دوربین دوچشمی

یک دوربین دوچشمی را می توان به صورت دو تلسکوپشکستی کوچک کاملا" مشابه دانست که هر کدام برای یک چشم استفاده می شود.شکل ویژه(زیگزاگ مانند) دوربین دوچشمی ناشی از وجود 4 عدد منشور 90درجه است که بصورت جفتی در مسیر نور هرکدام از عدسی های شیی قرار گرفته اند(این ترکیب منشور با نام porro prismشناخته می شود).با وجود این منشورها تصویر به صورت مستقیم درمی آید.توان دوربینهای دوچشمی بصورت ضرب دو عدد نوشته می شود که اولی نشاندهنده مقدار بزرگنمایی ودیگری نشاندهنده مقدار قطر عدسی شیی بر حسب میلیمتر است .برای مثال یک دور بین با مشخصات 50*10 یعنی مقدار بزرگنمایی آن  ده برابر واندازه قطر عدسی نیز 50 میلیمتر است. با چنین دوربینی تصویری که از فاصله 1000 متری می بینیم همان تصویری است که با چشم غیر مسلح از فاصله 100 متری می بینیم.هرچه اندازه عدسی بزرگ تر باشد از جسم مورد نظر جزییات ووضوح بیشتری را شاهد خواهیم بود اما در مورد بزرگنمایی این موضوع برعکس است٬ یعنی هرچه میزان بزرگنمایی یک دوربین با قطر عدسی مشخص بیشترشود کیفیت تصویر افت می کند.

رابطه قطر عدسی دریک دوربین بامیزان جمع آوری نور   مربعی است یعنی برای مثال با افزایش دوبرابر قطر عدسی میزان جمع آوری نور چهار برابر می شود. یک دوربین 50*8 نسبت به دوربین 30*8  به اندازه 2.8 (یا مربع حاصل تقسیم 25 بر 9)برابر نور بیشتری جمع آوری می کند.درواقع در دوربین 50*8 همه چیز به اندازه 2.8 برابر روشن تر از دوربین 30*8 دیده می شود.این مقدار برای یک منجم به این معناست که هر ستاره 1.1 قدر روشن تر دیده می شود(با توجه به اینکه تفاوت درخشندگی هر قدر نسبت به بعدی 2.512 برابر است) به بیان دیگر اگر دوربین 30*8 بتواند ستاره ای حداکثر از قدر 5 را ببیند دوربین 50* 8 می تواند ستاره ای از قدر 6.1 را در همان شرایط ببیند.

حداقل قطردهانه دوربینهای دوچشمی مناسب رصد 40 میلیمتر وحداقل بزرگنمایی مناسب هم 7 برابر است.

میدان دید دوربینهای دوچشمی :عبارت است از مقداری از پهنه آسمان (یا زمین) که توسط دوربین دوچشمی در برابر چشمانمان قرار می گیرد وبرای بیان آن از واحد درجه استفاده می شود.اندازه میدان دید چشم غیر مسلح در حالت ایده آل 180 ودر حالت معمول 140 درجه است.بطور کلی رابطه میدان دید وبزرگنمایی بصورت وارونه است وبا افزایش یکی دیگری کاهش می یابد.برای مثال میدان دید دوربین 60*20 حدود 3 درجه ومیدان دید دوربین 70*15 حدود 4.4 درجه است.اغلب سازندگان دوربین ها اندازه میدان دید را به صورت پهنا بر حسب فوت در فاصله 1000 یارد بیان می کنند.این بدان معناست که منظره ای که از درون دوربین وفاصله 1000 یاردی می بینیم دارای پهنای x فوت است.برای مثال ممکن است برروی دوربینی اندازه میدان به صورت مقابل نوشته شده باشد:315 feet at 1000 yard معنای آن این است که منظره ای که در فاصله 1000 یاردی ماست واز درون دوربین شاهد آن هستیم دارای عرضی برابر 315 فوت می باشد.

برای تبدیل این واحد به درجه عدد برحسب فوت را بر 52.5 تقسیم می کنیم.درمورد مثال ذکر شده میدان دید به صورت مقابل بدست می آید:6=52.5/315 پس میدان دید 6 درجه است.

در دوربینهای روسی این معیار بر حسب متر بیان می شود.برای مثال برروی دوربین 60*20 روسی چنین نوشته شده است:62m at 1000 m که همچون مورد قبل بیانگر این است که دارای پهنایی برابر با 62 متر است.برای تبدیل این واحد به درجه کافیست پهنای بر حسب متر را بر 20 تقسیم کنید:3.1=20/62 یعنی میدان دید این دوربین 3.1 درجه است.

روشی عملی برای اندازه گیری میدان دید دوربین دوچشمی وجود دارد وآن این است که سعی کنیم شب هنگام دو ستاره معروف وپرنور آسمان را از میان انبوه ستارگان پیدا کنیم که دقیقا" در دو طرف میدان دید دوربین قرار بگیرند یعنی فاصله زاویه ای آن دو ستاره به اندازه میدان دید دوربین ماباشد.روشن است که فاصله زاویه ای دو ستاره با میدان دید دوربین برابر است در ادامه به یک نقشه ستاره ای مراجعه کرده وفاصله آندو را بدست می آوریم.

حد عملی اندازه میدان دید دوربین از تقسیم عدد 65 بر بزرگنمایی بدست می آید.بنابراین بزرگترین میدان دید دوربینی با بزرگنمایی 10 برابر 6.5 درجه است:6.5=10/65

بدلیل اینکه میدان دید دوربینهای دوچشمی بسیار بیشتر از تلسکوپ می باشد(در حدود 5/1 تا 5 درجه) برای  بعضی از کارهای ستاره شناسی مانند رویت هلال ماه نو ورصد دنباله دارها  بسیار سودمند است.مشاهده مناظر طبیعی با یک دور بین دوچشمی بسیار لذت بخش است.

مردمک خروجی :مردمک خروجی اندازه یا قطرپرتو توری (بر حسب میلیمتر ) است که از چشمی دوربین دوچشمی خارج می شود وبرای اندازه گیری آن می بایست قطر عدسی شیی را بر بزرگنمایی تقسیم کنیم.برای مثال قطر مردمک خروجی در دوربین 50*10 برابر 5 میلیمتر است.هرچه این اندازه به میزان گشودگی مردمک چشم ما درزمان رصد (حدود 6 میلیمتر) نزدیکتر باشد می توانیم امیدوارباشیم که در حال بهره گیری از حداکثر بازدهی ابزار وچشممان هستیم.

راحتی چشم:بیانگر فاصله ای است که چشمان ما می تواند از چشمی دوربین داشته باشد به نحوی که کل میدان دید را به وضوح وآسانی مشاهده کنیم.هر چه مقدار آن بیشتر باشد کار با دوربین راحت تر است.این مورد به خصوص برای افرادی که از عینک استفاده می کنند اهمیت دارد.درحالت معمول فاصله میانگین چشمان انسان از قسمت داخلی لنز عینک حدود 12 تا 14 میلیمتر است علاوه بر این ضخامت عدسی عینک نیز در حدود 4 تا 6 میلیمتر است.در این صورت برای افرادی که از عینک استفاده می کنند این پرامتر باید حداقل بین 16 تا 20 میلیمتر باشد.توجه داشته باشید که با افزایش میدان دید ٬فاصله راحتی کاهش می یابد.

اندود اپتیک:اندود اجزای دوچشمی از قبیل عدسی شیی عدسی چشمی ومنشورهای مورد استفاده باعث کاهش میزان جذب وانعکاس نور در آنها شده وبیشتر نور دریافتی را از خود عبورمی دهد.انعکاس نور در دوربینهای دوچشمی از جمله معایب این ابزار است.یک قطعه شیشه معمولی حدود 4تا 5 درصد نور را بازتاب می کند.این انعکاسها باعث ایجاد تصاویری شبه گون شده واز کیفیت تصویر می کاهد.با اندود عدسیها می توان انعکاس نور را 50 درصد یا حتی بیشتر کاهش داد.

درصورتی که یک سطح از شیشه را با لایه نازکی از MgF2  (فلورید منیزیم)بپوشانیم میزان انعکاس نور به 1.5 تا 2 درصد کاهش می یابد.با اندود چند لایه یا multi coatings می توان میزان انعکاس را به 0.25 تا 0.5 درصدکاهش داد.یک روش ساده برای بررسی نوع اندود دوربین این است که دست خود را پشت عدسی چشمی قرار دهیم وبه عدسی شیی نگاه کنیم٬می توان بازتاب چهره خود را دید.در دوربین های با اندود مناسب به طور قطع بازتاب کمتری را خواهیم دید.کار دیگری که می توان انجام داد توجه به رنگ اندود است.البته این آزمایش دقت چندانی ندارد اما تاحدودی می تواند مفید باشد.به طور کلی اندودهای به رنگ سبزوبنفش بهترین نوع اندود برای دوربینها دوچشمی است که کمتر از 0.5 درصد نور را جذب میکند.اندودهای به رنگ زرد٬نارنجی وقرمز چندان مناسب نیستندومقدار زیادی از نور ورودی را جذب می کنند وعلاوه بر آن تصاویر دریافتی هم رنگ مایل به آبی خواهند داشت.با این حال نمی توان درباره کیفیت اندود یک دوربین تنها به وسیله رنگ آن با اطمینان قضاوت کرد.

توان تفکیک:این عامل فاکتوری است که میزان توانایی دوربین برای یافتن جزییات را به ما نشان می دهد.علاوه بر این با افزایش این توانایی رنگهای تصویر وضوح وشدت بیشتری خواهند داشت.توان تفکیک با تغییر اندازه شیی تغییر می کند.هرچه قطر شیی بیشتر باشد جزییات بیشتری را خواهیم دید.واحد بیان توان تقکیک ثانیه قوسی است.هرچه این مقدار کمتر باشد توان تفکیک بالاتر است.توان تفکیک چشمان انسان در حدود یک دقیقه قوسی است.رابطه تئوری یافتن توان تفکیک دوربین از تقسیم عدد 116 بر قطر شیی بدست می آید.برای مثال توان تفکیک دوربینی با قطر شیی50 میلیمتر حدود 2.3 ثانیه قوسی است.گفتنی است این مقدار تئوری است در حالیکه در عمل این مقدار می تواند با توجه به کیفیت اپتیک شرایط جوی وتوان چشم افراد تغییر نماید.

میزان انحنای میدان:در اغلب دوربینهای دوچشمی پس از انجام تنظیمات مربوط به تیز کردن تصویر اجسام در کناره های میدان دید تصویر کمی آشفته وخارج از تنظیم به نظر می رسد که مقدار آن به کیفیت اپتیکی ابزار بستگی دارد.برای تنظیم نمودن تصویر این قسمتها باید مقداری پیچ تنظیم تصویر را بچرخانیم که موجب بهم خوردن تصویر در مناطق مرکزی خواهد شد.بعد از تنظیم تصویر در مناطق مرکزی میدان دید هرچه ضخامت ناحیه کناری میدان که دارای تصویر نامناسب است کمتر باشد کیفیت دوربین بیشتر است.معمولا" بیان می شود اگر ضخامت ناحیه با تصویر غیرقابل قبول یک چهلم منطقه با تصویر قابل قبول باشد کیفیت سیستم در حد مناسب است.بطور کلی هرچه مقدار چرخاندن پیچ تنظیم برای مشاهده مناطق مختلف تصویر کمتر باشد کیفیت دوربین بالاتر است.در برخی از دوربینهای با کیفیت عالی به سختی می توان انحنای میدان را تشخیص داد وکل میدان دید واضح دیده می شود.

میزان اعوجاج تصویر:جسم عمودی یا افقی (همچون یک دکل مخابراتی)را درمیدان دید دوربین بیاوریدوبا جاروب کردن آن توسط دوربین بررسی کنید که آیا خم شدگی یا انحرافی در شکل واقعی آن در داخل میدان دید وبه خصوص در لبه های تصویر به چشم می خورد یا خیر.تشخیص این ایراد در دوربینها بسیار مشکل است.اعوجاج در دوربینهایی که از سطح کیفی پایینی برخوردارند بیستر خود را نشان می دهد.

میزان ابیراهی رنگی:برای بررسی این خطا با دوربین به موضوعاتی نگاه می کنیم که به دو قسمت تاریک وروشن تقسیم می شوند همچون شاخه های تیره درختان یا لبه دیوار یک ساختمان در برابر آسمان روشن.اگر در لبه های این اجسام نوارهای قرمز وآبی می بینید بدانید که دوربین دارای این خطا است.همه دوربینها به نوعی دچار این خطا هستند اما بسته به کیفیت اپتیک دستگاه مقدار آن متفاوت است.

توانایی تنظیم دقیق(فوکوس) یا قابلیت نقطه ای کردن ستارگان:یک ستاره روشن را هدف گیری کنید سپس دوربین را با چرخاندن پیچ تنظیم تصویر از حالت تنظیم در بیاورید وبا دقت به شکل پخش شدگی نور ستاره نگاه کنید.هرچه این شکل به دایره نزدیک تر باشد درزمان تنظیم دقیق ستاره را نقطه ای تر وهرچه بیضی تر باشد هنگام تنظیم دقیق ستاره رابه شکل یک نقطه شبیه خط خواهیم دید.آشکاراست که هرچه کیفیت دستگاه بیشتر باشد قابلیت نقطه ای کردن نور ستاره در آن بیشتر بوده وپخش شدگی نور درآن به دایره نزدیک تر خواهد بود.

میزان جذب نور توسط ابزار:بسته به نوع عدسی ها ومنشور ها وبقیه قطعات نوری دوربین مقداری از نور وارده به دوربین طی عبور از قسمتهای مختلف از بین می رود.هرچه این مقدار بیشتر باشد تصویر خروجی از عدسی چشمی دوربین تاریک تر بوده وبا حقیقت فاصله خواهد داشت.همین طور گاهی اندود دوربین باعث می شود که زمینه تصویر به رنگ خاصی متمایل باشد.برای مثال در اغلب دوربینهایی که رنگ اندودشان قرمز نارنجی وزرد است رنگ زمینه تصویر متمایل به آبی واز حالت حقیقی قدری کدرتر است.همین طور در تصویر اکثر دوربینهای روسی رنگ زمینه تصویر متمایل به زرد است که البته با گذشت زمان وکارکرد بیشتر دوربین به نظر می رسد که این کدورت افزایش می یابد.اما در دوربینهای با کیفیت اندود عالی ونیز دوربینهایی که از منشور های BAK_4  استفاده می کنند تصویر خروجی بسیار به حقیقت نزدیک خواهد بود.در دوربینی که مقدار جذب نور آن بالا است آسمان قدری تاریک تر از آنچه با چشم غیر مسلح دیده می شود به نظر می رسد.

بطور کلی مزیت دوربینهای شکاری یا دوچشمی نسبت به تلسکوپ عبارتند از:1-حمل ونقل آسان 2-بهره گیری از توان هردوچشم در هنگام رصد 3-طرز کار ساده 4-میدان دید باز 5-مستقیم بودن تصویر 6-استفاده از عدسی واندود مناسب در ساختار آنها سبب شده تا تصاویری بسیار واضح وsharp  ارایه دهند. 7- نصب سریع جهت استفاده 8- پایین بودن قیمت دوربینهای دوچشمی

مزایای دوربینهای دوچشمی نسبت به تلسکوپ باعث شده که هم اکنون ابزار اصلی شکارچیان هلال های جوان باشند.در واقع بجز در هنگام رصد هلال های بسیار بحرانی وبا فاز کمتر ازنیم درصد استفاده از تلسکوپ الزامی ندارد.

در کنار تمام خوبیهای آنها ایرادهایی نیز بر آنها وارد است :1-عدم امکان تعویض عدسی چشمی جهت دست یابی به بزرگنمایی های متفاوت 2-محدودیت در کار عکاسی 3- خارج شدن از حالت هم خطی در صورت افتادن بر زمین 4-عدم امکان استفاده از موتور ردیاب برای تعقیب اجرام سماوی 5- قیمت بسیار زیاد دوربینهای با عدسی شیی بزرگ 6-محدودیت ساخت نمونه های بزرگ دوربین دوچشمی 7-عدم امکان استقرار بر سه پایه در بسیاری از نمونه ها

منبع: مقاله ای از آقای کاظم کوکرم

به نقل از هفت آسمان