Mgr. Milan Pechal, Ing. Zdeněk Hlavačka Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autoři: Mgr. Milan Pechal, Ing. Zdeněk Hlavačka Název prezentace (DUMu): Kvalita a ostrost obrazu, kontrast a antireflexní vrstva Název sady: Optika pro puškařské obory Ročník: 1. – 4. Číslo projektu: CZ.1.07./1.5.00/34.0727 Datum vzniku: 30.8.2012 Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. 1

Anotace Tato sada výukových materiálů s názvem „Optika pro puškařské obory“ má za úkol seznámit žáky vyšších ročníků puškařských oborů SŠ, kteří se v uvedené tématice vzdělávají, s možností využití optiky při výuce a zároveň je seznámit s teorií optiky.

Anotace Jednotlivé prezentace v této sadě postupně seznamují žáky s optikou, jejím použitím a to jak pro sportovní tak pro lovecké účely. Po seznámení s teorií a taky na základě dosavadních zkušeností, musí žák umět zvolit patřičný puškohled a jeho správné uchycení ke zbrani. Závěrem jsou žáci seznámeni se způsoby ošetřování puškohledů a velmi důležitým postupem v seřizování puškohledů. Důležitá je i ochrana puškohledů na zbrani před mechanickým a jiným poškozením.

Kvalita a ostrost obrazu Rozlišení je schopnost optického systému reprodukovat u pozorovaného objektu malé detaily bod za bodem,ostře a detailně. Každý bod je rozeznatelný. Jednotlivé body nesmějí splývat. Praxi bližším výrazem než pojem rozlišení je výraz „ostrost obrazu“. Skvělá ostrost obrazu je výsledek perfektní výroby teoreticky vypočtených čoček a ploch hranolů.

Kvalita a ostrost obrazu Ostrost obrazu je záležitost celkového systému dalekohledu, ale bez odpovídajícího výkonu oka by byla bezcenná. K vyrovnání různých ostrostí obou očí je u dalekohledu k dispozici dioptrické vyrovnání. V základě je dobrý výkon oka předpokladem pro ostré vidění. Dobré oko může vyrovnat i případnou mírně zhoršenou ostrost obrazu, díky podvědomému využití zkušeností. Při omezeném výkonu oka je vždy vhodný špičkový dalekohled.

Kvalita a ostrost obrazu Se zdravým okem může uživatel např. na vzdálenost 10 m zřetelně rozpoznat u loveckého psa jednotlivé chlupy. Pozoruje-li pak tohoto psa na 100 m dalekohledem s 10násobným zvětšením, bude pes opticky – 10 m vzdálen. Pozorovatel by měl zrovna tak detailně rozpoznat jeho chlupy.

Kvalita a ostrost obrazu Pokud se tak nestane, používá dalekohled s nedostačující ostrostí obrazu. Příčinou je většinou snaha snížit výrobní náklady a z toho plynoucí použití méně kvalitního skla, nepřesná výroba čoček nebo hranolů apod. Tento rozdíl se projeví hned při srovnání s kvalitním dalekohledem. A za soumraku se pak často ukáže, že je tento „levný“ dalekohled pro lovecké účely nepoužitelný.

Kontrast a antireflexní vrstvy Pokud dalekohled vytváří ostrý, při světlých nebo tmavých přechodech zřetelně ohraničený obraz, hovoříme o kontrastním obrazu. Pod výrazem kontrast rozumíme poměr jasu dvou ohraničených rozdílně světlých ploch. Dobrý dalekohled musí nejen ostře zobrazovat, nýbrž zároveň dávat příjemný, jasně strukturovaný obraz. Obraz s nízkým kontrastem se jeví matný a nevýrazný.

Kontrast a antireflexní vrstvy Silné kontrasty vznikají na sněhu nebo na vodních plochách, při pronikavém poledním slunci např. v Africe nebo při pozorování v protisvětle. Slabé kontrasty jsou především za šera. Ale i při dobrém světle a dobře strukturovaném okolí nám stejně barevné objekty poskytují slabý kontrast a omezené možnosti rozpoznání dobře maskovaného objektu .

Kontrast a antireflexní vrstvy Obraz kusu černé zvěře vyvstane díky perfektnímu kontrastu dalekohledu i za hlubokého šera i z hustého porostu. Nedostatečný kontrast nebude nápadný ani u levného dalekohledu při denním světle a hrubě strukturovaných plochách. Obrovský rozdíl poznáme až při pozorování jemných detailů jako např. barevné peří ptáků nebo při pozorování za soumraku.

Kontrast a antireflexní vrstvy Vysoce kvalitní dalekohledy vlastní schopnost, silné kontrasty již dále nezesilovat, případně slabé již nezmenšovat, aby tak zlepšily vidění za šera. Kontrast je pokládán z optického hlediska za výsledek vysoce kvalitních leštěných povrchů skla a jejich dalšího vylepšení díky pokrytí protiodrazovou ( antireflexní ) vrstvou. Tyto vrstvy fungují na interferenčním principu s pomocí tzv. „slabé vrstvy“. Zde je nutný malý pohled na fyzikální základní postup.

Kontrast a antireflexní vrstvy Světelný paprsek je od neprůhledného média jako je např. zrcadlo odražen. U skla je to však jiné, zde proniká světlo skrz sklo. Přesto bude na ploše skla odraženo asi 5 % dopadajícího světla. V místě, kde světelný paprsek opouští sklo, dochází k další ztrátě 5 % světla díky odrazu. Toto zredukované množství světla vstoupí na další čočku a jev se opakuje. U šesti čočkového optického přístroje prochází tak dohromady skrz 12 odrazových ploch a pak by byla ztráta světla (ztráta transmise) cca. 45 %.

Kontrast a antireflexní vrstvy U přístrojů bez antireflexních vrstev je potřebné množství světla zredukováno a zároveň se bude překrývat kvůli rušivému odrazovému světlu. Vyvstane šedý, mdlý a bezkontrastní obraz. Neproniklé odrazové světlo „bezcílně bloumá“ jako nežádoucí rozptýlené světlo v optickém systému, produkuje rušivé odrazy, a tím značně omezuje kvalitu obrazu. Kvalitní dalekohledy propustí cca. 93 % dopadajícího světla . Zbylé rušivé světlo je odrušeno díky vnitřnímu zatemnění systému a přesně vypočtenému zdrsnělému povrchu mikrostruktury.

Kontrast a antireflexní vrstvy Ve srovnání  hodnot transmise uváděných v reklamách je třeba dát pozor ke které základní hodnotě se vztahují. Hodnoty mohou vztahovat k celému dalekohledu nebo to mohou být jen jednotlivé čočky či systémy čoček.

Kontrast a antireflexní vrstvy Může se jednat jen o minimální odchylku, i ta je při pohledu skrz dalekohled viditelná. Nasazením achromatické čočky – což jsou 2-dílné kombinace čoček, bude tento efekt zkrácen na dvě vlnové délky (barvy). Tzv. apochromatické objektivy korigují 3 vlnové délky, požívají se především u objektivů pro fotografování.

Kontrast a antireflexní vrstvy Pro achromatické a apochromatické čočky se používají zvlášť vysoce kvalitní optická skla. Průmyslové broušení, leštění, čištění a vrstvení těchto kvalitních čoček je výrazně nákladnější než u levných čoček. Velmi kvalitní vrstvení ve formě „tenkých vrstev“ snižuje nejen rušivé odrazové světlo, ale zároveň zvyšuje propustnost světla (transmisi).

Kontrast a antireflexní vrstvy Vrstvení se zhotovuje ve vysokém vakuu za extrémně přesných technických podmínek. Skládá se z více vrstev jejichž celková síla je několik stotisícin milimetrů. Např. u výrobků firmy Swarovski Optik jsou všechny plochy čoček uvnitř dalekohledu navrstveny metodou SWAROTOP® ( 3 vrstvy ) a na vně ležící čočky ( okulár a objektiv ) je použito vrstvení SWARODUR® ( 4 vrstvy ) s velkou odolností vůči otěru.

Kontrast a antireflexní vrstvy Z výše uvedených skutečností je zřejmé, že tyto vrstvy musí být na všech čočkách přístroje, ne jenom na vnějších plochách objektivu a okuláru a že na jejich kvalitě nejvíce závisí kolik světla dalekohledem „projde“, tedy mají zásadní vliv na světelnost přístroje. Vývoj těchto vrstev a následné nanášení je technologicky náročnou a nákladnou operací a odlišuje kvalitní optiku.

Kontrast a antireflexní vrstvy P-povlak Vrstva zajišťující fázovou korekturu na odrazových plochách hranolového systému se stará primárně o vynikající ostrost obrazu a v praxi zároveň redukuje rušivé odrazové světlo. Účinek P-povlaku se nejlépe rozpozná při nočním pozorování a u světlých světelných zdrojů.

Kontrast a antireflexní vrstvy Bez P-povlaku se zdají světelné zdroje hvězdicovité a vyzářené. S P-povlakem jsou téměř reálně zobrazené. Vjem obrazu u scény na ulici u dalekohledu s p-povlakem Vjem obrazu u scény na ulici u dalekohledu bez p-povlaku

Kontrast a antireflexní vrstvy Propustnost světla nebo transmise Propustnost světla je u dalekohledu relativní veličina. Výtěžek světla musí být vždy kompletně posuzován v celém optickém systému od vstupu světla až k výstupu. Dalekohledy špičkové třídy přinášejí hodnoty kolem 90 % , větší procento je při reálných výrobních nákladech téměř nemožné. U puškohledů se setkáváme u špičkových výrobců s hodnotami transmise až kolem 95%, zde je ovšem pro lovce velmi důležitým parametrem skutečnost jaká je tato hodnota za snížené viditelnosti ( za šera, v noci).

Kontrast a antireflexní vrstvy Jen u nejšpičkovějších přístrojů pak neklesá tato hodnota pod 90 %. Pro neviditelné ultrafialové záření (UV) je dalekohled nepropustný, protože záření je absorbováno od skel s vysokým indexem lomu a síly skla. A proto je reklama na dalekohledy s UV-ochranným povlakem jenom reklamní slogan, vychvalující jen červený vrchní povlak na čočkách a většinou bez antireflexních vrstev.

Kontrolní otázka Co má vliv na ostrost obrazu?

Zdroje pro textovou a obrazovou část Obrazová i textová část vychází z publikace SWAROVSKI OPTIK. Úvod do vysokohodnotné lovecké optiky. Další podklady pro tuto prezentaci přinesly interní materiály a konzultace se zástupcem firmy Swarovski Optik panem Ing. Zdeňkem Hlavačkou