Τηλεσκοπική διόπτρα

Εικόνα μέσα από μία διόπτρα τυφεκίου με μεγέθυνση 4x

Η διόπτρα είναι μία συσκευή παρατήρησης, που η λειτουργία της βασίζεται στο διαθλαστικό τηλεσκόπιο. Είναι εφοδιασμένη με ένα σταυρόνημα (reticle), στερεωμένο σε μία κατάλληλη θέση του οπτικού της συστήματος, ώστε να παρέχει ένα ακριβές σημείο σκόπευσης. Οι διόπτρες χρησιμοποιούνται σε όλα τα συστήματα που χρειάζονται ακριβή σκόπευση, αλλά κυρίως στα τουφέκια.

Τύποι

Μία διόπτρα τυφεκίου Swift model 687M, μεταβλητής μεγέθυνσης, με διόρθωση του σφάλματος παράλλαξης (το δακτυλίδι γύρω από τον αντικειμενικό φακό χρησιμοποιείται για την διόρθωση του σφάλματος παράλλαξης).

Οι διόπτρες χαρακτηρίζονται από ένα γινόμενο δύο αριθμών π.χ. 10Χ50. Ο πρώτος αριθμός μας δίνει την οπτική μεγέθυνση της διόπτρας, δηλ. το πόσες φορές μεγαλώνει το αντικείμενο σε σχέση με την παρατήρηση με γυμνό οφθαλμό. Ο δεύτερος αριθμός, το 50, μας δίνει την διάμετρο του αντικειμενικού φακού στο παράδειγμα μας είναι 50 mm. Γενικά όσο μεγαλύτερη η διάμετρος του αντικειμενικού φακού, τόσο φωτεινότερο είναι το αντικείμενο που παρατηρούμε. Βέβαια η φωτεινότητα του αντικειμένου, εκτός από τη διάμετρο του αντικειμενικού φακού εξαρτάται και από άλλους παράγοντες, όπως οι οπτικές επικαλύψεις των φακών, αλλά και από την διάμετρο του σωλήνα της διόπτρας. Υπάρχουν διόπτρες σταθερής μεγέθυνσης και διόπτρες μεταβλητής μεγέθυνσης. Οι διόπτρες σταθερής μεγέθυνσης, η μεγέθυνση και η διάμετρος του αντικειμενικού φακού διαλέγονται ανάλογα με την χρήση για την οποία προορίζονται.

Στις διόπτρες μεταβλητής μεγέθυνσης η μεγέθυνση μεταβάλλεται χειροκίνητα με έναν μηχανισμό εστίασης. Η μεταβλητή εστίαση παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία στην σκόπευση σε μεταβλητές αποστάσεις, στόχους και συνθήκες φωτισμού και παρέχει ευρύτερα πεδία παρατήρησης σε μικρότερες μεγεθύνσεις. Οι προδιαγραφές τους δίνονται με μία παράσταση της μορφής: 3-9Χ40, όπου το 3-9 σημαίνει ότι η μεγέθυνση μπορεί να ρυθμιστεί χειροκίνητα από 3 έως 9 φορές, ενώ το 50 αφορά τη διάμετρο του αντικειμενικού φακού, όπως αναφέραμε παραπάνω.

Οπτικές παράμετροι

Οι διόπτρες είναι συνήθως σχεδιασμένες για τη συγκεκριμένη εφαρμογή, για την οποία προορίζονται. Αυτοί οι διαφορετικοί σχεδιασμοί, έχουν σαν αποτέλεσμα συγκεκριμένες οπτικές παραμέτρους. Οι παράμετροι αυτές είναι:

Μεγέθυνση (Magnification) — Ο λόγος της εστιακής απόστασης του προσοφθάλμιου φακού διαιρούμενος με την εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού δίνει τη γραμμική μεγέθυνση της διόπτρας. Μία μεγέθυνση της τάξης του 10, για παράδειγμα, παράγει μια εικόνα σαν να ήταν κάποιος 10 φορές πιο κοντά στο αντικείμενο. Το μέγεθος της μεγέθυνσης εξαρτάται από την εφαρμογή για την οποία είναι σχεδιασμένη. Χαμηλότερες μεγεθύνσεις οδηγούν σε μικρότερη ευαισθησία στα κουνήματα. Μεγαλύτερες μεγεθύνσεις, οδηγούν σε ένα μικρότερο οπτικό πεδίο.

Διάμετρος αντικειμενικού φακού (Objective lens diameter) – Η διάμετρος του αντικειμενικού φακού καθορίζει, πόσο φως μπορεί να συγκεντρωθεί, για να σχηματιστεί η εικόνα. Συνήθως εκφράζεται σε χιλιοστά.

Οπτικό πεδίο (Field of view)- Το οπτικό πεδίο μιας διόπτρας καθορίζεται από τον οπτικό σχεδιασμό της. Συνήθως δίνεται με μία γραμμική τιμή, πόσα μέτρα σε πλάτος, μπορούμε να δούμε σε απόσταση 100 μέτρων.  Μπορεί επίσης να δίνεται σαν μια γωνία, που μας δίνει πόσες μοίρες μπορούμε να δούμε.

Κόρη εξόδου (Exit pupil ) - Οι διόπτρες συγκεντρώνουν το φως που συλλαμβάνεται από τον αντικειμενικό φακό σε μια δέσμη φωτός, την κόρη εξόδου, η διάμετρος της οποίας είναι ίση με τη διάμετρος του αντικειμενικού φακού διαιρούμενη με τη μεγέθυνση. Για την πιο αποτελεσματική συγκέντρωση του φωτός και φωτεινότερη εικόνα, η κόρη εξόδου πρέπει να είναι ίση με τη διάμετρο της  ίριδας (κόρης) του ανθρώπινου ματιού σε πλήρη διαστολή— περίπου 7 mm. Η μέγιστη διάμετρος της ίριδας μειώνεται με την ηλικία. Αν ο κώνος του φωτός που εξέρχεται  από τον προσοφθάλμιο φακό είναι μεγαλύτερος από την κόρη του ματιού στην οποία εισέρχεται, τότε το επιπλέον φως σπαταλάται, με την έννοια ότι δεν παρέχει καμία πληροφορία στον οφθαλμό.

Ωστόσο, μία μεγαλύτερη κόρη εξόδου καθιστά ευκολότερο το να βάλει κανείς το μάτι σε σημείο που μπορεί να λάβει το φως: οπουδήποτε στον κώνο του φωτός σε μία μεγάλη κόρη εξόδου. Και αυτό σημαίνει ότι η εικόνα μπορεί να βρεθεί γρήγορα, πράγμα το οποίο   είναι σημαντικό όταν σκοπεύουμε π.χ. τα ζώα που κινούνται γρήγορα σε σχετικά παιχνίδια. Μία στενή κόρη εξόδου μιας διόπτρας μπορεί επίσης να είναι κουραστική, επειδή πρέπει να κρατιέται ακριβώς μπροστά από τα μάτια για να παρέχει μια χρήσιμη εικόνα. Τέλος, πολλοί άνθρωποι στην Ευρώπη χρησιμοποιούν τις σκοπευτικές διόπτρες, το σούρουπο, την αυγή και το βράδυ, όταν οι κόρες είναι μεγαλύτερες. Έτσι, η διάμετρος της κόρης κάτω από το φως της ημέρας, που είναι περίπου 3 έως 4 mm, δεν είναι ένα καθολικά επιθυμητό στάνταρτ για τη σχεδίαση των διοπτρών. Για άνεση,  ευκολία χρήσης και  ευελιξία στις εφαρμογές, μεγαλύτερες διόπτρες με  μεγαλύτερη κόρη εξόδου είναι ικανοποιητικές επιλογές, ακόμη και αν η δυνατότητες τους δεν χρησιμοποιούνται πλήρως τη μέρα.

Απόσταση προβολής στο μάτι (Eye relief)- Είναι η απόσταση από το πίσω προσοφθάλμιο φακό και το σημείο στο οποίο τοποθετείται το μάτι. Είναι η απόσταση που ο παρατηρητής πρέπει να τοποθετήσει το μάτι πίσω από τον προσοφθάλμιο φακό για να δει την εικόνας. Όσο μεγαλύτερη είναι η εστιακή απόσταση του προσοφθάλμιου φακού, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση προβολής. Οι τυπικές σκοπευτικές διόπτρες μπορεί να έχουν απόσταση προβολής που κυμαίνεται από 25 millimetres (0,98 in), έως πάνω από 100 millimetres (3,9 in), αλλά σκοπευτικές διόπτρες που προορίζονται για scout όπλα ή πιστόλια χρειάζονται πολύ μεγαλύτερη απόσταση προβολής.

Σταυρονήματα

Οι διόπτρες έχουν  μια ποικιλία από σταυρονήματα, που κυμαίνονται από τους παραδοσιακούς σταυρούς, μέχρι σύνθετα σταυρονήματα που έχουν σχεδιαστεί για να επιτρέπουν στον σκοπευτή να:

• εκτιμήσει με  ακρίβεια την απόσταση από ένα στόχο,
• να αντισταθμίσει την πτώση λόγω βαρύτητας της σφαίρας και
• να αντισταθμίσει την απόκλιση (windage) που προκαλείται λόγω πλευρικών ανέμων.

Έτσι με μία διόπτρα  εξοπλισμένη με ένα σταυρόνημα, ο χρήστης μπορεί να εκτιμήσει την απόσταση ενός αντικειμένου γνωστού μεγέθους, το μέγεθος των αντικειμένων σε γνωστές αποστάσεις ή ακόμη να αντισταθμίσει κατά προσέγγιση την πτώση της βολίδας και την απόκλισή της λόγω πλευρικών ανέμων .

Ενσωματωμένο λέιζερ αποστασιόμετρο

Το 1997 η Swarovski Optik εισήγαγε τη σειρά διοπτρών LRS, την πρώτη διόπτρα τουφεκιού στην πολιτική αγορά με ενσωματωμένο αποστασιόμετρο λέιζερ. Η διόπτρα 2-12x50 μπορεί να μετρήσει αποστάσεις μέχρι 600 μέτρα. Οι διόπτρες LSR δεν παράγονται πλέον τώρα  (2008), αλλά είναι εμπορικά διαθέσιμες διόπτρες με παρόμοια χαρακτηριστικά,  από διάφορους κατασκευαστές.