Lidské oko ve spojení s naším mozkem patří stále mezi nejdokonalejší optický aparát, přesto má ale svá omezení. Pokud chceme pozorovat krásy krajiny, nic netušící zvířata v dálce či z bezpečné vzdálenosti sledovat rozličné objekty, budeme potřebovat naše vlastní oči značně „prodloužit“. Zde na scénu přichází právě dalekohled, který by měl být obsažen ve výbavě všech milovníků přírody, myslivců, turistů, ale i zcela běžných výletníků, kteří se na svět potřebují dívat pouze z větší dálky.
První dalekohled byl sestrojen přibližně před čtyřmi sty lety. Již v roce 1608 se nizozemský výrobce brýlí Hans Lippenskey jednou podíval na nedalekou kostelní věž přes dvě na sobě umístěné skleněné čočky a zjistil, že obraz je zvětšený, a proto začal tento jev zkoumat. Prvním člověkem, o němž je známo, že pohlédl dalekohledem na naši oblohu, byl již o rok později známý italský fyzik a astronom Galileo Galilei (1564-1642). Od této doby se dalekohledy, jak hvězdářské, tak kapesní, neustále vyvíjejí.
Konstrukce dalekohledů: Hranoly a jejich role
Dalekohledy určené pro pozorování oběma očima se nazývají "binokuláry". U takzvaných binokulárů rozlišujeme několik základních konstrukcí. Klasická a levnější konstrukce dnes běžně prodávaných dalekohledů používá konvexní čočky jak pro okulár, tak pro objektiv. Dalekohledy se střechovými hranoly a dalekohledy s Porro hranoly se liší uspořádáním hranolů, což ovlivňuje jejich tvar a optické vlastnosti.
Proč jsou v dalekohledech hranoly?
Hlavním důvodem je, že hranoly převrací obraz tak, abychom jej mohli pozorovat stejně orientovaný, jako je ve skutečnosti. Obraz vytvořený pouze soustavou spojných čoček, které se používají v dalekohledech, by byl bez hranolů výškově a stranově převrácený. Právě proto se do optické soustavy vkládají hranoly, které obraz obrací. Pozorovatel pak může vidět obraz objektu tak, jak vypadá ve skutečnosti. Hranoly také umožňují vyrábět kratší a kompaktnější typy dalekohledů. Celková délka optické soustavy tvořené pouze čočkami by byla bez hranolů delší a tak by byl i dalekohled mnohem delší. Protože se světlo v hranolech několikrát láme a urazí v nich poměrně dlouhou vzdálenost, je celková délka dalekohledů s hranoly kratší, než by byla bez hranolů. Binokulární dalekohledy (pokud se nejedná o divadelní kukátka Galileiho typu) obsahují kromě okulárů a objektivů ještě hranolovou soustavu, která převrací obraz pozorovaného objektu. Optický hranol je prvek ze skla, sloužící k otočení obrazu z převrácené polohy, kterou získá po průchodu čelní čočkou, do vzpřímené polohy, abychom jej viděli tak, jak jsme zvyklí.
Dalekohledy s Porro hranoly
Dalekohledy s Porro hranoly jsou typické zalomeným tvarem. Tento typ hranolů poprvé použil italský optik Ignazio Porro v roce 1850. Optická osa dalekohledů s Porro hranoly je zalomená ve tvaru písmene Z. Tyto hranoly mají velký objem, a proto jsou jejich objektivy umístěny v poměrně dlouhé vzdálenosti od sebe. Dalekohledy s Porro hranoly jsou mohutnější a větší. Výhodou Porro hranolů je, že na všech jejich odrazných plochách dochází k totálnímu odrazu světla bez ztrát a je velmi snadné a relativně levné takové hranoly vyrobit. Porro hranoly je snadné vyrobit a jelikož u nich dochází k totálním odrazům na všech odrazných plochách, není potřeba používat dielektrické reflexní ani fázové vrstvy. Dalekohledy se systémem Porro jsou poněkud dražší, než dalekohledy se štíhlejšími / estetičtějšími střechovými hranoly. Klasické prismatické dalekohledy umožňují dosáhnout kvalitního obrazu za přijatelnou cenu, neboť konstrukce není tolik náchylná na ztráty jako hranoly typu Z. Zároveň ale hranoly musejí být větší a těžší.
Čtěte také: Stavební hranoly: Co potřebujete vědět
Dalekohledy s hranoly Porro mohou být kompaktní, použitelné v terénu a při stacionárním pozorování. Dalekohledy s porro hranoly mají velmi výhodný poměr cena/výkon. Za velmi dobrou cenu lze pořídit porro dalekohled vynikající kvality. Hranoly lacinějších porro dalekohledů jsou vyrobeny z optické skla BK-7. Dražší porro dalekohledy obsahují hranoly, které jsou vyrobeny z opticky velmi kvalitního skla - BaK-4, které má menší disperzi než BK-7 a výsledkem je jasnější a ostřejší obraz.
Dalekohledy se střechovými hranoly (Roof Prism)
Lineární dalekohledy, jak se jim také říká, ve své konstrukci používají tzv. střechové hranoly, což umožňuje průchod světla v přímém směru. Jejich název je odvozený od tvaru střechy, který tvoří dvě navzájem kolmé optické plochy. Dalekohledy se střechovými hranoly mají rovné tubusy bez zalomení a jsou menší a skladnější než dalekohledy s Porro hranoly. Díky tomu mohou být skladnější, a hlavně znatelně lehčí. Výroba střechových hranolů je však náročnější a dražší než výroba Porro hranolů. Aby se zachovala kvalita obrazu, je třeba použití mnohem kvalitnějších komponent, proto je většinou i cena oproti klasickým dalekohledům o něco vyšší.
Nejčastěji používaný systém Schmidt-Pechan se skládá ze dvou opticky stmelených hranolů vyrobených z různých druhů skel. Schmidtův hranol obsahuje střechu, na které dochází k fázovému posunu světla a u kvalitnějších dalekohledů se proto pokrývá fázovými vrstvami. Na jedné ploše Pechanova hranolu zase nedochází k totálnímu odrazu a vznikají tak světelné ztráty. Pro dosažení kvalitního obrazu dalekohledu se na tuto plochu nanáší tzv. reflexní dielektrické vrstvy, které zvyšují odraznost plochy a snižují světelné ztráty.
Systém Abbe-Koenig se skládá ze dvou skleněných hranolů, které jsou opticky stmelené do jednoho kusu ve tvaru písmene "V" - všechny plochy mají totální odraz, proto je není potřeba pokovovat reflexní vrstvou. Systém Abbe-Konig má přirozeně lepší přenos světla než Schmidt-Pechan ze stejného materiálu.
Dalekohledy se střechovými hranoly se zřídka umísťují na stativ (tyto modely však existují) a většinou jsou určeny pro každodenní používání.
Čtěte také: Přečtěte si o hranolech Isover Tram EPS TL 160 mm
Srovnání Porro a střechových hranolů
Pokud porovnáme dva dalekohledy stejných parametrů ze stejného optického materiálu a se stejnými úpravami optických částí, pak dalekohled s Porro hranoly má obecně větší světelnou účinnost, zorné pole a dává kontrastnější obraz než dalekohled se střechovými hranoly. Nicméně, pokud mají mít střechové hranoly vysokou kvalitu obrazu, pak je výroba optiky mnohem náročnější a výsledkem je vyšší cena.
V dalekohledech se střechovými hranoly dochází při lomu světla k fázovému posunu. Světlo odražené od "střechové" plochy hranolu je částečně polarizované a může docházet k interferencím. Toto způsobuje ztráty intenzity procházejícího světla (jasu) a informace (rozlišení). Platí to pro oba používané systémy Abbe-Koenig i Schmidt-Pechan, i když u každého jsou fázový posun a interference jiné. Zejména je to vidět u dalekohledů s velkým zvětšením a malou výstupní pupilou. Tento jev lze výrazně potlačit nanesením speciálních vrstev na plochy hranolů. Například střechové hranoly vytvářejí kontrastní obraz, pokud jsou opatřeny speciální povrchovou úpravou, která zabraňuje fázové změně.
Ještě nedávno se všeobecně uznávalo, že dalekohledy s Porro hranoly mají kvalitnější obraz než dalekohledy se střechovými hranoly. S postupným rozvojem nových optických materiálů a se zdokonalováním technologií dielektrických vrstev dnes dosahují dalekohledy se střechovými hranoly lepších optických vlastností než dalekohledy s Porro hranoly. Pokud chcete používat binokulární dalekohled pro lov, pěší turistiku nebo výlety na vodě, doporučujeme vám nákup binokulárních dalekohledů se střechovými hranoly. Jsou lehčí a kompaktní a brzy splní všechna vaše očekávání. Tyto binokulární dalekohledy představují dobrou kvalitu za tuto cenu.
Základní rozdíl a srovnání mezi Porro hranoly a střechovými hranoly:
| Vlastnost | Dalekohledy s Porro hranoly | Dalekohledy se střechovými hranoly |
|---|---|---|
| Tvar | Zalomený, objemnější | Rovné tubusy, kompaktní a lehké |
| Výroba | Snadnější a levnější | Náročnější a dražší |
| Světelné ztráty | Minimální (totální odraz) | Vyšší (fázový posun, nutné speciální vrstvy) |
| Kvalita obrazu (bez úprav) | Obecně vyšší světelná účinnost, zorné pole a kontrast | Vyžaduje kvalitní komponenty a úpravy pro srovnatelnou kvalitu |
| Využití | Univerzální, dobrý poměr cena/výkon | Ideální pro lov, turistiku, každodenní použití (lehké, kompaktní) |
Důležité parametry dalekohledů
Každý binokulární dalekohled má v názvu dvojici čísel, například binokulární dalekohled 8x25. První číslo, v našem příkladě 8, udává zvětšení. Druhé číslo, v našem příkladě 25, udává průměr čelní čočky. Další znaménka, která jsou umístěna za těmito údaji, jako např. WP či ED, se jedná o dodatečné označení například úpravy konkrétních čoček, antireflexních a kontrastních vrstev sloužících pro zamezení odlesků a zvýraznění obrazu či odolnost proti prachu a vodě.
Čtěte také: jak vybrat hranoly pro střešní konstrukci
Zvětšení
Zvětšení, reprezentované numerickou hodnotou, je vztahem mezi reálnou velikostí objektu a jeho zvětšenými rozměry. Objekt vzdálený 700 metrů a pozorovaný při zvětšení 7x vypadá jako objekt pozorovaný okem bez optické pomůcky ve vzdálenosti 100 metrů. Zvětšení nižší než 5x nejsou obecně dost výkonná pro externí použití. Překročí-li zvětšení hodnotu 12x, je obraz vlivem chvění rukou nestabilní a pozorování je tak nekomfortní. Pokud budete používat dalekohled primárně v rukou, nedoporučujeme vybírat větší přiblížení než 10x, obraz bude poté již roztřepaný. Funkce pro zvětšování mezi 7x a 10x je ideální pro celou řadu aplikací, včetně pozorování při dlouhých procházkách, lovu a sledování divoké zvěře. Tyto binokulární dalekohledy se často nazývají „univerzálními“, protože zajišťují kvalitní obraz bez ohledu na podmínky pozorování.
- Zvětšení 5x až 7x: Často se vyskytují v kombinaci s průměry objektivu kolem 30-40mm a lze je použít pro děti nebo pro ty, kteří nemají pevné držení rukou a často se jim ruce chvějí. Malé zvětšení vám poskytne stabilnější a pocitově tedy ostřejší obraz se širokým zorným polem. Námořní dalekohledy 7x50 mají velké hranoly, které pojmou hodně světla, mají široké zorné pole a při zvětšení 7x lze ještě dobře korigovat houpání lodi.
- Zvětšení 8x: Je v současné době spojeno s většinou dalekohledů, ať malých kompaktních středních nebo velkých dalekohledů do šera. Toto zvětšení je velmi univerzální a poskytuje stabilní obraz se širokým zorným polem. Ve srovnání se zvětšením 10x lze při zvětšení 8x velmi dobře udržet stabilitu obrazu a tedy si můžete velmi dobře vychutnat ostrost a rozlišit i jemné detaily.
- Zvětšení 10x: Je, stejně jako zvětšení 8x, používané u všech typů dalekohledů. Lze říci, že toto zvětšení je také velmi univerzální jako 8x, ale s tím rozdílem, že při tomto zvětšení je užší zorné pole, menší stabilita obrazu a nižší světelnost než při zvětšení 8x. Obraz při zvětšení 10x již není tak stabilní jako u menších zvětšení.
- Zvětšení 12x: Již není tak často používané a umožní vám pozorovat drobnější detaily v obraze. Při zvětšení 12x lze ještě docela dobře udržet stabilní obraz, ale doporučujeme spíš podepřít ruce o pevnou podložku.
- Zvětšení 15x a více: Se vyskytuje méně často a umožní rozeznat i malé detaily na pozorovaných objektech. Při pozorování dalekohledy se zvětšením více než 12x je dobré zapřít ruce o pevnou podložku nebo použít stativ. Větší zvětšení se objevuje i u malých kapesních dalekohledů, ale zde je potřeba počítat s tím, že světelnost a šířka zorného pole budou malé a obraz nebude tak jasný a ostrý v detailech a okrajích zorného pole. Astronomické binokulární dalekohledy mají obvykle zvětšení 10-20x. Možná byste si měli také prohlédnout teleskopy nebo binokulární dalekohledy se zvětšením 20-30x a vyšším. Některé modely umožňují zvětšení až 160x (a více), pomocí různých okulárů; u těchto produktů však není možné provádět ruční pozorování.
Průměr objektivu
Druhé číslo u označení dalekohledu je průměr objektivu, respektive milimetrový průměr jeho vnější čočky. V praxi to znamená to, že čím je tato hodnota větší, tím více světla se dostane do optické soustavy. Objektiv je čočka nebo soustava čoček, kterými vchází světlo do dalekohledu. Úkolem objektivu je tedy soustřeďovat světlo a vytvářet obraz, který je následně zvětšený okulárem. Čím větší je průměr objektivu, tím více světla se do dalekohledu dostane, tím více detailů je možné v obraze rozlišit (tzv. rozlišovací schopnost).
Dalekohledy s větším průměrem objektivů mají lepší vlastnosti v šeru a ve špatných světelných podmínkách. Velký průměr objektivu je důležitý zejména tehdy, pokud se chystáte pozorovat za zhoršených světelných podmínek. Čím je objektiv větší, tím více světla pohlcuje, což znamená, že binokulární dalekohled nebo jiný optický přístroj je tím účinnější v podmínkách se slabým osvětlením, například v zamračeném nebo mlhavém prostředí nebo za soumraku. Velké objektivy jsou ale těžší a dražší. U největších z nich je třeba použít stativ. Astronomické binokulární dalekohledy určené pro noční pozorování nebeských objektů mají největší objektivy.
- Kompaktní dalekohledy (do 25 mm): Jedná se hlavně o malé lehké dalekohledy, které jsou dobře skladné. Mají výborný obraz během dne a některé kvalitnější i v šeru. Jsou lehké a snadno se vejdou i do menšího batůžku.
- Střední dalekohledy (30-34 mm): Tyto dalekohledy jsou stále menších rozměrů, většinou mají průměr 30 - 34mm a zvětšení 6x, 7x, 8x, 10x a 12x. Mají vynikající obraz během dne, ale i za soumraku, při horších světelných podmínkách je obraz díky novým technologiím antireflexních vrstev stále velmi dobrý.
- Univerzální dalekohledy (42 mm): Tyto dalekohledy jsou velmi univerzální - většinou mají průměr 42mm a zvětšení 7x, 8x, 10x a 12x. Mají vynikající obraz nejen během dne, ale i za soumraku, při horších světelných podmínkách. Pro tyto univerzální vlastnosti jsou hodně žádané.
- Dalekohledy do šera (nad 50 mm): Tyto dalekohledy jsou vhodnější pro pozorování v šeru a v horších světelných podmínkách. Větší průměry se také používají u dalekohledů s větším zvětšením - 15x a více (15x60, 20x60, 30x70) - čím větší je zvětšení, tím je pro získání dobrého obrazu potřeba více světla i během jasného dne. Světelnější dalekohledy (8x56, 9x63, 7x50) dokonce přivádí do oka více světla, než je schopno využít během denního světla. Za denního světla má zřítelnice oka průměr cca 3-6mm, kdežto z výše zmíněných dalekohledů vystupuje svazek světla o průměru 7mm. Výsledkem jsou různé odlesky a stíny v obraze.
Zorné pole
Zorné pole je další veličinou, kterou je potřeba mít na paměti, když se rozhodujete o koupi binokuláru. Stručně řečeno se jedná o velikost prostoru, který přes binokulární dalekohled vidíte. Reálný zorný úhel je aktuální úhel zorného pole měřený z optického středu objektivu. Např. v hodnotě "8 x 40 8,8°" reprezentuje údaj 8,8° reálný zorný úhel. Logicky tedy s narůstajícím zvětšením uvidíte ze zdi menší úsek, ale ve větším detailu. Širokoúhlá optika zajišťuje širší zorné pole než běžné binokulární dalekohledy. Toho lze dosáhnout použitím speciálně optimalizovaných čoček a hranolů. Například obyčejné dalekohledy vytvářejí zorné pole s rozměrem 115 m na vzdálenost 1 km, zatímco širokoúhlý dalekohled může vytvářet zorné pole 160 m na vzdálenost 1 km.
Výstupní pupila
Výstupní pupilu si představte jako pupilu vašeho oka na čočce binokuláru. Průměr lidské zornice (pupily) je v závislosti na světelných podmínkách rozšířen na 2-7 mm (s přibývajícím věkem zornice bohužel pomalu ztrácí schopnost zvětšit se). Hodnota u dalekohledu se dá vypočítat velice jednoduše, stačí vydělit průměr vnější čočky a hodnotu přiblížení - např. 40/10=4. Výstupní pupila vám zhruba řekne, jak jasný bude obraz. Dalekohled, který bude mít výstupní pupilu 7 mm nám tedy předá maximum možného světla i za tmy, kdy naše zornice bude rozšířena právě na tuto hodnotu. Pro základní účely je zcela dostačující hodnota 2,5-3. Pro pozorování hvězd je lepší 5-7.
Světelnost
Relativní světelnost je hodnota vypočtená jako druhá mocnina výstupní pupily. Čím vyšší je relativní světelnost, tím jasnější je obraz. Druhé číslo, "50", znamená, že efektivní průměr objektivu dalekohledu je 50 mm. Čím větší průměr objektivu, tím jasnější bude při stejném osvětlení pozorovaný obraz.
Typy dalekohledů podle použití
- Turistické dalekohledy: Požadována snadná přenositelnost a skladnost. Na rekreační pozorování přírody postačuje malý kompaktní dalekohled 8x21, 10x25 - tyto dalekohledy se vejdou do kapsy, nicméně poskytují malý pozorovací úhel a přenos jasu a kontrastu je slabý (nejsou-li vybaveny nadstandardním typem skel). Pokud tedy chcete poskytnout svým očím lepší podívanou, budete volit zřejmě konstrukci Porro 7x35, případně 8x42, 10x42 apod., jež mají větší zorné pole a světelnost. Samozřejmě lze využít i loveckých dalekohledů, které poskytnou skvělý obraz za šera, jejich váha a rozměry jsou ovšem již větší nebo v případě konstrukce Roof (přímé) jsou zase dražší. To ovšem vynahrazuje podstatně lepší přenos jasu a kontrastu.
- Lovecké dalekohledy: U loveckých dalekohledů, které nacházejí využití za špatných světelných podmínek, je důležitý co největší poměr průměru objektivu oproti co nejmenšímu zvětšení dalekohledu. Standardem v myslivecké optice je dalekohled 7x50 a 10x50. Stejnou světelnost jako dalekohled 7x50 mají i dalekohledy 8x56 a 9x63, kde úměrně průměru objektivu stoupá i zvětšení dalekohledu. Proto se pocitově obraz v těchto třech dalekohledech může zdát stejný. V případě že požadujete menší dalekohled - lze zvolit přímé dalekohledy 8x42, případě 10x42. Dalekohled lovecký by měl být vodotěsný nebo alespoň voděodolný.
- Námořní dalekohledy: Vyžadují vodotěsnou konstrukci, ideálně plněnou dusíkem proti zamlžování. Zabudovaný kompas je skoro povinnost. Obvykle bývají vybaveny i jednoduchou dálkoměrnou stupnicí. Vyrábějí se v provedení 7x50, jež se dá použít i na houpající lodi a poskytuje vynikající světelnost. Pokud si nechcete pořizovat dalekohled námořní, lze s úspěchem použít i dalekohledy lovecké, jež bývají též vodotěsné a přizpůsobené pro viditelnost za špatných podmínek.
Kvalita optiky a povrchové úpravy
Kvalitu optických hranolů určuje použité sklo. BaK-4 a BK-7 jsou velmi často používané druhy skla pro výrobu hranolů. Oba typy se týkají korunového skla, ale sklo BaK-4 vykazuje vyšší index lomu než sklo BK-7. Při průchodu světla čočkou dochází k jeho ztrátám. K udržení jasného obrazu se tedy používají speciální chemikálie.
Povrchové úpravy skel:
- "Potažený" (Coated): Znamená, že alespoň jeden povrch je opatřen povrchovou úpravou.
- "Plně potažený" (Fully Coated): Znamená, že všechny povrchy skel jsou opatřeny povrchovou úpravou, kromě plastových čoček.
- "Vícenásobně potažený" (Multi-Coated): Znamená, že alespoň jeden povrch má vícevrstvou povrchovou úpravu.
Kvalitní antireflexní vrstvy zajistí kontrast a zamezí odleskům v mírném bočním světle nebo protisvětle (např. od sluníčka). V dnešní době obvykle zůstává na dráze základního paprsku téměř 95 % světla, pokud jsou povrchové úpravy dostatečné.
Dodatečné vlastnosti a příslušenství
- Oční reliéf: Nosíte-li brýle, musí vzít v potaz oční reliéf binokuláru. Oční reliéf je maximální vzdálenost od oka k okuláru, v níž je stále viditelné celé zorné pole.
- Ostření: Binokuláry se středovým ostřením mají uprostřed kolečko, jehož otáčením se upravuje zaostření pro obě oči současně. To je nejběžnější konstrukce. Ostření na jednotlivých okulárech sice vyžaduje nastavení každého okuláru zvlášť, ale jakmile jsou jednou zaostřeny, není už nutné je nikdy upravovat, neboť jsou nastaveny na váš zrak.
- Očnice: Slouží k optimálnímu vymezení pozorovaného zorného pole a je přinejmenším pohodlné, pokud dobře padnou na oční jamky a lze je nastavit tak, aby byl pěkně vidět obraz celého zorného pole v ohraničeném kruhu.
- Dioptrická korekce: Ovladač dioptrické korekce bývá umístěný pod pravým okulárem nebo přímo u ovladače ostření.
- Odolnost: Pokud budete dalekohled používat v prostředí, kde dochází k zamlžování čoček, doporučujeme zakoupit dalekohled, který je plněn dusíkem. Dalekohled lovecký by měl být vodotěsný nebo alespoň voděodolný. Tělo dalekohledu lze vyrobit z běžného levného plastu, to se však vlivem teplot a častého používání opotřebovává znatelně více než hliníkové nebo hořčíkové slitiny, z nich se vyrábí dražší dalekohledy.
- Hmotnost: Pokud budete provádět ruční pozorování, neměl by být binokulární dalekohled těžší než 1-1,5 kg, jinak je třeba jej namontovat na stativ nebo stojan.
- Zoomové dalekohledy: Poskytují plynule měnitelné zvětšení např. od 8x do 24x. Zoomové dalekohledy poskytují větší rozsah zvětšení, ale nemají zdaleka tak kvalitní obraz jako dalekohledy s jedním pevným zvětšením. Zoomové dalekohledy mají dobrý obraz do zvětšení 18x-20x.
- Příslušenství: K dispozici je široká škála příslušenství pro binokulární dalekohledy - různé kapsy a popruhy, speciální svorky, okuláry, výměnné okuláry, čisticí nástroje a další. Pokud budete muset binokulární dalekohled přenášet, ujistěte se, že používáte spolehlivé popruhy, abyste si zajistili patřičné pohodlí.
tags: #dalekohled #střechové #hranoly #výhody