čísla - tedy 56,0.

V praxi se pro rychlou orientaci mezi druhy optických skel používají velmi užitečné grafy, v nichž je vynesena závislost mezi oběma výše uvedenými veličinami. Níže je takový graf vyhotoven pro nejdůležitější skla německé firmy Schott.

 

 

 Žluté podbarvení vpravo platí pro "flintová" skla a bílé vlevo pro skla "korunová". Optické sklo "KF" je ve středu rozhraní, neboť se jedná o sklo "korunovo-flintové".A protože budeme potřebovat znát i ekvivalenty optických skel od jiných výrobců, ukážeme si takovýto graf od firmy Edmund Optics, kde jsou kromě základních skel Schott uvedeny i ekvivalenty od japonské O´hary a čínské firmy CDGM.

 

 

"Worldwide" web americké firmy Edmund Optics, odkud jsem graf převzal, pro hlubší studium optických skel velmi doporučuji, stejně tak odkaz druhý v pořadí, který směřuje na rovněž americkou firmu "Universal Photonics", která kromě jiného distribuuje na americkém kontinentě opticklá skla čínského velkovýrobce CDGM. Především zde najdete se správným názvoslovím všechna důležitá skla a jejich ekvivalenty ostatních výrobců.

https://www.edmundoptics.eu/resources/application-notes/optics/optical-glass/ 

http://universalphotonics.com/cdgm/CDGM_TD-USA.pdf 

 Pro naše potřeby, tedy v rámci problematiky binokulárů, nás zajímají vlastnosti optických skel, které se v triedrech používají nejčastěji. Na níže uvedených dvojicích ( vždy se jedná o sklo od firmy Schott a jeho ekvivalent od čínského CDGM ) si vzápětí totiž vysvětlíme jejich vlastnosti a z toho vyplývající důsledky pro jejich aplikaci v binokulárech.

N-BK7  .....  H-K9L

N-BAK4 .... H-BaK7

N-SK15 .... H-ZK21

N-PSK3 .... H-BaK4

Je nám už logické, že v praxi se používají zkrácené názvy, tedy např. BK7 nebo BaK4. Zatímco v označení skel firmy Schott panuje logický řád, ve kterém vám zkratky skel okamžitě napoví podstatu jeho složení, tak u čínského giganta tomu tak není - zrovna v tom nejdůležitějším případě, tedy u skla BaK4, je jeho označení značně zavádějící. Nejedná se totiž o barium-korunové sklo, jak si mnozí doposud myslí, ale o sklo fosfátové, což vyčtete z jeho ekvivalentu od firmy Schott ( P - Phosphat ). Naproti tomu sklo BaK7 je opravdu barium-korunové a je tím správným ekvivalentem k Schott sklu BAK4. Jak dále uvidíte, základní parametry čínského skla BaK4 vůbec nejsou špatné, ba naopak - disperzí se blíží sklu BK7 a indexem lomu naopak ke sklu BAK4. Co to znamená ? Borosilikátové sklo BK7 má totiž vyšší Abbého číslo -Vd, tzn.menší disperzi a tím pádem vnáší do optické soustavy menší barevnou vadu ( nejvyšší Vd má pravý krystal fluoritu vápenatého CaF2 a stejné hodnoty dosahují nejlepší fluorofosfátová skla S-FPL 53 a 55, a např.také ruský ekvivalent OK4 - tedy skla, která najdete v nejlepších APO refraktorech ). Má ale také menší index lomu ( obojí v porovnání s BAK4 ), takže má méně příznivý tzv.kritický úhel, který je podstatný k faktu, za jak světelným objektivem dojde uvnitř hranolu ještě k totálnímu odrazu i mimoosových paprsků. I když je rozdíl v hodnotách kritického úhlu menší než 2°, tak přesto to znamená, že sklo BK7 je vhodné jen do světelnosti cca 1:5, kdežto BAK4 zvládne i pod 1:4. Vzhledem k tomu, že F/3,8 je u objektivů triedrů celkem častá ( triedry jsou stále kompaktnější ), vyžaduje to použití hranolů ze skel s vyšším indexem lomu, jako má diskutované BAK4. Použijeme-li u takovéto světelnosti sklo BK7, nestačí se v hranolu nejkrajnější paprsky úplně odrazit a výsledkem je ona čtvercová výstupní pupila. U horších světelností můžeme naopak využít přednosti skla BK7, které má napříč spektrem i malinko lepší transmisi (když jsme nakousli ty průchozí ztráty, tak nejvyšší vykazuje z diskutovaných skel dvojice SK15 - ZK21 ), proto se toto sklo využívá i u klasických 90° hranolů, delších triedrů ( např. i s hranoly Abbé-König ) nebo nejlepších binohlavách ( např. Denkmeier a Baader-Zeiss Mark ). 

Po vysvětlení v rozdílu základních vlastností skel BK7 a BAK4 se můžeme vrátit k parametrům fosfátového skla BaK4, o kterých jsem se zmínil, že jsou vlastně velmi příznivé. V čem je tedy naznačovaný problém ? Fosfátová skla jsou velmi náročná na technologickou kázeň, aby připravovaný kmen byl dostatečně homogenní a bez droboučkých bublinek ( pro nejdražší fluorofosfátová skla to platí ještě víc ). Právě dvojnásobný výskyt bublinek v nejlepším případě, což garantuje výrobce ( v horším není zaručeno nic... ), nabádá k opatrnosti, protože masová výroba čínského skla BaK4, které je dokonce levnější, než německé BK7, nedává zrovna dobrý pocit o tom, zda je míchání skla věnována dostatečná pozornost... Objevují se totiž odborné hlasy ze světa, že hranoly z čínského fosfátového BaK4, vykazují dost často větší rozptyl světla, což dokazuje přítomnost nadměrného počtu bublinek.

Shrneme-li základní rozdíly mezi nejčastěji se vyskytujícími druhy skel, ze kterých se vybrušují hranoly - tedy BK7, BAK4 a BaK4 - tak si budeme pamatovat, že :

- nejvyšší Abbého číslo ( Vd ) má sklo BK7, má tedy nejmenší disperzi a tím pádem nejmenší barevnou vadu.

- nejvyšší index lomu má sklo BAK4, které je tímto vhodné i pro světelnější objektivy triedrů.

- čínské fosfátové sklo BaK4 je s oběma parametry mezi výše uvedenými německými skly, ale má min. 2x vyšší bublinkovost a tím pádem rozptyl světla, který způsobí zhoršení brilance.

- sklo BK7 má napříč spektrem nejlepší transmisi, naopak sklo SK15 nejhorší. Schott sklo SK15 se velmi často používá ve dvojici střechových hranolů jako partnerské ke sklu BAK4.

 

Uvedené rozdíly v některých parametrech, jako je disperze nebo průchozí ztráty, jsou relativně velmi malé a je potřeba se na ně v praxi dívat i v jiných souvislostech. Co se týče vnesené barevné vady do optické soustavy od povinné dvojice hranolů, je potřeba vědět, že ta se řeší jako celek - prostě se při návrhu soustavy "objektiv - hranol - okulár" s ní počítá. Tzn., že když z takto korigované soustavy hranoly vyjmeme, tak barevná vada se zvětší, nebo změní charakter. Dalším faktorem, který bohužel zasahuje do výsledné barevné korekce, je kolimace triedru, která se provádí jak naklápěním hranolů, tak i objektivů. Výslednou tramsmisi pak ovlivňují použité AR vrstvy a celkové mechanické provedení triedru, jako je vhodné clonění a vyčernění.

Z výše uvedeného, co se týká problematiky hranolů, ve smyslu použitého druhu skla, vyplývá, že se pro náročnější požadavky a aplikace vyplatí před nákupem binokuláru zapátrat po tom, jak kvalitní hranoly se v něm, dle jejich původu především, dají očekávat. Je nasnadě, že u renomovaných výrobců a dražších triedrů si tímto nemusíme tolik lámat hlavu. Ale i tak se najdou pro nás astronomy některé požadavky, které moc výrobců nesplňuje - mám teď na mysli binokuláry navržené speciálně pro astronomická pozorování.

Na úplný závěr si ukážeme na praktickém příkladu - minirecenze jednoho velmi zajímavého triedru - něco z toho, co jsme se dnes naučili... :-). Oním triedrem je právě opravdový astronomický speciál, tedy z kategorie, která v nabídce prodejců není moc zastoupená.  Je to takový nenápadný dalekohlídek, který by si na astronomické pozorování málokdo pořídil - no řekněte, že mám pravdu, když napíšu, že většině astroamatérů se jeho prťavý průměr 32 mm moc zamlouvat nebude... 

 

 

 

Ovšem po bližším seznámením s ním začnete rychle zjišťovat, že to široké pole má něco do sebe, stejně tak zvětšení, které dlouhodobě udržíte v ruce. A když se sním skutečně poprvé podíváte, budete přímo ohromeni - ta jeho brilance je famózní a okamžitě vás dostane... Z dodaného manuálu jednoznačně vyplývá, že se skutečně jedná o astronomický speciál, viz. snímek níže :

 

 

Daleko zajímavější je v manuálu místo věnované technické specifikaci. Všimněte si, prosím, že binokulár má hranoly ze skla BK7 a je zde navíc dostatečně podrobně vysvětleno, proč a jak... Když se podíváte na velikost triedru, tak moc dlouhé tubusy nemá, nicméně připouštím možnost, že objektiv je méně světelný a uvnitř jsou ukryté hranoly Abbé-König a nikoli Schmidt-Pechan.

 

 

Pozoruhodné totiž je, že skutečné zdánlivé zorné pole okulárů je 58,5°, takže pro to malé zvětšení a přitom takto široké pole, je logicky průměr čoček okuláru hodně velký a blíží se průměru objektivů ( toto je důvod, proč tyto malé průměry nemají tak široké pole, jako větší sourozenci, navíc se u nich hůřeji opravují optické vady mimo osu ). Chci tím říct i to, že tento binokulár naplno využívá svou světlost a tím pádem toto klade vysoké nároky na správný návrh optické soustavy a její mechanickou realizaci. Ani žádná rezerva ve světlosti hranolů se zde nenabízí. A podívejte, jak se to japonskému Vixenu povedlo - na jedničku s hvězdičkou !

 

 

 

Ani při pozorování noční oblohy není patrná žádná vinětace. Ve dne se oko snadno přizpůsobí a vinětaci nevidíme. V noci se u dost triedrů nějaká vinětace najde - výrobci totiž šetří a tak nezřídka mají hranoly až o 25% menší průměr pupily, než následný okulár na vstupu. Tato skutečnost se dá zachytit i fotograficky způsobem, který je použit i na snímcích Vixena SG 6,5 x 32. 

Jinak triedr má vynikající kresbu na hvězdách přes polovinu průměru pole. Pokud jsou uvnitř klasické "roof" hranoly Scmidt-Pechan, tak jsou téměř dokonale zabroušeny. V poslední třetině pole se bodovost zhoršuje, u clony pak rychleji. Triedr nemá téměř žádné zkreslení (!) a opravení barevné vady je vynikající. Podle vychylování očí z optické osy, kdy se žádná barevná vada neobjevuje, se dá usoudit, že právě u tohoto triedru jsou hranoly BK7 ideálně sladěné s objektivy i okuláry. Celkově musím říct, že tak velký vliv ED skel na výslednou brilanci a čistotu, jsem u takto malého průměru nečekal. Je to opravdu hodně znát a výsledný dojem z vysoce nadprůměrného obrazu mi připomíná podání Zeiss FL triedrů - vyjma zkreslení, které mají ty Zeissy dost hrozné... Zkrátka - velmi povedený triedr s excelentní kresbou poblíž středu pole a vynikající brilancí.

A mimochdem - ať koukám, jak koukám, tak žádnou čtvercovou výstupní pupilu díky hranolům BK7 nenacházím... winkcool

 

V příští, tedy už třetí části, budeme pokračovat v utajovaných skutečnostech - tentokrát přijde na přetřes skutečná transmise binokulárů, především při nočním pozorování, a to v souvislosti s problematikou skotopického a mezopického vidění.