A pentaprizma egy fényvisszaverő prizma , amelynek metszete a munkafelületekre merőleges, ötszög alakú [1] . A pentaprizma két oldalát fényvisszaverő réteg borítja, a három átlátszó közül az egyik nem működik. A pentaprizmába belépő fény a visszaverő lapok közötti szög miatt mindig az eredeti irányra merőlegesen távozik belőle, ami 45° [2] [3] . A páros számú visszaverődés miatt a pentaprizmán keresztül látható kép egyenes marad [4] . Ha az egyik fényvisszaverő felületet kettővel helyettesítjük, amelyek nyeregtető formájában helyezkednek el a prizma keresztmetszetében, egymással szemben 90°-os szögben, tető alakú pentaprizmát kapunk [5] . Az egyszerű pentaprizmától eltérően a tető alakú tükörképet ad, a prizma fő metszetére merőleges irányban megfordítva [3] . Az ipari besorolás szerint a szokásos pentaprizma BP-90°, a tető alakú - BkP-90° jelölésű [6] .
A pentaprizma fő célja az optikai hossz növelése a kompakt kialakítás megőrzése mellett. A pentaprizma nyúlási tényezője 3,414 [4] [7] . A pentaprizma egyik első alkalmazását prizmás távcsövekben és monokulárokban találták meg, jelentősen csökkentve azok méreteit a céltávcsőhöz képest [8] . A pentaprizma másik tulajdonsága - a fényt mindig szigorúan merőlegesen tereli - nélkülözhetetlenné teszi a geodéziában és az építőiparban . Az Ecker [9] geodéziai eszközben két pentaprizma található, amelyek két munkafelülete egy síkban van, a másik kettő pedig ellentétes irányban . Ezzel az eszközzel merőleges vonalakat fektethet a talajra.
A 19. század közepén a francia Charles Goulier ( fr. Charles Goulier ) által feltalált tető alakú pentaprizma a tükörreflexes fényképezőgépek keresőjének forgatórendszereként való széles körben elterjedt használatának köszönhető a legnagyobb hírnévnek [10] . Pentaprizma nélkül egy ilyen kereső tükörfordított képet hoz létre felülről egy vízszintes fókuszáló képernyőn . Ez a látásmód kényelmetlen, és az alacsonyabb szögből készült képek túlsúlyához vezet , ami a portréfotózásban elfogadhatatlan. A fókuszáló képernyő fölé szerelt tető alakú pentaprizma és gyűjtőlencse használatakor a szemlencsében vízszintes optikai tengellyel közvetlen kép látható, a kamera pedig szemmagasságban van. Ugyanakkor az üvegen lévő többszörös visszaverődés miatt a fókuszáló képernyő és a szemlencse közötti optikai hossz elegendő a kívánt képnagyításhoz , miközben megőrzi a kompakt kialakítást.
A Rectaflex, Contax S és Alpa Prisma Reflex kamerákban először szinte egyidejűleg valósítottak meg pentaprizmás keresőt közvetlenül a háború után [11] [12] [13] [14] . A tető alakú pentaprizma profilja, amely a tükörreflexes fényképezőgépek felső pajzsa fölé emelkedik, jellegzetes megjelenést kölcsönöz nekik. Egyes fényképezőgépek helyettesítik a reflex kereső tolatórendszerét, lehetővé téve más optikai kiegészítők használatát, vagy közvetlenül a mattüvegen való megtekintést. Ezért a teljes kivehető szerelvényt, amely a prizmán kívül egy nagyító okulárt, fénymérő részeket és egyéb tartozékokat is tartalmaz, általában „pentaprizmának” nevezik. A fény irányát jelző nyíllal ellátott pentaprizma képét a GOMZ egyesület védjegyként használta , később LOMO -ra keresztelték [15] .
A pentaprizma tető alakú lapjaival felfelé és előre is elhelyezhető, miközben a használat hatása nem változik. A legtöbb DSLR kettős éle felfelé néz, de néha más konfigurációt is alkalmaznak. Ez utóbbi jellemző az úgynevezett "sport" keresőkre (például Nikon DA-1), amelyeknek okulár nélküli, téglalap alakú kilépőfelülete van [16] .
Egyes kamerákban a szokásos pentaprizma helyett félpentaprizmát használtak BkU -60°-os tetővel [17] . Ebben az esetben a felső tető alakú lapokról visszaverődő fény az alsó oldalról ismét visszaverődik, és a hátsó felületen keresztül az eredeti irányhoz képest 60°-os szögben távozik. A prizmát a szovjet Salyut és Kiev-88 TTL kamerák, valamint néhány külföldi fényképezőgép keresőjében használták, így a nagy, közepes formátumú kerettel magasság- és súlygyarapodást eredményezett . Az ilyen keresők szemlencséje ferdén helyezkedik el, és a csökkentett nagyítást a nagy keretméret kompenzálja. Ismertek esetek az Amici tető alakú prizmának kis formátumú tükörreflexes fényképezőgépekben való használatára, ilyen például a francia Focaflex [18] .
A pentaprizma működési elve
Pentaprizmával ellátott kamera hosszmetszete
Kivehető pentaprizma szerelvény Nikon F5
Kereső Porrokereső Porro prizmával
Pentax 645 Z trapéz prizmával
A világ első egylencsés tükörreflexes fényképezőgépe, a Duflex a keresőben közvetlen képpel egy Porro prizmát használt forgatórendszerként, amelyet ebben a minőségben Dulovic Jeno szabadalmaztatott még 1943-ban [19] . A pentaprizma azonban hatékonyabbnak bizonyult, és a Porro prizmát ritkán használják, például a félformátumú Olympus Pen F -ben [20] . Sokkal ritkábban ilyen prizma található nagy kerettel rendelkező berendezésekben, például a Porrofinder család keresőiben a közepes formátumú Mamiya C330 számára. A nagy kerettel rendelkező berendezésekben más típusú prizmák is használhatók, például trapéz prizma, mint a Pentax 645 kamerákban [21] . A háromszoros belső visszaverődés miatt az ilyen prizma kimeneti felületén lévő kép megfordul, és a Kepler-teleszkóp sémájának megfelelően készített okuláron keresztül nézve egyenes lesz [22] . A kereső kialakításának fő előnye a kisebb üvegtérfogat és a trapéz prizma súlya az ilyen kerethez szükséges pentaprizmához képest.
Az olyan optikai rendszerekben, amelyek nem igényelnek méretcsökkentést megnövelt optikai út mellett, például a tükrös obturátorral ellátott filmkamerákban , más típusú prizmákat használnak a fényáram tengelyének elforgatására. A professzionális filmező berendezésekben optikai csuklópántokat használnak, amelyek lehetővé teszik az átmenő irányzék nagyítójának a kamerához képest történő elforgatását különböző pozíciókba. Ezért az ilyen csomagolórendszerek tervezése sokkal bonyolultabb. Az olcsó amatőr fényképezőgépekben a tömör pentaprizmát egy világosabb pentatükör váltja fel , amelyet lapos tükrökből ragasztanak össze [23] . Azonban a tükrök fényvesztesége miatt, amelyek hiányoznak a tükröződő prizmákból, a pentatükrös kereső fényáteresztése alacsonyabb, mint a pentaprizmásé [24] .