Дальномеры - устанавливаемые на фотоаппаратах, монокулярные (для наблюдения одним глазом) приборы с постоянным базисом, служащие для визуального определения расстояния до фотографируемого объекта.
На иллюстрации 1:
- 1) Принцип устройства и действия прибора;
- 2) Дальномер с призмой;
- 3, 4) Оптические компенсаторы: вверху - клиновой, внизу - линзовый.
Прибор (рис. 1-1) состоит из зеркала (1), поворачивающегося вокруг оси (2), и полупрозрачного зеркала (3). Расстояние между зеркалами (1 и 3) определяет базис дальномера. Прибор устанавливают относительно предмета (4), как показано на рисунке. Наблюдение за предметом производится сквозь полупрозрачное зеркало (3); при этом изображение образуется двумя пучками лучей, из которых один направляется в глаз наблюдателя через полупрозрачное зеркало (3), а другой - после двукратного отражения сначала в зеркале, а затем в полупрозрачном зеркале (3). В результате наблюдатель видит два контура объекта, наложенных один на другой.
При определенном положении зеркала (1) оба потока лучей совмещаются, изображения визуально накладываются одно на другое и контуры их сливаются. Слияние картинок служит признаком точной установки дальномера.
При всяком изменении расстояния между объектом и наблюдателем контуры изображения расходятся, раздваиваются и для совмещения их требуется отклонить зеркало на некоторый угол.
Так как при совмещении контуров изображения каждому расстоянию от наблюдателя до предмета соответствует лишь одно положение зеркала (1) относительно зеркала (3), по этому положению возможно определить расстояние до предмета.
Точность работы прибора тем выше, чем больше его базис. Предельное расстояние, поддающееся измерению, обычно не превышает 20 м.
Дальномер механически связан с объективом фотоаппарата, и последний автоматически устанавливается в положение резкой наводки.
Кинематическая связь с объективом основана на сообщении последнему поступательного движения вдоль оптической оси при наводке на резкость. В зависимости от расстояния до предмета он перемешается на строго определенную величину. Это движение объектива и используется для приведения в действие деталей механизма дальномера.
Дальномеры подразделяются на две группы:
- с поворачивающейся трехгранной призмой, заменяющей зеркальную поверхность;
- с оптическим компенсатором.
Одна из схем дальномера с призмой приведена на рис. 1-2. Червячная оправа объектива (1) своей торцовой частью упирается в кулачок двуплечевого рычага (2) и при своем вращении (ввинчивании в камеру) отклоняет этот рычаг. Последний давит своим противоположным концом) на рычаг (4), на котором укреплена призма (5). Отклоняясь, рычаг (4) поворачивает призму. При обратном движении объектива механизм действует в обратном направлении под давлением пружины (6).
Перед полупрозрачным зеркалом (7) имеется рамка (8) с маленьким отверстием - ограничитель пучка лучей, идущих из призмы. Рамка выделяет в виде светлого кружка изображение, образуемое призмой.
Дальномеры с оптическим компенсатором отличаются от описанных тем, что поворотная призма в них заменена призмой с переменным преломляющим углом, называемой оптическим компенсатором.
Различают оптические компенсаторы клиновые и линзовые. Первые состоят из двух стеклянных клиньев круглой формы (рис. 1-3), которые с помощью специального механизма могут вращаться одновременно вокруг обшей горизонтальной оси во взаимно противоположных направлениях. Вследствие этого преломляющий угол системы может изменяться в пределах от нуля до некоторой величины, равной сумме преломляющих углов обоих клиньев.
В отличие от призматических устройств, в которых критерием для определения расстояния служит положение призмы, в дальномерах с клиновым компенсатором таким критерием служит взаимное положение клиньев компенсатора.
На иллюстрации 2:
- 1) Схема дальномера с клиновым компенсатором;
- 2) Наблюдаемое изображение при неточной (слева) и точной (справа) фокусировке объектива.
Прибор состоит из удлиненной стеклянной призмы (1), длина которой определяет базу дальномера. Призма склеена из двух частей, причем одна из склеенных поверхностей (на рисунке заштрихована) полупрозрачная, зеркальная (2). Другой конец (3) скошен под углом в 45 градусов. Перед этим концом помещается клиновый компенсатор (4).
Поворачиваясь, клинья образуют трехгранную призму с большим или меньшим углом преломления. На рисунке этот угол обозначен буквой а.
Если через полупрозрачное зеркало (2) смотреть на какой-либо предмет (5), то будут видны одновременно два виртуальных изображения этого предмета: одно, образованное лучами, прошедшими через полупрозрачное зеркало (2), а второе - лучами, прошедшими через компенсатор, отраженными затем скошенной зеркальной поверхностью призмы и вторично отраженными полупрозрачным зеркалом.
Оба изображения при определенном расположении клиньев компенсатора сливаются в одно. При удалении или приближении наблюдаемого предмета картинка раздваивается, и чтобы вновь совместить раздвоенные контуры, следует повернуть клинья компенсатора на тот или иной угол. Это вращательное движение клиньев использовано для наводки объектива на резкость.
Линзовый компенсатор (рис. 1-4) отличается от клинового тем, что состоит из двух цилиндрических линз: плоско-выпуклой (1) и плоско-вогнутой (2).
Линза (1) с вогнутой поверхностью неподвижна, и линза (2) с выпуклой поверхностью может поворачиваться. При определенном положении обеих линз плоские поверхности их располагаются параллельно одна другой. Такая система не отклоняет лучей. При всяком же повороте выпуклой линзы система образует трехгранную призму, преломляющий угол которой тем больше, чем сильнее отклонение выпуклой линзы.
Независимо от конструкции, общая картина, наблюдаемая в окуляр прибора, у всех дальномеров примерно одинакова: в поле зрения видно сдвоенное изображение, при котором наводка на резкость неточна. Вращая оправу объектива, добиваются слияния контуров двух изображений, что соответствует точной паводке на резкость (рис. 2-2).
В целях облегчения пользования фотоаппаратом и ускорения подготовки его к съемке видоискатель и дальномер совмещаются в одном поле зрения. Это позволяет фотографу, не отводя глаза от аппарата, производить одновременно кадрирование фотоснимка и наводку на резкость. В аппаратах с совмещенным видоискателем и дальномером вместо двух отдельных окуляров имеется только один.
Базисом или базой дальномера называется расстояние между точками наблюдения.
Полупрозрачным зеркалом называется светоделительная пластинка, отражающая одну половину падающего на него света и пропускающая вторую.