五(wǔ)棱鏡,五角棱鏡的原理
五棱鏡又名五角棱鏡、五角分光(guāng)棱鏡,五棱鏡是光學反(fǎn)射棱鏡的(de)一(yī)種(zhǒng),五棱鏡是有五個(gè)反(fǎn)射麵的光學棱鏡,可以(yǐ)將入射(shè)的光線偏轉90°。進
入的光線在棱鏡裏麵反射兩(liǎng)次,使方向改變(biàn)90°,不但不會倒置,也不會改變影像的偏手性(xìng),普通的直(zhí)角棱鏡則會倒置影像與改變偏手性。
五角棱(léng)鏡在校準係統(tǒng)中是極其有用的,因(yīn)為他(tā)們可以非常精確地規範直角,並且分別地規範入射角度。射線從一麵射(shè)入,在(zài)棱鏡內部經曆兩次270度的反射後會在毗(pí)鄰的另一麵射出(chū)。

目前五棱鏡(jìng)的使用範圍很廣泛,在單反相機(jī)中五棱鏡(jìng)(屋頂型五棱鏡)是一種常見的使用(yòng)光學(xué)元件,而在建築施工(gōng)測量中會使用到雙五棱鏡
(兩個五棱鏡頂對頂結合在一起)和一個鉛垂線用來標出正確的角度。
五棱鏡的曆史
1948年,有一個廠商在相機頂上(shàng)畫(huà)了一個圈,東德蔡司(也叫耶納蔡司(sī),是2戰之後美蘇分(fèn)裂德國的產物)生產了史上第一台五棱鏡平視取景(jǐng)單反相機Contax S,
它最終確立了135單反相機的典型結構,一(yī)個鏡頭,有一個反光(guāng)鏡,然後有一塊五棱鏡將光路回轉了一下(xià),一方麵將俯視光路變成平視,另一方麵將取景的像左右正過來
(俯視(shì)取景的時候像是(shì)左右相反的(de)),目前最先進的數碼單反相機,從取(qǔ)景的基本(běn)結構上來講,與它(tā)1948年的先祖完全(quán)沒有區別的。

五棱鏡的結(jié)構
五棱鏡內的反射並非由完全(quán)內反射造成(chéng),由於光束是以少(shǎo)於臨界角進入,兩個反射麵是鍍上反射物料以造成鏡麵的反射效果,
而兩個(gè)傳遞麵則鍍上防反光塗層以減低(dī)反射。五棱(léng)鏡第5麵則在光學上(shàng)不會被使用,現代相機上使(shǐ)用的五棱鏡則常(cháng)常會,
在反(fǎn)射麵上以真空鍍膜技術鍍上一層(céng)銀膜並且在(zài)外麵覆蓋(gài)黑色的保(bǎo)護塗層以加強反射效果。
理(lǐ)論上講,五棱鏡的反射視野率是100%的,不過限(xiàn)於成(chéng)本和機內空間(jiān)還有產品的市場(chǎng)定位等(děng)等原因,
大多數單(dān)反相機的視(shì)野率並不會做到100%(取(qǔ)景器視野率(lǜ)也是區分專業和準專業機身的一(yī)個標杆),近年來在廠商喪心病狂的削減成本的做法下,
還出現了以五麵鏡代替五棱鏡組(zǔ)成光路的單反相機,這種相機的取景(jǐng)器(qì)常常會顯得比(bǐ)較暗淡,不如五棱鏡(jìng)那麽明亮。
五棱鏡的(de)原理
五棱鏡的原(yuán)理是在棱鏡內部的反射不是全反射造成的,
因(yīn)為(wéi)入射(shè)光線在反射時的角度小於臨界角,也就是全(quán)反射的最小角度,
所以兩個(gè)反射麵都要鍍成反射鏡麵;入射與出攝的麵則(zé)要鍍(dù)上防反射膜以減少反射。
第五個麵雖然沒有(yǒu)用到,但與兩個反射麵的夾角都是鈍(dùn)角(大於直角的內(nèi)角)。
五棱鏡的變(biàn)型是屋頂型五棱鏡,通常使用(yòng)在單反相(xiàng)機內。在這種情況(kuàng)下,因為透鏡聚焦後投映在機身上的影像會旋轉180°,
所以在焦點(diǎn)後由平麵鏡(jìng)反射至五棱鏡的光束還需要改(gǎi)變(biàn)影像方(fāng)向的左右關係,經由替換其中一(yī)個反射麵成為屋(wū)頂型的反(fǎn)射麵可以完成這項改變。
替換的屋頂型棱鏡的二(èr)個(gè)表(biǎo)麵互相(xiàng)垂直成90°交會,會改變影像的偏手性。
五麵鏡和五棱鏡的區別
五麵鏡用(yòng)的是鏡麵反射,五棱鏡用的是(shì)全反射。鏡麵反射用的是(shì)鍍銀的麵,肯定(dìng)有光損失。而全反射(shè)完全沒有光損失。
所以五棱鏡一定比五(wǔ)麵鏡(jìng)亮,一般五(wǔ)麵鏡隻能做到五棱(léng)鏡的80%亮度。這基本上是(shì)五棱鏡唯一的優勢了。
光在同一種介(jiè)質中傳播時,是以直線方式進行傳播(bō)的。隻有從一種介質達到另一種介質(zhì)表麵時,才會出現透射,反(fǎn)射及折射現象。
當光線投射到五麵鏡取景器的(de)某一麵鏡表麵時,事(shì)實上是先從空氣介質(zhì)進入玻璃介質,然後再從鍍銀反射麵返回到玻璃(lí)介質,最後通過玻璃介質再從新透射回空(kōng)氣介質當中的。

這個過程在五(wǔ)麵鏡取景器取景時,需要循環五次才能完成影像光路回轉。即(jí)使是製作(zuò)麵鏡的玻璃透射率再高,也難免光線通過玻璃時被吸收掉一部分。
所以經過多次吸收,取景(jǐng)器的取景亮度(dù)必然會減弱。而(ér)五棱鏡取景器的(de)反射光路雖然與之相同(tóng),但由於(yú)始終是在同一介質(zhì)中(zhōng)傳(chuán)播,所以取景亮度相對就要高許多(duō)
用五麵(miàn)鏡作(zuò)為單反機取景(jǐng)器(qì)的優點是,有利於減輕相機重量,而且成本(běn)與(yǔ)五棱鏡相比相對較低,所以一些普及(jí)型單反相機時有采用。這種取景(jǐng)器的缺點是,
取景亮度較低,而(ér)且穩定性相對較差,應盡量避(bì)免劇烈震動。正是(shì)由於上述原因,所(suǒ)以大(dà)多數中檔以上的單反相機,都仍然采取實心五(wǔ)棱鏡的取景方式。