Ďalekohľady - druhy, vlastnosti, použitie

Za účelom rožšírenia všeobecných poznatkov o tejto problematike by som chcel načrtnúť hrubý prehľad o druhoch, vlastnostiach a parametroch prístrojov určených na optické priblíženie vzdialených pozorovaných objektov. Táto téma je natoľko rozsiahla, včítane teórie o optike, že v rozsahu tohoto pojednania nie je možné, do podrobností popísať celú problematiku. Takže. Ďalekohľad je optický prístroj určený na optické priblíženie vzdialeného pozorovaného objektu. Môžu byť:

  • Monookulárne - pre pozorovanie len s jedným okom. Zaraďujeme tu historické námornícke a vojenské ale aj moderné teleskopy s výsuvným púzdrom, A tiež veľké moderné monookuláry zvané spektivy, ktoré môžu mať aj veľké zväčšenia (až 60x). Dajú sa uchytiť na statív. Obsahujú aj adaptér na montáž fotoaparátu. Ako monookuláre, aj bežné polovičné triedre. Možno tu zaradiť aj puškohľady, hvezdárske ďalekohľady a zememeračské teodolity.
  • Binokulárne - pre pozorovanie s dvoma očami. Sú to dva rovnaké zrkadlovo obrátené (jeden pravý a druhý ľavý), samostatné ďalekohľady. Ich tubusy spojené klbovými mostíkmi. Cez prostredné kĺby mostíkov je vedený čap so stredovým kolieskom zaostrovania. Malé kompakty, kde sa bazíruje na malých rozmeroch sú konštruované so širokým dvojkĺbovým mostíkom a s jedným stredovým zaostrovacím čapom. Ich dva tubusy sa tým dajú okolo dvoch kĺbov zložiť na menšie vonkajšie rozmery.

Každý ďalekohľad, bez ohľadu na konštrukciu a účel použtia, má dve základné optické sústavy a to:

  • Objektív - vstupná časť optického systému cez ktorú vchádza do ďalekohľadu svetlo a vytvára obraz pozorovaného predmetu. Čím je väčší, tým je lepšia sveteľnosť ďalekohľadu.
  • Okulár - optická sústava postavená bližšie ku oku. Svetlo z nej vychádza do oka a pritom tento obraz zväčšuje. Obidve optické sústavy bývajú vytvorené z jednej, dvoch alebo celej sústavy šošoviek.

Z hľadiska stavby optickej sústavy, výstupný okulár môže byť vytváraný:

  • Rozptylovou šošovkovou sústavou, vtedy hovoríme o „Galileovom“ (holandskom, Dach - čítaj "dač") ďalekohľade. Dáva zdanlivý a vzpriamený obraz. Ďalekohľady majú veľkú svetelnosť, nízku hmotnosť, ale hoci sú binokulárne neposkytujú priestorový (stereo) obraz, čo je ich hlavnou nevýhodou. Pri svojom zaostrovaní má okulárová strana pomerne veľký zdvih. V dnešnej dobe sa používajú už len ako divadelné kukátka, prípadne, ak sú jeho mosadzné časti pekné vyleštené, tak ako dekoratívna starožitnosť.
  • Spojkovou šošovkovou sústavou, vtedy hovoríme o „Keplerovom" ďalekohľade. Takýto ďalekohľad dáva skutočný, ale prevrátený obraz. Preto musí byť doplnený o prevraciacu sústavu. Potom dostávame skutočný a vzpriamený obraz, ale čo je najdôležitejšie a to je príčina ich existencie, binokuláre poskytujú stereoskopické (priestorové) videnie objektu. Takýto ďalekohľad s hranolovou prevracacou sústavou nazývame „trieder". Oproti ďalekohľadom galileovej sústavy sú triedre väčšie, ťažšie a drahšie.

Prevracacie systémy, keplerovej sústavy sú zaradené medzi objektív a okulár. Prijímaný obraz prevracajú do vzpriamenej polohy. Môžu byť vytvorené z hranolových alebo zo šošovkových sústav. Pri hranolových sústavách poznáme dva základné konštrukčné princípy polohy hranolov.

  • Porroptické, (porroprizmatické) tiedre používajúce dve dvojice strieškovitých hranolov. Posúvajú osi objektívu voči okuláru. Polohou svojich dvojíc hranolov môžu byť posunuté v dvoch možných sústavách:

    • S vonkajšími hranolmi (širokými), Klasické triedre s rozostupom osí vstupných objektívov väčším ako u výstupných okulárov. Tieto triedre, ktoré môžu mať objektívy veľkého priemeru až 70 mm (extrém je 120 mm) mávajú potom aj väčšiu svetelnosť. Ale ich telesá sú väčšie, ťažšie a menej kompaktné.
    • S reverznými hranolmi sú to zúžené triedre opačnej konštrukcie. Tu rozostup objektívov je menší ako u okulárov. Vyznačujú sa kompaktnosťou a malou hmotnosťou. Avšak, vstupný objektív môže byť len obmedzeného priemeru (do 30 mm).

  • Roofoptické (roofprizmatické) ďalekohľady sú to moderné konštrukcie keplerového systému, ktorých polpentagonálne strechovité Schmidtové prevracacie hranoly sú v tubusoch uložené za sebou v jednej osi. Tak umožňujú, aby okulár a objektív boli v jednej osi. Tieto sú kompaktnejšie, menšie, ľahšie ako klasické triede, ale konštrukčne a výrobne zložitejšie a tým aj drahšie. Len výnimočne dosahujú parametre klasických triedrov. Na trhu je však aj vrchol roofoptickej produkcie 8 x 56, ale niekedy až za 20 násobnú cenu bežného porroptického triedra. Pre vzdialene podobný vonkajší tvar tubusov s galileovým ďalekohľadom sa niekedy nazývajú aj "Dach", teda holandský, hoci s holandským ďalekohľadom nemajú nič spoločného.

Porro Roof Diagram
Systémy prevracacích hranolov - porroptický a roofoptický. (Zdroj: Opticron.co.uk.)
Porroptický a roofoptický ďalekohľad
Porroptický a roofoptický ďalekohľad. (Zdroj: neznámý.)

Hlavné parametry

Udávajú základné informácie o použiteľnosti ďalekohľadu. Najčastejšie sa udávajú dvoma údajmi, a to súčinom dvoch čísiel napr. 8x40 a údajom o zornomm poli.

Zväčšenie (priblíženie), je to najdôležitejšia veličina. Dá sa vyčítať z prvého čísla súčinu. Napr. pri údaji 8x40, prvé číslo udáva zväčšenie 8. Potom pri takom zväčšení objekt vzdialený napr. 800 m, sa javí pozorovateľovi ako by bol vzdialený len na 100 m. Zväčšenie ďalekohľadu môže byť konštantné, alebo premenlivé. Pri premenlivom zväčšení zvanom tiež zoom, variábl, a pod, možno ručne, otáčaním druhého stredového kolieska, alebo páčky meniť jeho zväčšenie. Zmena môže byť plynulá, alebo skoková. Na prvý pohľad sa zoomy dajú poznať tak, že na spojovacom môstiku majú dve zaostrovacie kolieska (jedno na zoom, druhé na zaostrenie), alebo majú pridanú ovládaciu páčku zoomu. Ďalekohľady so zoomom sú väčšie, ťažšie a drahšie ako s konštantným zväčšením.

Zaostrovanie - bežné ďalakohľady, v závislosti od vzdialenosti pozozovaného objektu je potrebné zaostrovať. Ale existujú aj triedre so stálym zväčšením, ktoré pri pozorovaní objektu zaostrovať nie je potrebné. Prijímaný obraz je ostrý pri akejkoľvek vzdialenosti pozorovaného objektu. Pri svojej značke majú prímenie „Permafocus“ (permanentný). Nazývajú ich aj „fixfokus“. Dajú rozoznať tak, že na spojovacom môstiku nemajú zaostrovacie koliesko. Veľkosťou sú asi rovnaké, ako zaostrovateľné. Ich cena u toho istého výrobcu a rovnakých parametroch asi dvojnásobná oproti zaostrovaným.

Priemer objektívu a okuláru. Platí rovnica, že priemer objektívu : zväčšenie = priemer okuláru. T.j. napr. pri ďalekohľade 8 x 40, bude priemer výstupnej pupily okuláru 40 : 8 = 5 mm. Je to údaj, ktorý oceníme najmä za horších svetelných podmienok. Lebo priemer pupily okuláru by mal byť zhodný alebo väčší, ako momentálny priemer zornice oka používateľa. U zdravého ľudského oka sa zornica mení podľa svetelných podmienok. Za slnečného jasu je priemer zornice asi 2 mm, za denného svetla cca 4 až 5 mm, za šera až 7 mm. Potom za šera ďalekohľad s priemerom okuláru napr. 5 mm uberá z veľkosti svetelného toku, obraz objektu sa zdá byť tmavší a tým použitie takéhoto ďalekohľadu je obmedzené. Potom pri malých kompaktoch, ktoré sú napr. 8 x 20, 10 x 20 alebo 10 x 25 pod., bude mať výstupná pupila okuláru priemer 2 až 2,5 mm. Tieto sa potom len ťažko dajú použiť za šera a tak ich užívateľská hodnota bude otázna. Potom napr. kompaktný zoom 8-20 x 25 istého nemenovaného výrobcu ale aj porroptický zoomový trieder s reverznými hranolmi 10-30 x 25, pokiaľ tu nie sú nejako oklamané zákony optiky sa zdá až nezmyselný. Pri použití takých kompaktov má pozorovateľ dojem, ako keby objekt pozoroval cez vodovodnú trubku. U zoomov to platí tiež, kde zmenou zväčšenia sa mení aj priemer pupily okuláru. S pribúdajúcim vekom sa schopnosť zmeny priemeru zornice znižuje.

Výkonnosť za šera, je to veličina, ktorá najlepšie charakterizuje možnosti ďalekohľadu pri použití za šera. Je to odmocnina so súčinu zväčšenia a priemeru objektívu. Pre použitie za šera by mala mať hodnotu min. 18. Potom napr. 8 x 40 má hodnotu 17,8 čo je už pod určenou hranicou. Bežný starší dôstojnícky poľný trieder 7 x 35 má hodnotu 15,6 a kompakt 10 x 25 má hodnotu 15,8, čo je pre použitie za šera málo.

Zorné pole (uhol) predstavuje ďalšiu dôležitú veličinu. Je to priečny rozmer pozorovaného priestoru, ktorý je viditeľný v okulári. Býva udávaný v metrických, alebo anglických mierach vo forme zlomku, napr. 122/1000 m a vzťahuje sa k nejakej pevnej vzdialenosti, najčastejšie ku 100, alebo 1000 m. Potom rozmer pozorovaného priestoru vo vzdialenosti 1000 m je 122 m. Niekedy sa používa aj zápis udávaný v uhlových stupňoch. Tento zápis nie je závislý na vzdialenosti. Je však menej názorný ako predošlý. Na prepočet je potrebné ovládať základy goniomerie a použiť kalkulačku s funkciami. Orientačne platí tiež, že jeden uhlový stupeň vo vzdialenosti 1000 m je zorné pole šírky 17 m. Veľkosť zorného poľa je nepriamo úmerná zväčšeniu. T.j. so stúpajúcim zväčšením ďalekohľadu sa zorné pole zužuje a naopak, pri malom zväčšení má ďalekohľad široký zorný uhol. To sa využíva pri použití zoomov, kde pri hľadaní objektu sa najprv nastaví malé zväčšenie so širokým zorným uhlom. Keď je objekt nájdený, umiestni sa do stredu zorného poľa a otáčaním stredového zoomového kolieska zvyšujeme zväčšenie (objekt opticky približujeme), pričom zorný uhol sa zužuje. Ešte je potrebné druhým stredovým kolieskom ďalekohľad doostriť. Podobné je to aj pri zoomových puškohľadoch zvaných tiež variábly, kde sa zväčšenie prispôsobuje najmä spôsobu lovu zveri (posed, šoulačka a pod.). Tiež môžu byť so zmenou plynulou, alebo skokovou.

Očný rozostup Je to nastaviteľná vzdialenosť výstupných osí biokulárov býva tak od 58 do 72 mm. Nastavuje sa lomením spojovacích môstikov v ich kĺboch. U niektorých starých ďalekohľadoch, najmä Galileovej sústavy, bol rozostup konštantný.

Relatívna svetelnosť je mierou jasu obrazu. Je daná štvorcom priemeru jeho výstupnej pupily (šošovky) okuláru. Napr pri priemere pupily okuláru 5 mm je relatívna svetelnosť 52 = 25. Nie je celkom jasné, že ako sa dá táto veličina využiť.

Zaostriteľná vzdialenosť. Je to minimálna vzdialenosť objektívu ďalekohľadu od pozorovaného objektu, pri ktorom sa ďalekohľad dá ešte zaostriť. Pri moderných ďalekohľadoch je už rádovo v metroch a tam už použitie ďalekohľadu nemá zmysel.

Dioptrická korekcia. Slúži na korekciu zrakových vád užívateľa v prípade, ak používateľ má jedno oko rozdielne od druhého. Väčšinou pravý okulár je otočne nastaviteľný v rozsahu ± 3 až 5 dioptrí. Nastavuje sa len rozdiel pravého oka od ľavého v dioptriách. Pri rovnakých chybách u oboch očí (rozdiel je tu nulový) sa dioptrická korekcia pravého okuláru nastavuje na nulu. Po nastavení korekcie, sa ďalekohľad ešte celkovo doostruje na pozorovaný objekt prostredným kolieskom.

Hmotnosť ďalekohľadu je dvojsečná veličina. Je snaha, aby ďalekohľad bol čo najľahší - je predsa potrebné ho nosiť. Ale pri väčšom zväčšení (10 a viac), je naopak, väčšia hmotnosť ďalekohľadu úžitočná, lebo jeho hmotnosť tlmí chvenie rúk a tĺkot srdca užívateľa spôsobujúci tras obrazu. Pozorovacie malé ľahké kompakty, so zväčšením 10, 12 a viac, sa v rukách dajú bez chvenia udržať len ťažko. Používajú sa tak, že sa rámy ich okulárov oprú o obočie pozorovateľa. Problém nastane ak pozorovateľ používa dioptrické okuliare. Niekedy sa to rieši rôznymi gumenými manžetami nasunutými na rámoch okulárov. Veľké vojenské štábne triedry napr. 20 x 120 s hmotnosťou vyše 15 kg, sú už uchytené na stojanoch.

Materiál a geometria šošoviek. Šošovky môžu byť vyrobené brúsením z optického skla, alebo lisované z plastu. Dôležitý je tvar zakrivenia povrchu. V prípade jednoduchého guľového (sferického) zakrivenia je zväčšenie v optickej osi šošovky iné ako na okraji zorného poľa. Toto vytvára chromatickú chybu, t.j. deformáciu obrazu pri okraji zorného poľa. Pri menej kvalitnej optike platí, že čím väčšie zväčšenie, tým má podávaný obraz viac deformované okraje. Preto, pri kvalitných prístrojoch, tvar zabrúsenia povrchu šošovky nie je guľový, ale sa mení smerom ku okraju na asférický. Možno povedať, že cena brúsenej asférickej šošovkyv závislosti od jej priemeru rastie kvadraticky. T.j. cena šošovky dvonásobného priemeru je nie dvojnásobná, ale štvornásobná. Preto sa v poslednom čase rozšírili malé kompakty s malým priemerom objektívu do 25 mm, alebo ďalekohľady osadené plastovými šošovkami, ktoré sú lisované.

Možnosť výroby šošoviek z plastu umožnili aj vybavenie moderných armádnych útočných pušiek jednoduchými, relatívne lacnými optickými mieridlami s malým zväčšením.

Povrch šošoviek kde svetelný lúč prechádza do povrchu skla, pokiaľ je tento ponechaný v prírodnom stave, je schopný odraziť 4 až 8 % z množstva prechádzajúceho svetla. Potom, pokiaľ by svetelný lúč prešiel cez celú optickú sústavu ďalekohľadu, mohol by súčet svetelných strát byť až 50 % a pozorovaný predmet v okulári by sa nám javil tmavší. Preto povrchy prechodu svetelného lúča sú potiahnuté antireflexnou vrstvou. Je niekoľko systémov a farebných odtieňov potiahnutia šošoviek. Najkvalitnejšie je, ak sú antireflexnou vrstvou a to tmavozelenej farby potiahnuté všetky povrchy optiky.

Tubusy moderných ďalekohľadov sú vyrobené z ušľachtilých hliníkových (dural), alebo horčíkových (elektrón) zliatin. Z vonku ešte bývajú potiahnuté ochranným gumovým povlakom. U kvalitných a drahých ďalekohľadoch sú tubusy vzduchotesné a plnené pretlakom dusíka chrániacim vnútrajšok pred zarosením, čo ocenia najmä poľovníci v jeseni.

Označovanie ďalekohľadov. Súčasné triedre majú na telese tubusu, okrem značky, aj označenie násobkom, napr. 8 x 40. Plynulé zoomy sa označujú rozmedzím zväčšenia a priemerom vstupného objektívu v mm, napr. 8-16 x 40. Jeden nemenovaný, ale renomovaný výrobca svoj vrcholný zoom označuje 10/27 x 42. Zväčšenie u skokových zoomov sa označuje súčtom zväčšenia, a priemerom objektívu v napr. 8 + 12 x 42. Na telese tubusu sa tiež vyznačuje zorné pole vo forme zlomku, napr. 122 /1000 m, alebo zorného uhla.

Kategórie - použitie

Najbežnejšie sú binokuláry s priestorovým videním (triedre). Podľa účelu použitia ich poznáme : divadelné kukátka so zväčšením do 3 (môžu byť aj starej galileovej sústavy). Malé pozorovacie triedry so zväčšením 4 až 6, s nízkou hmotnosťou a nazývame ich aj obzorky. Univerzálnym zväčšením je 7 až 10 s objektívom od cca 30 do 56 mm. V minulosti bežné triedre dôstojníkov na nižších funkciách do poľa mali v rôznych armádach cca 7 x 35. Je to veľkosť, pri ktorom všetky technické a užívateľské parametre (zväčšenie, priemery objektívu, okuláru, zorný uhol, veľkosť telesa, hmotnosť, cena a pod.) sú kompromisne vyvážené. Triedre s väčším zväčšením 10 až 12, s priemerom objektívu do 60 mm, používajú poľovníci. Sú tu aj extémy v podobe triedru 25x100, alebo zoomu 25-125x80 s neudávanou hmotnosťou. Pre svoju univerzálnosť sa začínajú uplatňovať zoomy, napr. 8-16x50 s hmotnosťou cca 600 g.

Produkcia ďalekohľadov

Vo svete je široké spektrum výrobcov. Niektorý vyrábajú lacné kompakty, ale aj klasické triedre s plastovými šošovkami, vhodné na nenáročné použitie. Niektorí vyrábajú produkty bežnej užívateľskej kvality. Medzi vyššiu strednú triedu patrí aj česká Meopta.

V časoch svetovej globalizácie, sa často nie je možné dopátrať po skutočných výrobcoch. Sú väčšinou bez označenia krajiny pôvodu. Mnohorazy sú označené značkami výrobcov, u ktorých ich fyzickú výrobu možno s určitosťou vylúčiť. Sú to prístroje väčšinou nenáročné, ale bytelné, robustné, kvalitné, a podstatne lacnejšie ako prístroje od renomovaných výrobcov. Je to rozšírenie sortimentu výrobkov na trhu, z ktorého si každý môže vybrať. Nie každý, musí mať doma Rolls Royca. Ale sú ľudia, ktorý ho majú len na potvrdenie svojho ega. Podobne je to aj s ďalekohľadmi. Sú však výrobcovia, ktorý sú Rolls Roycami vo svete optiky. Diktujú svetu technickú a užívateľskú úroveň kvality výrobkov. Tieto výrobky sú kupované na celý život. To sa samozrejme odráža aj na ich cenách, ktoré sú často aj o jeden rad vyššie ako výrobky podobných, alebo aj rovnakých parametrov ostatných výrobcov (niekedy je zoomový puškohľad od takého výrobcu drahší ako samotná puška).

Niektoré vrcholné ďalekohľady:

Leupold Sports Optics Golden Ring Swarovski SLCnew 8x50 B Bushnell H2O 8x42 Waterproof Binoculars
Leupold Sports Optics Golden Ring; Swarovski SLCnew 8x50 B; Bushnell H2O 8x42. (Zdroj: neznámý.)

Problém je ale v tom, že aj tie najkvalitnejšie a najdrahšie prístroje po čase zastarajú morálne a výrobcovia stále prichádzajú s niečim novým. Takže, človek môže mať doma optický prístroj fyzicky a užívateľsky prvotriedny, vrcholných parametrov a kvality, ale rokmi už morálne a konštrukčne zastaralý, alebo lacnejší prístroj strednej užívateľskej kvality, ale už najnovšej konštrukcie. Potom, ak také niečo poľovník v lese stratí, tak to ľahšie prežije a kúpi si nový prístroj primeranej ceny, a už najnovšej konštrukcie. Ale to platí aj u iných výrobkov vrcholnej kvality.

Autor: Ing. Michal Bencúr | Článek vložen 5. 3. 2009