Hoe Werkt Een Verrekijker?

Licht en lenzen

Een verrekijker is een wondertje van optische technologie. Dankzij enkele slim geslepen lenzen en prisma’s die in twee tubes zijn ondergebracht, krijg je de kans om objecten in detail te bestuderen vanop een grote afstand.

Verrekijkers en telescopen laten ons toe om voorwerpen van veraf te zien op een manier die voor het blote oog niet haalbaar is. Dat doen deze kijkers door slim in te spelen op licht en enkele natuurwetenschappelijke principes.

Wanneer licht vanuit de lucht overgaat in een ander materiaal zoals glas, wordt licht gebogen. Dit principe noemen we refractie. Dit principe wordt gebruikt door verrekijkers en telescopen, maar ook door pakweg een corrigerende bril of een vergrootglas.

Een lens zoals we ze kennen uit een verrekijker, is dus eigenlijk niets meer dan een geslepen stukje glas waarvan het oppervlak hol of bol staat.

• Wanneer licht de lens raakt, wordt de lichtstralen vertraagd en gebogen.
• Afhankelijk van de manier waarop de lens geslepen is, zorgt ze voor een ander lichtbuiging en krijgt ze een andere naam.
• Lenzen die middenin dikker zijn dan aan de zijkanten (bolstaand), noemen we convex of convergerend.
• Ze trekken het licht als het ware binnen in de lens en focussen het gebundeld op één plek.
• Dit soort lenzen zorgen voor een vergroot beeld wanneer je er doorheen kijkt, zoals bij een vergrootglas.

Lenzen die middenin dunner zijn dan aan de buitenkanten (uitgehold), worden dan weer concaaf of divergerend genoemd. Ze doet exact het tegenovergestelde van een convergerende lens: lichtstralen worden door de lens gespreid over een groter oppervlak.

Objectief en oculair

Het basisprincipe van een verrekijker speelt in op de vergrotende werking van lenzen, door twee convergerende lenzen achter elkaar te zetten in een tube.

1. De eerste lens – het objectief – vangt het licht op en zorgt voor een gefocust beeld net achter die eerste lens.
2. De tweede lens – het oculair – vangt dit beeld op en vergroot het vervolgens.
3. Met een enkele tube maak je een telescoop, zet je er twee naast elkaar dan heb je een verrekijker.

Het objectief is de lens aan de voorzijde van de verrekijker, de kant die u op het onderwerp richt. De belangrijkste taak van het objectief is licht verzamelen. Hoe groter de diameter van het objectief, hoe meer licht er de kijker in kan.

Het beeld dat via het objectief binnenkomt is verkleind en staat op zijn kop. Dat klinkt vreemd, maar dit is een natuurkundig gevolg van de manier waarop lenzen licht breken.

Het oculair is de lens waarachter u met uw oog kijkt. Het vergroot het verkleinde beeld dat het objectief heeft gevormd, vergelijkbaar met de werking van een loep.

De vergroting, de objectiefdiameter

Het eerste cijfer geeft de vergroting aan (of het vergrotingsvermogen). Het tweede cijfer geeft de diameter van het objectief aan in mm.

Verrekijker 8x30

Vergroting 8x - objectiefdiameter 30 mm.

Verrekijker 7-21x40

Vergroting van 7x tot 21x - objectiefdiameter 40 mm.

Hoe groter het objectief, des te meer licht de verrekijker opvangt.

Prisma’s

Maar er zit een addertje onder het gras. Wanneer licht van een veraf gelegen voorwerp een convergerende lens raakt, kunnen de afgebogen lichtstralen elkaar kruisen. Dat zorgt voor een beeld dat ondersteboven staat.

Om dat probleem te verhelpen, maken verrekijkers gebruik van een paar prisma’s – twee geslepen stukken glas – die het beeld weer correct zetten: het eerste prisma draait het beeld 90 graden op zijn kant, waarna het volgende prisma het nog eens 90 graden verder draait.

Resultaat? Een sterk vergroot beeld dat opnieuw perfect rechtstaat.

De prisma’s kunnen op twee manieren worden toegepast in een verrekijker: ofwel in een dakkantopstelling (roof prisma) waarbij ze achter elkaar staan, ofwel als een porroprisma waarbij ze in een hoek van 90 graden tegenover elkaar staan.

• Een porrokijker bevat twee prisma's links en rechts, waarbij de objectieflenzen geschroefd zijn op het lichaam.
• Door dat bij een porrokijker de objectieven verder uitelkaar staan, is de diepte weergave van een porrokijker groter dan die van een kijker met dakvormprisma's.
• De beeldkwaliteit van de beste porrokijkers komt overeen met die van de beste kijkers met dakvormprisma's.
• Een porrokijker is over het algemeen goedkoper dan een kijker met dakvormprisma's.
• Verrekijkers met prisma's in dakvorm hebben het oculair en objectief in een lijn staan.
• Hierdoor zijn ze compacter, maar is ook de dieptewerking iets minder.

De enige uitzondering op die regel zijn compacte veldkijkers (of theaterkijkers). Deze kleine en lichte kijkers draaien het beeld de correcte richting uit zonder prisma’s, met behulp van alleen maar lenzen.

Helderheid en coating

De kwaliteit van de lenzen en de uitlijning ervan is erg belangrijk voor de beeldvorming van een verrekijker. Dit verklaart dat de prijzen van verrekijkers ver uit elkaar kunnen liggen.

Als de lenzen niet goed geslepen zijn, kan het beeld bijvoorbeeld in het midden wel scherp zijn, maar aan de randen niet. Je hersenen zullen altijd proberen de fouten van een kijker te compenseren, waardoor een goede kijker minder vermoeiend werkt dan een slechte.

Coating wordt gebruikt om het lichtverlies door refecties van de lenzen te verminderen. Een kijker met goede coating heeft daarom een grotere helderheid dan een kijker met de zelfde vergroting en objectiefdiameter, zonder coating.

C coated

Alleen het objectief is van een coating voorzien.

FC fully coated

Alle lenzen en prisma's zijn van een coating voorzien.

FMC fully multi coated

De lenzen en prisma's zijn van meervoudige coatings voorzien.

Verrekijkers van het type FMC geven de meeste helderheid, contrast en kleurechtheid. Kijkers met dakvormprisma's zijn soms voorzien van een anti-phase shifting coatings. Deze zorgen ervoor dat het beeld aan de randen scherper wordt.

Hoe groter het formaat en hoe beter de kwaliteit van het glas dat gebruikt wordt voor de lens, hoe meer licht er binnenvalt in de kijker. Dit zorgt ervoor dat de kijker een helderder, duidelijker beeld kan weergeven.

Coatings voorkomen reflectie en verstrooiing van licht. Hierdoor heb je minder lichtverlies en beter contrast. Onbehandeld glas kan tot 5% van het licht reflecteren.

Gezichtsveld en lichtsterkte

Het eerste getal in de aanduiding ‘8x42’ geeft de vergroting aan. Het onderwerp wordt in dit geval 8 keer dichterbij gehaald. Staat een onderwerp op 80 meter afstand, dan zie je het alsof het op 10 meter afstand staat.

Het tweede getal in de aanduiding ‘8x42’ geeft de diameter van de frontlens aan, de voorste lens van het objectief. Hoe groter dit getal is, hoe meer licht door de kijker opgevangen zal worden en hoe lichter het beeld zal zijn.

• Ten tweede wordt de stabiliteit van de kijker een probleem.
• Niet alleen je onderwerp wordt uitvergroot, maar ook de bewegingen van de verrekijker.
• Bij vergrotingsfactoren vanaf zo'n 10x wordt het moeilijk om een kijker zo stabiel vast te houden dat het beeld niet teveel beweegt.
• Ook wordt over het algemeen de kortst mogelijke afstand waarop je nog kan scherpstellen groter bij kijkers met een grote vergrotingsfactor.

Dit is de breedte van het landschap, waargenomen door de verrekijker, gelegen op 1000 m van de waarnemer. Hoe groter hij is, des te comfortabeler de waarneming is. Het gezichtsveld wordt gedefinieërd op 1000 m en hij kan worden gegeven in graden of in meters.

De uitgangspupil (ook wel uittredepupil genoemd) wordt gevormd door de lichtbundel die doorheen het objectief naar het oculair gaat. Hij stemt overeen met de diameter van het beeld dat uit het oculair komt en de pupil bereikt.

Hij wordt bepaald als volgt: het is de verhouding tussen de objectiefdiameter en de vergroting in mm. Bijv.: verrekijker 8 x 30, uitgangspupil is 30/8 = 3,75 mm.

De lichtsterkte (schemerindex) duidt op het vermogen om een verrekijker te gebruiken in het halfdonker of bij schemerlicht.

Kijken door een scherp beeld

Zo ga je aan de slag:

1. Zorg ervoor als je buiten bent dat je de verrekijker zo klikt, dat de twee cirkels die je ziet één beeld vormen.
2. Stel je beeld vervolgens scherp met de wieltjes bovenop de kijkers.
3. Kijk eerst alleen met je linkeroog door de lens heen en draai aan het wieltje tot je een helder beeld hebt.
4. Nu kijk je met beide ogen door de kijker en draai je vervolgens aan de dioptrie-correctie totdat het beeld scherp is.
5. Met de dioptrie-correctie heb je het verschil in je ogen gecorrigeerd.
6. Hij is nu klaar voor gebruik!

Er bestaan meerdere systemen om de zichtscherpte af te stellen.

Centrale afstelling

De eenvoudigste en snelste afstelling, wordt gelijktijdig uitgevoerd op de twee oculairs met dezelfde precisie.

Individuele afstelling

Hierdoor krijgt men de maximum zichtscherpte. Minder snel.

• Begin niet meteen te kijken naar kleine, snel bewegende dieren, maar zoek bijvoorbeeld naar reigers aan de rand van het water, deze houden zich goed stil.
• Zorg eerst dat je met het blote oog het dier kunt zien en volgen, daarna kun je er met de verrekijker op richten.
• Oefening baart kunst, neem de tijd en je zult zien dat je nog meer van de natuur geniet.