O pentaprismă este o prismă reflexivă , având o secțiune perpendiculară pe fețele de lucru, sub formă de pentagon [1] . Două fețe ale pentaprismei sunt acoperite cu un strat reflectorizant, iar una dintre cele trei transparente este nefuncțională. Lumina care intră în pentaprismă iese întotdeauna din ea în unghi drept față de direcția inițială datorită unghiului dintre fețele reflectorizante, care este de 45° [2] [3] . Datorită unui număr par de reflexii, imaginea văzută prin pentaprismă rămâne dreaptă [4] . Când una dintre fețele reflectorizante este înlocuită cu două, situate sub forma unui acoperiș fronton peste secțiunea prismei la un unghi de 90° una față de cealaltă, se obține o pentaprismă în formă de acoperiș [5]. Spre deosebire de o pentaprismă simplă, una în formă de acoperiș oferă o imagine în oglindă, inversată într-o direcție perpendiculară pe secțiunea principală a prismei [3] . Conform clasificării industriale, pentaprisma obișnuită are denumirea BP-90°, iar în formă de acoperiș - BkP-90° [6] .
Scopul principal al unei pentaprisme este de a crește lungimea optică , păstrând în același timp un design compact. Factorul de alungire al pentaprismei este 3,414 [4] [7] . Una dintre primele aplicații ale unei pentaprisme a fost găsită în binocluri și monocluri prismatici, reducându-le semnificativ dimensiunile în comparație cu o lunetă [8] . O altă proprietate a pentaprismei - întotdeauna devierea luminii strict perpendiculară - o face indispensabilă în geodezie și construcții . Două pentaprisme, amplasate astfel încât două fețe de lucru să fie în același plan, iar celelalte două să fie îndreptate în direcții opuse, sunt utilizate în dispozitivul geodezic Ecker [9] . Cu acest dispozitiv, puteți așeza linii perpendiculare pe sol.
Pentaprisma în formă de acoperiș, inventată la mijlocul secolului al XIX-lea de către francezul Charles Goulier ( fr. Charles Goulier ), a câștigat cea mai mare faimă datorită utilizării pe scară largă ca sistem de rotire pentru vizorul camerelor SLR [10] . Fără o pentaprismă, un astfel de vizor produce o imagine inversată în oglindă, văzută de sus pe un ecran de focalizare orizontal . Această metodă de vizualizare este incomodă și duce la predominarea imaginilor dintr-un unghi mai mic , ceea ce este inacceptabil în fotografia de portret. Când utilizați o pentaprismă în formă de acoperiș montată deasupra ecranului de focalizare și a unei lentile colective, o imagine directă este vizibilă în ocular cu o axă optică orizontală, iar camera este la nivelul ochilor. În același timp, datorită reflexiilor multiple în sticlă, lungimea optică dintre ecranul de focalizare și ocular este suficientă pentru mărirea dorită a imaginii , păstrând în același timp un design compact.
Pentru prima dată, un vizor pentaprismă a fost implementat aproape simultan în camerele Rectaflex, Contax S și Alpa Prisma Reflex imediat după război [11] [12] [13] [14] . Profilul pentaprismei în formă de acoperiș, care iese deasupra scutului superior al camerelor SLR, le oferă un aspect distinctiv. Unele camere oferă un înlocuitor pentru sistemul de inversare al vizorului reflex, permițându-vă să utilizați alte atașamente optice sau să vizualizați imaginea direct pe sticla mată. Prin urmare, întregul ansamblu detașabil, care conține, pe lângă prismă, un ocular de mărire, părți expometru și alte accesorii, este denumit în mod obișnuit „pentaprismă”. Imaginea unei pentaprisme cu o săgeată care indică cursul luminii în ea a fost folosită ca marcă comercială de către asociația GOMZ , redenumită ulterior LOMO [15] .
Pentaprisma poate fi plasată cu fețele în formă de acoperiș atât în sus, cât și în față, în timp ce efectul utilizării sale nu se modifică. Majoritatea DSLR-urilor au marginea dublă în sus, dar uneori se folosește o configurație diferită. Acesta din urmă este tipic pentru așa-numitele vizoare „sport” (de exemplu, Nikon DA-1) cu o față de ieșire dreptunghiulară fără ocular [16] .
În unele camere, în locul pentaprismei obișnuite, a fost folosită o semi-pentaprismă cu acoperiș BkU -60 ° [17] . În acest caz, lumina reflectată de pe fețele superioare în formă de acoperiș este reflectată din nou de pe cea inferioară, ieșind prin fața din spate la un unghi de 60° față de direcția inițială. Prisma a fost folosită în vizoarele camerelor sovietice Salyut și Kiev-88 TTL, precum și în unele camere străine, oferind câștiguri de înălțime și greutate cu un cadru mare de format mediu . Ocularul unor astfel de vizor este situat în unghi, iar mărirea redusă este compensată de dimensiunea mare a cadrului. Sunt cunoscute cazuri de utilizare a prismei în formă de acoperiș Amici în camerele SLR de format mic, de exemplu, francezul Focaflex [18] .
Principiul de funcționare al pentaprismei
Secțiune longitudinală a unei camere cu o pentaprismă
Ansamblu pentaprismă detașabil Nikon F5
Vizor Vizor Porrofinder cu prismă Porro
Pentax 645 Z cu prismă trapezoidală
Prima cameră reflex cu un singur obiectiv din lume, Duflex, cu o imagine directă în vizor, a folosit o prismă Porro ca sistem de rotire , patentată în această calitate de Jeno Dulovic încă din 1943 [19] . Cu toate acestea, pentaprisma s-a dovedit a fi mai eficientă, iar prisma Porro este rar folosită, de exemplu în semi-formatul Olympus Pen F [20] . Mult mai rar, o astfel de prismă se găsește în echipamentele cu un cadru mare, de exemplu, în vizoarele din familia Porrofinder pentru formatul mediu Mamiya C330. În echipamentele cu un cadru mare se pot folosi și alte tipuri de prisme, de exemplu, o prismă trapezoidală, ca în camerele Pentax 645 [21] . Datorită reflexiei interne triple, imaginea din fața de ieșire a unei astfel de prisme este inversată și devine dreaptă când este privită printr-un ocular realizat după schema telescopului Kepler [22] . Principalul avantaj al acestui design de vizor este volumul mai mic de sticlă și greutatea prismei trapezoidale în comparație cu pentaprisma necesară pentru un astfel de cadru.
În sistemele optice care nu necesită reducerea dimensiunii cu o cale optică crescută, de exemplu, în camerele de filmat cu un obturator de oglindă , se folosesc alte tipuri de prisme pentru a roti axa fluxului de lumină. În echipamentele profesionale de filmare, sunt folosite balamalele optice care vă permit să rotiți lupa vizorului în raport cu camera în diferite poziții. Prin urmare, proiectarea unor astfel de sisteme de ambalare este mult mai complicată. În camerele amatoare ieftine, o pentaprismă solidă este înlocuită cu o penta -oglindă mai ușoară , lipită împreună din oglinzi plate [23] . Totuși, din cauza pierderii de lumină pe oglinzi, care sunt absente în prismele reflectorizante, transmisia luminii a unui vizor cu o penta-oglindă este mai mică decât a unuia pentaprismă [24] .