I telescopi binoculari, o binocoli (noti anche come occhiali da campo), sono due telescopi identici o simmetrici a specchio montati fianco a fianco e allineati per puntare con precisione nella stessa direzione, consentendo allo spettatore di utilizzare entrambi gli occhi (visione binoculare) durante la visualizzazione di oggetti distanti. La maggior parte sono dimensionati per essere tenuto con entrambe le mani, anche se ci sono tipi molto più grandi.
A differenza di un telescopio monoculare, binocolo dare agli utenti un’immagine tridimensionale: Le due viste, presentate da punti di vista leggermente diversi a ciascuno degli occhi dello spettatore, si fondono per produrre un’unica vista percepita con una sensazione di profondità, consentendo di stimare le distanze. Non è necessario chiudere o ostruire un occhio per evitare confusione, come è usuale con i telescopi monoculari. Quando si utilizza il binocolo portatile, le due mani e la testa formano una piattaforma stabile a tre punti, con meno tendenza a tremare rispetto a uno strumento a occhio singolo.
I binocoli sono regolarmente utilizzati da osservatori di uccelli, cacciatori, geometri e turisti che apprezzano paesaggi lontani. Possono anche essere utilizzati da appassionati di sport e frequentatori di teatro. Sono spesso usati dal personale militare.
Design ottico
Binocolo galileiano
Quasi dall’invenzione del telescopio nel diciassettesimo secolo i vantaggi di montarne due fianco a fianco per la visione binoculare sembrano essere stati esplorati. La maggior parte dei primi binocoli utilizzavano l’ottica galileiana; cioè usavano un obiettivo convesso e una lente oculare concava. Il disegno galileiano ha il vantaggio di presentare un’immagine eretta ma ha un campo visivo ristretto e non è in grado di ingrandirsi molto. Questo tipo di costruzione è ancora utilizzato in modelli molto economici e in “occhiali da opera” o occhiali da teatro.
Binocolo a prisma Porro
Prende il nome dall’ottico italiano Ignazio Porro, che brevettò questo sistema di costruzione di immagini nel 1854, e successivamente perfezionato da produttori come Carl Zeiss negli anni 1890, binocoli di questo tipo utilizzano un prisma di Porro in una configurazione a doppio prisma a forma di Z per erigere l’immagine. Questa caratteristica si traduce in binocoli che sono larghi, con lenti dell’obiettivo che sono ben separati ma sfalsati dagli oculari. I disegni del prisma Porro hanno il vantaggio di piegare il percorso ottico in modo che la lunghezza fisica del binocolo sia inferiore alla lunghezza focale dell’obiettivo e una maggiore spaziatura degli obiettivi dà una migliore sensazione di profondità.
Binocolo a prisma a tetto
Il binocolo con prismi a tetto potrebbe essere apparso già nel 1880 su un disegno di Achille Victor Emile Daubresse. La maggior parte dei binocoli a prisma a tetto utilizza il prisma Abbe-Koenig (dal nome di Ernst Karl Abbe e Albert Koenig e brevettato da Carl Zeiss nel 1905) o il prisma Schmidt-Pechan (inventato nel 1899) per erigere l’immagine e piegare il percorso ottico. Sono più stretti, più compatti e più costosi di quelli che usano i prismi di Porro. Hanno lenti dell’obiettivo che sono approssimativamente in linea con gli oculari.
Porro vs. Tetto prismi
A parte la differenza di prezzo e la portabilità di cui sopra, questi due disegni hanno effetti sui riflessi e la luminosità. Il binocolo Porro-prisma produrrà intrinsecamente un’immagine intrinsecamente più luminosa rispetto al binocolo a prisma a tetto dello stesso ingrandimento, dimensione oggettiva e qualità ottica, poiché meno luce viene assorbita lungo il percorso ottico. Tuttavia, a partire dal 2005, la qualità ottica dei migliori binocoli a prisma da tetto con processi di rivestimento aggiornati utilizzati nei modelli Schmidt-Pechan è paragonabile ai migliori occhiali Porro ed è possibile che i prismi da tetto dominino il mercato dei binocoli portatili di alta qualità. I principali produttori europei di ottica (Leica, Zeiss, Swarovski) hanno interrotto le loro linee Porro, e produttori giapponesi (Nikon, Fujinon, e altri) possono seguire l’esempio.
Parametri ottici
I binocoli sono generalmente progettati per l’applicazione specifica per cui sono destinati. Questi diversi disegni creano determinati parametri ottici (alcuni dei quali possono essere elencati sulla piastra di copertura del prisma del binocolo). Questi parametri sono:
Ingrandimento-Il rapporto tra la lunghezza focale dell’oculare diviso nella lunghezza focale dell’obiettivo dà il potere di ingrandimento lineare del binocolo (a volte espresso come “diametri”). Un ingrandimento del fattore 7, ad esempio, produce un’immagine come se fosse sette volte più vicina all’oggetto. La quantità di ingrandimento dipende dall’applicazione per cui sono progettati i binocoli. I binocoli portatili hanno ingrandimenti inferiori, quindi saranno meno suscettibili alle scosse. Un ingrandimento maggiore porta a un campo visivo più piccolo.
Diametro obiettivo-Il diametro dell’obiettivo determina quanta luce può essere raccolta per formare un’immagine. Di solito è espresso in millimetri.
È consuetudine classificare il binocolo in base all’ingrandimento × al diametro dell’obiettivo; ad esempio 7×50.
Campo visivo-Il campo visivo del binocolo è determinato dal suo design ottico. Di solito è annotato in un valore lineare, ad esempio quanti piedi (metri) di larghezza saranno visti a 1.000 metri (o 1.000 m), o in un valore angolare di quanti gradi possono essere visualizzati.
Pupilla d’uscita—Il binocolo concentra la luce raccolta dall’obiettivo in un fascio, la pupilla d’uscita, il cui diametro è il diametro obiettivo diviso per il potere d’ingrandimento. Per la massima raccolta della luce efficace e l’immagine più luminosa, la pupilla d’uscita deve essere uguale al diametro dell’iride completamente dilatata dell’occhio umano—circa 7 mm, riducendo con l’età. La luce raccolta da una pupilla di uscita più grande viene sprecata. Per l’uso diurno è sufficiente una pupilla di uscita di 3 mm, corrispondente alla pupilla contratta dell’occhio. Tuttavia, una pupilla di uscita più grande rende più facile l’allineamento dell’occhio ed evita la vignettatura scura che si intromette dai bordi.
Eye relief-Eye relief è la distanza dalla lente oculare posteriore a dove si forma l’immagine. Determina la distanza che l’osservatore deve posizionare il suo occhio dietro l’oculare per vedere un’immagine non firmata. Più lunga è la lunghezza focale dell’oculare, maggiore è il rilievo dell’occhio. Binocolo può avere rilievo dell’occhio che vanno da pochi millimetri a 2.5 centimetri o più. Il rilievo dell’occhio può essere particolarmente importante per i portatori di occhiali. L’occhio di un portatore di occhiali è in genere più lontano dal pezzo di occhio che richiede un sollievo occhio più lungo al fine di vedere ancora l’intero campo visivo. Binocolo con breve rilievo dell’occhio può anche essere difficile da usare nei casi in cui è difficile tenerli fermi.
Rivestimenti ottici
Poiché il binocolo può avere sedici superfici aria-vetro. Con la luce persa su ogni superficie, i rivestimenti ottici possono influire in modo significativo sulla qualità dell’immagine. Quando la luce colpisce un’interfaccia tra due materiali di diverso indice di rifrazione (ad esempio, in un’interfaccia aria-vetro), parte della luce viene trasmessa, alcuni riflessi. In qualsiasi tipo di strumento ottico per la formazione di immagini (telescopio,macchina fotografica, microscopio, ecc.), idealmente nessuna luce dovrebbe essere riflessa; invece di formare un’immagine, la luce che raggiunge lo spettatore dopo essere stata riflessa viene distribuita nel campo visivo e riduce il contrasto tra l’immagine vera e lo sfondo. La riflessione può essere ridotta, ma non eliminata, applicando rivestimenti ottici alle interfacce. Ogni volta che la luce entra o lascia un pezzo di vetro; circa il 5 per cento viene riflesso indietro. Questa luce” persa ” rimbalza all’interno del binocolo, rendendo l’immagine confusa e difficile da vedere. I rivestimenti delle lenti riducono efficacemente le perdite di riflessione, il che si traduce infine in un’immagine più luminosa e nitida. Ad esempio, il binocolo 8×40 con buoni rivestimenti ottici produrrà un’immagine più luminosa rispetto al binocolo 8×50 non rivestito. La luce può anche essere riflessa dall’interno dello strumento, ma è semplice ridurla a proporzioni trascurabili. Il contrasto è anche migliorato da un buon rivestimento grazie alla parziale eliminazione delle riflessioni interne.
Un classico materiale di rivestimento per lenti è il fluoruro di magnesio; riduce i riflessi dal 5% all ‘ 1%. I moderni rivestimenti per lenti sono costituiti da multistrato complessi e riflettono solo lo 0,25% o meno per ottenere un’immagine con la massima luminosità e colori naturali. Per i prismi del tetto, a volte vengono utilizzati rivestimenti anti-sfasamento che migliorano significativamente il contrasto.La presenza di un rivestimento è tipicamente indicata sul binocolo con i seguenti termini:
- Ottica rivestita: una o più superfici rivestite.
- Completamente rivestito: Tutte le superfici aria-vetro rivestite. Le lenti in plastica, tuttavia, se utilizzate, potrebbero non essere rivestite.
- Multi-rivestito: Una o più superfici sono multistrato rivestito.
- Completamente multi-rivestito: Tutte le superfici aria-vetro sono multistrato rivestito.
Il rivestimento a prisma corretto in fase e il rivestimento a prisma dielettrico sono recenti (nel 2005) tecniche efficaci per ridurre i riflessi.
Progettazione meccanica
Messa a fuoco e regolazione
Il binocolo da utilizzare per visualizzare oggetti che non si trovano a una distanza fissa deve avere una disposizione di messa a fuoco. Tradizionalmente, due diverse disposizioni sono state utilizzate per fornire attenzione. I binocoli con “messa a fuoco indipendente” richiedono che i due telescopi siano focalizzati in modo indipendente regolando ciascun oculare, modificando così la distanza tra lenti oculari e obiettivi. I binocoli progettati per l’uso sul campo pesante, come le applicazioni militari, tradizionalmente hanno usato la messa a fuoco indipendente. Poiché gli utenti generali trovano più conveniente mettere a fuoco entrambi i tubi con un’azione di regolazione, un secondo tipo di binocolo incorpora “messa a fuoco centrale”, che comporta la rotazione di una ruota di messa a fuoco centrale. Inoltre, uno dei due oculari può essere ulteriormente regolato per compensare le differenze tra gli occhi dello spettatore (di solito ruotando l’oculare nella sua montatura). Questo è noto come una diottria. Una volta che questa regolazione è stata fatta per un determinato spettatore, il binocolo può essere riorientato su un oggetto a una distanza diversa utilizzando la ruota di messa a fuoco per spostare entrambi i tubi insieme senza regolazione oculare.
Esistono anche binocoli “focus-free” o “fixed-focus”. Hanno una profondità di campo da una distanza relativamente grande più vicina all’infinito e si comportano esattamente come un modello di messa a fuoco della stessa qualità ottica (o mancanza di esso) focalizzato sulla distanza media.
Binocoli zoom, mentre in linea di principio una buona idea, sono generalmente considerati non eseguire molto bene.
La maggior parte dei binocoli moderni hanno incernierato-costruzione del telescopio che permette che la distanza fra gli oculari sia regolata per accomodare gli spettatori con la separazione differente dell’occhio. Questa funzione di regolazione è carente su molti binocoli più vecchi.
Stabilizzazione dell’immagine
Agitare può essere molto ridotto, e ingrandimenti più elevati utilizzati, con il binocolo utilizzando la tecnologia di stabilizzazione dell’immagine. Le parti dello strumento che modificano la posizione dell’immagine possono essere tenute ferme da giroscopi azionati o da meccanismi azionati da rivelatori giroscopici o inerziali, oppure possono essere montate in modo da contrastare e smorzare i movimenti improvvisi. La stabilizzazione può essere attivata o disattivata dall’utente come richiesto. Queste tecniche permettono binocoli fino a 20× per essere tenuto in mano, e molto migliorare la stabilità dell’immagine di strumenti a bassa potenza. Ci sono alcuni svantaggi: L’immagine potrebbe non essere abbastanza buono come il miglior binocolo non stabilizzato quando montato su treppiede, binocolo stabilizzato tendono anche ad essere più costoso e più pesante di quanto specificato in modo simile binocolo non stabilizzato.
Allineamento
Il binocolo ben collimato, se visto attraverso gli occhi umani ed elaborato da un cervello umano, dovrebbe produrre un’unica immagine circolare, apparentemente tridimensionale, senza alcuna indicazione visibile che si sta effettivamente visualizzando due immagini distinte da punti di vista leggermente diversi. La partenza dall’ideale causerà, nella migliore delle ipotesi, un vago disagio e affaticamento visivo, ma il campo visivo percepito sarà comunque vicino alla circolare. La convenzione cinematografica utilizzata per rappresentare una vista attraverso il binocolo come due cerchi parzialmente sovrapposti in una figura di otto non è fedele alla vita.
Il disallineamento è risolto da piccoli movimenti ai prismi, spesso girando viti accessibili senza aprire il binocolo, o regolando la posizione dell’obiettivo tramite anelli eccentrici incorporati nella cella dell’obiettivo. L’allineamento viene solitamente eseguito da un professionista, anche se le istruzioni per il controllo del binocolo per gli errori di collimazione e per la collimazione possono essere trovate su Internet.
Applicazioni
Uso generale
I binocoli portatili vanno dai piccoli occhiali da opera galileiani 3×10, utilizzati nei teatri, agli occhiali con ingrandimento di 12 diametri e obiettivi da 30 a 50 mm per un tipico uso esterno. I modelli di prismi Porro predominano, anche se gli osservatori di uccelli e i cacciatori tendono a preferire, e sono disposti a pagare, i modelli di prismi a tetto più leggeri ma più costosi.
Molte attrazioni turistiche hanno installato un binocolo a gettoni montato su piedistallo per consentire ai visitatori di ottenere una visione più ravvicinata dell’attrazione. Nel Regno Unito, 20 pence spesso dà un paio di minuti di funzionamento, e negli Stati Uniti, uno o due quarti dà tra uno e mezzo a due minuti e mezzo.
Militare
I binocoli hanno una lunga storia di uso militare. I disegni galileiani furono ampiamente utilizzati fino alla fine del XIX secolo quando lasciarono il posto ai tipi di prismi di porro. I binocoli costruiti per i militari generali sono resi più robusti rispetto ai loro omologhi civili. Generalmente evitano accordi di messa a fuoco centrale più fragili a favore della messa a fuoco indipendente. I set di prismi in binocoli militari possono avere rivestimenti alluminati ridondanti sui loro set di prismi per garantire che non perdano le loro qualità riflettenti se si bagnano. I binocoli militari dell’era della guerra fredda erano talvolta dotati di sensori passivi che rilevavano le emissioni IR attive, mentre quelli moderni di solito sono dotati di filtri che bloccano i raggi laser. Ulteriormente, binocolo progettato per uso militare può includere un reticolo stadiametrico in un oculare al fine di facilitare la stima gamma.
Ci sono binocoli progettati specificamente per uso civile e militare in mare. I modelli a mano saranno da 5x a 7x ma con set di prismi molto grandi combinati con oculari progettati per dare un generoso sollievo agli occhi. Questa combinazione ottica impedisce l’immagine vignettatura o andare scuro quando il binocolo sono pitching e vibrante rispetto all’occhio dello spettatore. I modelli di grandi dimensioni e ad alto ingrandimento con obiettivi di grandi dimensioni vengono utilizzati anche in supporti fissi.
Molto grandi telemetri navali binoculari (fino a 15 metri di separazione dei due obiettivi, peso 10 tonnellate, per che vanno obiettivi della seconda guerra mondiale pistola navale 25 km di distanza) sono stati utilizzati, anche se la tecnologia fine del XX secolo ha reso questa applicazione ridondante.
I binocoli astronomici
sono ampiamente utilizzati dagli astronomi dilettanti; il loro ampio campo visivo li rende utili per la ricerca di comete e supernove (binocoli giganti) e l’osservazione generale (binocoli portatili). Le lune galileiane di Giove, Cerere, Nettuno, Pallade e Titano sono invisibili ad occhio nudo ma possono essere facilmente viste con un binocolo. Sebbene tecnicamente visibile senza aiuto in cieli privi di inquinamento, Urano e Vesta richiedono un binocolo per l’osservazione pratica.
i binocoli 10×50 sono limitati a una magnitudine di circa + 9,5, il che significa che asteroidi come Interamnia, Davida, Europa e, tranne in condizioni eccezionali Hygiea, sono troppo deboli per essere visti con un binocolo. Allo stesso modo troppo debole per essere visto con il binocolo sono tutte le lune tranne i Galilei e Titano, ei pianeti nani Plutone ed Eris.
Di particolare rilevanza per la scarsa illuminazione e la visione astronomica è il rapporto tra potenza di ingrandimento e diametro dell’obiettivo. Un ingrandimento inferiore facilita un campo visivo più ampio che è utile nella visualizzazione di grandi oggetti del cielo profondo come la Via Lattea, la nebulosa e le galassie, anche se la grande pupilla d’uscita significa che parte della luce raccolta viene sprecata. La grande pupilla di uscita sarà anche immagine il cielo notturno sfondo, effettivamente diminuendo il contrasto, rendendo il rilevamento di oggetti deboli più difficile, tranne forse in luoghi remoti con inquinamento luminoso trascurabile. Binocoli specificamente per la maggior parte degli usi astronomici hanno un ingrandimento più elevato e un obiettivo di apertura più grande perché il diametro della lente dell’obiettivo determina la stella più debole che può essere osservata.
Binocoli molto più grandi sono stati realizzati da produttori di telescopi amatoriali, essenzialmente utilizzando due telescopi astronomici rifrangenti o riflettenti, con risultati misti. Uno strumento professionale molto grande, anche se non uno che normalmente sarebbe chiamato binocolo, è il grande telescopio binoculare in Arizona, Stati Uniti, che ha prodotto la sua immagine “Prima luce” il 26 ottobre 2005. Il LBT comprende due telescopi riflettore da 8 metri. Anche se ovviamente non è destinato ad essere tenuto agli occhi di uno spettatore, utilizza due telescopi per visualizzare lo stesso oggetto, dando maggiore potere risolutivo di un singolo strumento dello stesso potere di raccolta della luce, e consentendo l’uso interferometrico.
Produttori
Alcuni importanti produttori di binocoli a partire dal 2005:
1. Marchi europei
- Leica GmbH (Ultravid, Duovid, Geovid: sono Tutte Tetto)
- Swarovski Optik (SLC, EL, Tutti a Tetto; Habicht: Porro, ma per essere interrotto)
- Zeiss GmbH (FL,Vittoria, Conquista, Tutti a Tetto; 7×50 BGAT/T: Porro, da 15×60 BGA/T Porro, non più in produzione)
- Eschenbach Optik GmbH (Farlux, Trofeo, Avventura, Sektor…; alcuni sono sul Tetto, alcuni sono Porro)
- Docter (ex Carl Zeiss Jena impianto in Eisfeld. Nobilem 7×50, 8×56, 10×50, 15×60: Porro; Docter 7×40, 8×40, 10×40: Tetti)
- Optolyth (Royal: Tetto; Alpin: Porro)
- Steiner GmbH (Comandante, Cacciatore di notte: Porro; Predatore, Fauna selvatica: Tetto)
2. Marchi giapponesi
- Canon Inc. (Serie I. S., varianti Porro)
- Nikon Co. (Serie di alta qualità, serie Monarch, RAII, serie Spotter: tetto; Serie Prostar, serie E superiore, serie E, serie EX azione: Porro)
- Fujinon Co. (FMTSX, serie MTSX: Porro)
- Kowa Co. (Serie BD: Tetto)
- Pentax Co. (Serie DCFSP / XP; Tetto, serie UCF: Porro invertito; Serie PCFV/WP/XCF: Porro)
- Olympus Co. (Serie EXWPI: Tetto)
- Minolta Co (Activa, alcuni sono Tetto, alcuni sono Porro)
- Vixen Co. (Apex/Apex Pro: Roof; Ultima: Porro)*
- Zenith
- Miyauchi Co. (Specializzata in binoculari Porro di grandi dimensioni)
* vende anche prodotti OEM fabbricati da KAMAKURA KOKI CO. LTD. del Giappone.
3. Marchi cinesi
Nei primi anni del ventunesimo secolo, alcuni binocoli di prezzo medio sono diventati disponibili nel mercato interno cinese. Si dice che alcuni di loro siano paragonabili sia in termini di prestazioni che di prezzo ad alcuni dei marchi migliori, con la grande maggioranza di essi inferiore.
- Sicong (da Xian Stateoptics. Navigator series: Tetto; Ares series: Porro)
- WDtian (da Yunnan State optics, tutti Porro)
- Yunnan State optics (MS series: Porro)
4. Marchi americani
- Alpen*
- Barska
- Brunton
- Bushnell Performance Optics*
- Carson Optical
- Leupold & Stevens, Inc.*
- Simmons
- Vortex Optics
- Weaver
- William Optics
* Vende anche prodotti OEM fabbricati dalla KAMAKURA KOKI Co. LTD. del Giappone.
5. Marchi russi
- Yukon Advanced Optics
- Baigish
- Kronos
- Binocolo militare russo (BPOc 10×42 7×30, serie BKFC)
Note
- Europa.com, [http://www.europa.com/~telscope/binohist.txt La prima storia del binocolo. Url consultato il 13 ottobre 2007.
- Photodigital.net, Achille Victor Emile Daubresse, inventore del prisma dimenticato. Url consultato il 13 ottobre 2007.
- Company7, Una storia di un nome più rispettato in ottica. Url consultato il 13 ottobre 2007.
- Abrahams, Peter. La storia del telescopio & il binocolo, i primi 300 anni di telescopi binoculari, 2002. Url consultato il 3 settembre 2019.
- Corbett, Bill. Una semplice guida per telescopi, cannocchiali e binocoli. New York: Watson-Guptill Publications, 2003. ISBN 0817458883
- Mullaney, James. Una guida per l’acquisto e l’utente di telescopi astronomici& Binocoli (Patrick Moore ‘ s Practical Astronomy Series). Londra, Regno Unito: Springer, 2007. ISBN 1846284392
- Neata, Emil. Una guida al binocolo. Nightskyinfo.com. Estratto settembre 3, 2019.
- Reid, William. Barr e Stroud Binocolo Edimburgo, Regno Unito: Musei nazionali della Scozia, 2001. ISBN 1901663663
Tutti i link recuperati 9 giugno 2016.
- Una guida al binocolo.
Credits
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- Binocoli storia
La storia di questo articolo, poiché è stato importato a New World Encyclopedia:
- la Storia di “Binocolo”
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