GalileiskRediger
Næsten lige siden teleskopet blev opfundet i det 17. århundrede, har man tilsyneladende undersøgt fordelene ved at montere to teleskoper ved siden af hinanden for at opnå kikkertsyn. De fleste tidlige kikkerter anvendte Galileisk optik; det vil sige, at de anvendte et konvekst objektiv og en konkav okularlinse. Den galilæiske konstruktion har den fordel, at den giver et oprejst billede, men den har et snævert synsfelt og er ikke i stand til at opnå meget høj forstørrelse. Denne type konstruktion anvendes stadig i meget billige modeller og i opera- eller teaterbriller. Den galilæiske konstruktion anvendes også i kirurgiske kikkertobjektiver med lav forstørrelse og i guldsmedsløjfer, fordi de kan være meget korte og give et oprejst billede uden ekstra eller usædvanlig optik til oprejsning, hvilket reducerer udgifterne og den samlede vægt. De har også store udgangspupiller, hvilket gør centreringen mindre kritisk, og det smalle synsfelt fungerer godt i disse anvendelser. De er typisk monteret på et brilleglasstel eller er specialmonteret på en brille.
Kepleriansk optikRediger
Et bedre billede og højere forstørrelse opnås i kikkerter, der anvender kepleriansk optik, hvor billedet dannet af objektivlinsen ses gennem en positiv okularlinse (okular). Da den keplerianske konfiguration giver et omvendt billede, anvendes forskellige metoder til at vende billedet opad.
Opstilling af linserRediger
I aprismatiske kikkerter med kepleriansk optik (som undertiden blev kaldt “tvillingeteleskoper”) har hvert rør en eller to ekstra linser (relælinse) mellem objektivet og okularet. Disse linser bruges til at oprejse billedet. Kikkerten med oprejst linse havde en alvorlig ulempe: den er for lang. Sådanne kikkerter var populære i 1800-tallet (f.eks. G.& S. Merz-modeller), men blev forældede kort efter, at firmaet Carl Zeiss introducerede forbedrede prismekikkerter i 1890’erne.
PrismEdit
Optiske prismer, der blev tilføjet til konstruktionen, gjorde det muligt at vise billedet den rigtige vej opad uden at have brug for så mange linser og mindske instrumentets samlede længde, typisk ved hjælp af et Porro-prisme eller tagprismer.
PorroEdit
Porro-prisme-kikkerter er opkaldt efter den italienske optiker Ignazio Porro, som i 1854 tog patent på dette system til oprejsning af billeder. Dette system blev senere forfinet af andre kikkertproducenter, navnlig Carl Zeiss i 1890’erne. Kikkerter af denne type bruger et par Porro-prismer i en Z-formet konfiguration til at oprejse billedet. Dette resulterer i en bred kikkert med objektivlinser, der er godt adskilt og forskudt i forhold til okularerne, hvilket giver en bedre fornemmelse af dybde. Porro-prisme-design har den ekstra fordel, at den optiske vej foldes, så kikkertens fysiske længde er mindre end objektivets brændvidde. Porroprismekikkerter blev fremstillet på en sådan måde, at de kunne opbygge et billede på et lille rum, og kikkerter med prismer startede således på denne måde.
RoofEdit
Kikkerter med tagprismer kan være dukket op så tidligt som i 1870’erne i et design af Achille Victor Emile Daubresse. I 1897 begyndte Moritz Hensoldt at markedsføre kikkerter med tagprismer. De fleste kikkerter med tagprisme anvender enten Abbe-Koenig-prismaet (opkaldt efter Ernst Karl Abbe og Albert Koenig og patenteret af Carl Zeiss i 1905) eller Schmidt-Pechan-prismaet (opfundet i 1899) til at oprejse billedet og folde den optiske bane. De har objektivlinser, der ligger omtrent på linje med okularerne.
Roof-prismer skaber et instrument, der er smallere og mere kompakt end Porro-prismers design. Der er også en forskel i billedets lysstyrke. Porro-prismekikkerter vil i sagens natur give et lysere billede end Schmidt-Pechan tagprismekikkerter med samme forstørrelse, objektivstørrelse og optiske kvalitet, fordi dette tagprisme-design anvender forsølvede overflader, der reducerer lystransmissionen med 12 % til 15 %. Tagprisme-designs kræver også snævrere tolerancer for justering af deres optiske elementer (kollimering). Dette øger omkostningerne, da konstruktionen kræver, at de anvender faste elementer, som skal indstilles til en høj grad af kollimering på fabrikken. Porroprismekikkerter kræver lejlighedsvis, at deres prismasæt skal justeres på ny for at bringe dem i kollimering. Den faste justering i tagprismers konstruktioner betyder, at kikkerten normalt ikke behøver at blive kollimeret igen.
Optiske parametreRediger
Kikkerter er normalt designet til bestemte anvendelsesformål. Disse forskellige konstruktioner kræver visse optiske parametre, som kan være anført på kikkertens prismadækselplade. Disse parametre er:
ForstørrelseRediger
Givet som det første tal i en kikkertbeskrivelse (f.eks. 7×35, 8×50), er forstørrelsen forholdet mellem objektivets brændvidde divideret med okularets brændvidde. Dette giver kikkertens forstørrelsesgrad (undertiden udtrykt som “diametre”). En forstørrelsesfaktor på 7 giver f.eks. et billede, der er 7 gange større end det originale billede set fra den pågældende afstand. Den ønskede forstørrelsesgrad afhænger af den påtænkte anvendelse og er i de fleste kikkerter en permanent, ikke justerbar egenskab ved apparatet (zoomkikkerter er undtagelsen). Håndkikkerter har typisk forstørrelser på mellem 7x og 10x, så de er mindre modtagelige for virkningerne af rystende hænder. En større forstørrelse fører til et mindre synsfelt og kan kræve et stativ for at sikre billedstabilitet. Nogle specialkikkerter til astronomi eller militær brug har forstørrelser fra 15x til 25x.
ObjektivdiameterRediger
Objektivlinsens diameter, der angives som det andet tal i en kikkertbeskrivelse (f.eks. 7×35, 8×50), bestemmer opløsningen (skarpheden) og hvor meget lys, der kan opsamles til at danne et billede. Når to forskellige kikkerter har samme forstørrelse, samme kvalitet og en tilstrækkelig tilpasset udgangspupil (se nedenfor), giver den større objektivdiameter et “lysere” og skarpere billede. En 8×40-kikkert vil således give et “lysere” og skarpere billede end en 8×25-kikkert, selv om de begge forstørrer billedet otte gange. De større frontlinser i 8×40 giver også bredere lysstråler (udgangspupil), der forlader okularerne. Dette gør det mere behageligt at se med en 8×40 end med en 8×25. En 10×50 kikkert er bedre end en 8×40 kikkert med hensyn til forstørrelse, skarphed og lysstrøm end en 8×40 kikkert. Objektivdiameteren angives normalt i millimeter. Det er almindeligt at kategorisere kikkerter efter forstørrelsen × objektivdiameteren, f.eks. 7×50. Mindre kikkerter kan have en diameter på helt ned til 22 mm; 35 mm og 50 mm er almindelige diametre for feltkikkerter; astronomiske kikkerter har diametre fra 70 mm til 150 mm.
SynsfeltBearbejd
Synsfeltet for en kikkert afhænger af dens optiske design og er generelt omvendt proportional med forstørrelsesgraden. Det angives normalt i en lineær værdi, f.eks. hvor mange fod (meter) i bredden, der kan ses på 1.000 yards (eller 1.000 m), eller i en vinkelværdi for hvor mange grader, der kan ses.
UdgangspupilRediger
Kikkerter koncentrerer det lys, der samles af objektivet, til en stråle, hvis diameter, udgangspupillen, er objektivets diameter divideret med forstørrelsesgraden. For at opnå maksimal effektiv lysindsamling og det klareste billede og for at maksimere skarpheden bør udgangspupillen mindst svare til diameteren af pupillen i det menneskelige øje – ca. 7 mm om natten og ca. 3 mm om dagen, faldende med alderen. Hvis den kegle af lys, der strømmer ud af kikkerten, er større end den pupil, den går ind i, er alt lys, der er større end pupillen, spildt. I dagtimerne er menneskets pupil typisk udvidet med ca. 3 mm, hvilket svarer til udgangspupillen for en 7×21 kikkert. En meget større 7×50-kikkert vil producere en lyskegle, der er større end den pupil, den kommer ind i, og dette lys vil om dagen være spildt. En for lille udgangspupil vil også give observatøren et svagere syn, da kun en lille del af nethindens lysopsamlende overflade udnyttes. Til anvendelser, hvor der skal bæres udstyr (fuglekiggeri, jagt), vælger brugerne en meget mindre (lettere) kikkert med en udgangspupil, der svarer til deres forventede irisdiameter, så de får maksimal opløsning, men ikke bærer vægten af spildt blænde.
En større udgangspupil gør det lettere at placere øjet der, hvor det kan modtage lyset; et hvilket som helst sted i den store udgangspupils lyskegle er tilstrækkeligt. Denne lette placering er med til at undgå, især i kikkerter med stort synsfelt, vignettering, som giver beskueren et billede, hvis kanter er formørket, fordi lyset fra dem er delvist blokeret, og det betyder, at billedet hurtigt kan findes, hvilket er vigtigt, når man ser på fugle eller vildt, der bevæger sig hurtigt, eller for en søfarer på dækket af en kastende båd eller et skib. En kikkert med smal udgangspupil kan også være trættende, fordi instrumentet skal holdes nøjagtigt på plads foran øjnene for at give et brugbart billede. Endelig bruger mange mennesker deres kikkert i skumringen, i overskyet vejr og om natten, når deres pupiller er større. Udgangspupillen i dagtimerne er således ikke en universelt ønskelig standard. Af hensyn til komfort, brugervenlighed og fleksibilitet i anvendelsen er større kikkerter med større udgangspupiller et tilfredsstillende valg, selv om deres kapacitet ikke udnyttes fuldt ud om dagen.
ØjenreliefRediger
Øjenrelief er afstanden fra den bageste okularlinse til udgangspupillen eller øjenpunktet. Det er den afstand, som observatøren skal placere sit øje bag okularet for at kunne se et uvignetteret billede. Jo længere brændvidde på okularet, jo større er den potentielle øjenafstand. Kikkerter kan have en øjenafstand på mellem nogle få millimeter og 2,5 centimeter eller mere. Øjenafstanden kan være særlig vigtig for brillebærere. Brillebrugerens øje er typisk længere væk fra øjenstykket, hvilket kræver en længere øjenaflastning for at undgå vignettering og i ekstreme tilfælde for at bevare hele synsfeltet. Kikkerter med kort øjenafstand kan også være vanskelige at bruge i tilfælde, hvor det er svært at holde dem stabilt.
NærfokusafstandRediger
Nærfokusafstand er det nærmeste punkt, som kikkerten kan fokusere på. Denne afstand varierer fra ca. 0,5 m til 30 m, afhængigt af kikkertens udformning. Hvis nærfokusafstanden er kort i forhold til forstørrelsen, kan kikkerten også bruges til at se detaljer, der ikke er synlige for det blotte øje.
OkularerRediger
Binokulære okularer består normalt af tre eller flere linseelementer i to eller flere grupper. Den linse, der er længst væk fra betragterens øje, kaldes feltlinsen, og den, der er tættest på øjet, kaldes øjenlinsen. Den mest almindelige konfiguration er den, der blev opfundet i 1849 af Carl Kellner. I dette arrangement er øjenlinsen en plano-konkav/ dobbeltkonveks achromatisk doublet (den flade del af den første er vendt mod øjet), og feltlinsen er en dobbeltkonveks singlet. I 1975 blev der udviklet et omvendt Kellner-okular, hvor feltlinsen er en dobbelt konkav/dobbelt konveks achromatisk doublet, og øjenlinsen er en dobbelt konveks singlet. Det omvendte Kellner-okular giver 50 % mere øjenaflastning og fungerer bedre med små brændviddeforhold samt har et lidt bredere felt.
Vidfelts-kikkerter anvender typisk en eller anden form for Erfle-konfiguration, der blev patenteret i 1921. Disse har fem eller seks elementer i tre grupper. Grupperne kan være to achromatiske doubletter med en dobbelt konveks singlet imellem dem eller kan alle være achromatiske doubletter. Disse okularer har en tendens til ikke at fungere lige så godt som Kellner-okularer ved høj styrke, fordi de lider af astigmatisme og spøgelsesbilleder. De har imidlertid store øjenlinser, fremragende øjenaflastning og er behagelige at bruge ved lavere styrker.