Binocluri

un design tipic binocular al prismei Porro.

telescoapele binoculare sau binoclurile (cunoscute și sub numele de ochelari de câmp) sunt două telescoape identice sau simetrice în oglindă montate una lângă alta și aliniate pentru a indica cu precizie în aceeași direcție, permițând privitorului să folosească ambii ochi (viziune binoculară) atunci când vizionează obiecte îndepărtate. Cele mai multe sunt dimensionate pentru a fi ținute folosind ambele mâini, deși există tipuri mult mai mari.spre deosebire de un telescop monocular, binoclul oferă utilizatorilor o imagine tridimensională: Cele două puncte de vedere, prezentate din puncte de vedere ușor diferite pentru fiecare dintre ochii privitorului, se îmbină pentru a produce o singură viziune percepută cu o senzație de adâncime, permițând estimarea distanțelor. Nu este nevoie să închideți sau să obstrucționați un ochi pentru a evita confuzia, așa cum este de obicei cu telescoapele Monoculare. Atunci când se utilizează binocluri de mână, cele două mâini și capul formează o platformă constantă în trei puncte, cu o tendință mai mică de a se agita decât cu un instrument cu un singur ochi.

binoclurile sunt folosite în mod regulat de observatorii de păsări, vânători, inspectori de teren și turiști care apreciază peisajele îndepărtate. Ele pot fi, de asemenea, folosite de fanii sportului și de participanții la teatru. Ele sunt adesea folosite de personalul militar.

design optic

Binocluri galileene.

binoclu Galilean

aproape de la inventarea telescopului în secolul al XVII-lea avantajele montării a două dintre ele una lângă alta pentru vederea binoculară pare să fi fost explorate. Majoritatea binoclurilor timpurii foloseau optica galileană; adică foloseau un obiectiv convex și un obiectiv ocular concav. Designul Galilean are avantajul de a prezenta o imagine erectă, dar are un câmp vizual îngust și nu este capabil de mărire foarte mare. Acest tip de construcție este încă folosit în modele foarte ieftine și în „ochelari de operă” sau ochelari de teatru.

binoclu cu prismă Porro

Design dublu cu prismă Porro.

numit după opticianul italian Ignazio Porro, care a brevetat acest sistem de ridicare a imaginii în 1854 și ulterior rafinat de producători precum Carl Zeiss în anii 1890, binoclurile de acest tip folosesc o prismă Porro într-o configurație dublă în formă de prismă Z pentru a ridica imaginea. Această caracteristică are ca rezultat Binocluri largi, cu lentile obiective care sunt bine separate, dar compensate de oculare. Proiectele prismei Porro au avantajul suplimentar de a plia calea optică, astfel încât lungimea fizică a binoclului să fie mai mică decât distanța focală a obiectivului și distanța mai largă a obiectivelor oferă o senzație mai bună de adâncime.

Roof Prism binoclu

Abbe-Koenig „roof prism” design

binoclu folosind prisme acoperiș poate să fi apărut încă din anii 1880 într-un design de Achille Victor Emile daubresse. Majoritatea binoclurilor cu prismă de acoperiș folosesc fie prisma Abbe-Koenig (numită după Ernst Karl Abbe și Albert Koenig și brevetată de Carl Zeiss în 1905), fie prisma Schmidt-Pechan (inventată în 1899) proiectează pentru a ridica imaginea și a plia calea optică. Sunt mai înguste, mai compacte și mai scumpe decât cele care folosesc prisme Porro. Au lentile obiective care sunt aproximativ în linie cu ocularele.

Porro vs.prisme de acoperiș

În afară de diferența de preț și portabilitate menționată mai sus, aceste două modele au efecte asupra reflexiilor și luminozității. Binoclurile cu prismă Porro vor produce în mod inerent o imagine intrinsec mai strălucitoare decât binoclurile cu prismă de acoperiș de aceeași mărire, Dimensiune obiectivă și calitate optică, deoarece mai puțină lumină este absorbită de-a lungul căii optice. Cu toate acestea, începând cu 2005, calitatea optică a celor mai bune binocluri cu prismă de acoperiș cu procese de acoperire actualizate, așa cum este utilizat în modelele Schmidt-Pechan, este comparabilă cu cele mai bune ochelari Porro și este posibil ca prismele de acoperiș să domine piața binoclurilor portabile de înaltă calitate. Principalii producători europeni de optică (Leica, Zeiss, Swarovski) și-au întrerupt liniile Porro, iar producătorii japonezi (Nikon, Fujinon și alții) pot urma exemplul.

parametri optici

parametri enumerați pe placa de acoperire a prismei care descrie un binoclu de mărire de 7 puteri cu un diametru obiectiv de 50 mm și un câmp vizual de 372 picioare (113 m) la 1.000 de metri (1.000 m).

binoclurile sunt de obicei concepute pentru aplicația specifică pentru care sunt destinate. Aceste modele diferite creează anumiți parametri optici (dintre care unii pot fi enumerați pe placa de acoperire a prismei binocularului). Acești parametri sunt:

mărire—raportul dintre Distanța focală a ocularului împărțit în Distanța focală a obiectivului oferă puterea de mărire liniară a binoclurilor (uneori exprimate ca „diametre”). O mărire a factorului 7, de exemplu, produce o imagine ca și cum ar fi de șapte ori mai aproape de obiect. Cantitatea de mărire depinde de aplicația pentru care sunt proiectate binoclurile. Binoclurile portabile au măriri mai mici, astfel încât acestea vor fi mai puțin susceptibile la agitare. O mărire mai mare duce la un câmp vizual mai mic.

diametrul obiectivului—diametrul obiectivului determină câtă lumină poate fi adunată pentru a forma o imagine. Acesta este de obicei exprimat în milimetri.

se obișnuiește să se clasifice binoclul după mărire cu diametrul obiectivului (de exemplu, 7, 50).

câmpul vizual—câmpul vizual al binoclului este determinat de designul său optic. De obicei este notat într-o valoare liniară, cum ar fi câte picioare (metri) în lățime vor fi văzute la 1.000 de metri (sau 1.000 m) sau într-o valoare unghiulară a câte grade pot fi vizualizate.pupila de ieșire-binoclul concentrează lumina adunată de obiectiv într-un fascicul, pupila de ieșire, al cărui diametru este diametrul obiectivului împărțit la puterea de mărire. Pentru o colectare maximă eficientă a luminii și o imagine mai strălucitoare, pupila de ieșire ar trebui să fie egală cu diametrul irisului complet dilatat al ochiului uman-aproximativ 7 mm, reducând odată cu vârsta. Lumina adunată de un elev de ieșire mai mare este irosită. Pentru utilizarea în timpul zilei este suficientă o pupilă de ieșire de 3 mm-care se potrivește cu pupila contractată a ochiului. Cu toate acestea, un elev de ieșire mai mare face alinierea ochiului mai ușoară și evită vignetarea întunecată care intră de pe margini.

eye relief—relieful ochilor este Distanța de la lentila ocularului din spate până la locul în care se formează imaginea. Determină distanța pe care observatorul trebuie să o poziționeze în spatele ocularului pentru a vedea o imagine nevignetată. Cu cât distanța focală a ocularului este mai mare, cu atât este mai mare ușurarea ochilor. Binoclurile pot avea o ușurare a ochilor variind de la câțiva milimetri la 2.5 centimetri sau mai mult. Relieful ochilor poate fi deosebit de important pentru purtătorii de ochelari. Ochiul unui purtător de ochelari este de obicei mai departe de piesa de ochi, ceea ce necesită o ușurare mai lungă a ochilor pentru a vedea în continuare întregul câmp vizual. Binoclurile cu relief scurt al ochilor pot fi, de asemenea, greu de utilizat în cazurile în care este dificil să le țineți constant.

acoperiri optice

US Navy binoclu

deoarece binoclul poate avea șaisprezece suprafețe aer-sticlă. Cu lumina pierdută la fiecare suprafață, acoperirile optice pot afecta semnificativ calitatea imaginii. Când lumina lovește o interfață între două materiale cu indice de refracție diferit (de exemplu, la o interfață aer-sticlă), o parte din lumină este transmisă, unele reflectate. În orice fel de instrument optic de formare a imaginii (telescop, aparat de fotografiat, microscop, etc.), în mod ideal, nu trebuie reflectată nicio lumină; în loc să formeze o imagine, lumina care ajunge la privitor după ce a fost reflectată este distribuită în câmpul vizual și reduce contrastul dintre imaginea adevărată și fundal. Reflecția poate fi redusă, dar nu eliminată, prin aplicarea de acoperiri optice pe interfețe. De fiecare dată când lumina intră sau iese dintr-o bucată de sticlă; aproximativ 5% se reflectă înapoi. Această lumină” pierdută ” se învârte în interiorul binoclului, făcând imaginea neclară și greu de văzut. Acoperirile pentru lentile reduc efectiv pierderile de reflexie, ceea ce duce în cele din urmă la o imagine mai strălucitoare și mai clară. De exemplu, binoclurile 8×40 cu acoperiri optice bune vor produce o imagine mai strălucitoare decât binoclurile 8×50 neacoperite. Lumina poate fi reflectată și din interiorul instrumentului, dar este simplu să minimalizați acest lucru la proporții neglijabile. Contrastul este, de asemenea, îmbunătățit printr-o acoperire bună datorită eliminării parțiale a reflexiilor interne.

Un material clasic de acoperire a lentilelor este fluorura de magneziu; reduce reflexiile de la 5% la 1%. Acoperirile moderne pentru lentile constau din mai multe straturi complexe și reflectă doar 0,25% sau mai puțin pentru a produce o imagine cu luminozitate maximă și culori naturale. Pentru prismele de acoperiș, uneori se folosesc acoperiri cu schimbare de fază care îmbunătățesc semnificativ contrastul.Prezența unui strat de acoperire este de obicei notată pe binoclu prin următorii termeni:

• optica acoperită: una sau mai multe suprafețe acoperite.
• complet acoperit: toate suprafețele aer-sticlă acoperite. Cu toate acestea, lentilele din Plastic, dacă sunt utilizate, nu pot fi acoperite.
• multi-coated: una sau mai multe suprafețe sunt acoperite cu mai multe straturi.
• complet multi-coated: toate suprafețele aer-sticlă sunt acoperite cu mai multe straturi.

acoperirea prismei corectate în fază și acoperirea prismei dielectrice sunt tehnici eficiente recente (în 2005) pentru reducerea reflexiilor.

proiectare mecanică

focalizare și reglare

binoclurile pentru vizualizarea obiectelor care nu se află la o distanță fixă trebuie să aibă un aranjament de focalizare. În mod tradițional, au fost utilizate două aranjamente diferite pentru a oferi focalizare. Binoclurile cu” focalizare independentă ” necesită ca cele două telescoape să fie focalizate independent prin ajustarea fiecărui ocular, schimbând astfel distanța dintre lentilele oculare și obiective. Binoclurile concepute pentru utilizarea pe teren greu, cum ar fi aplicațiile militare, au folosit în mod tradițional focalizarea independentă. Deoarece utilizatorii generali consideră că este mai convenabil să focalizeze ambele tuburi cu o singură acțiune de reglare, un al doilea tip de binoclu încorporează „focalizare centrală”, care implică rotirea unei roți centrale de focalizare. În plus, unul dintre cele două oculare poate fi ajustat în continuare pentru a compensa diferențele dintre ochii privitorului (de obicei prin rotirea ocularului în suportul său). Aceasta este cunoscută sub numele de dioptrie. Odată ce această ajustare a fost făcută pentru un anumit vizualizator, binoclul poate fi reorientat pe un obiect la o distanță diferită, utilizând roata de focalizare pentru a muta ambele tuburi împreună fără reajustarea ocularului.

Binocluri cu elemente interne vizibile

există, de asemenea, Binocluri „fără focalizare” sau „focalizare fixă”. Au o adâncime de câmp de la o distanță relativ mare cea mai apropiată de infinit și funcționează exact la fel ca un model de focalizare de aceeași calitate optică (sau lipsa acestuia) axat pe distanța mijlocie.

binoclurile Zoom, deși, în principiu, sunt o idee bună, sunt în general considerate a nu funcționa foarte bine.

majoritatea binoclurilor moderne au o construcție cu telescop articulat care permite ajustarea distanței dintre oculare pentru a se potrivi spectatorilor cu o separare diferită a ochilor. Această caracteristică de ajustare lipsește pe multe binocluri mai vechi.

stabilizarea imaginii

scuturarea poate fi mult redusă și măriri mai mari utilizate, cu binoclul folosind tehnologia de stabilizare a imaginii. Părțile instrumentului care modifică poziția imaginii pot fi menținute stabile de giroscoape acționate electric sau de mecanisme acționate de detectoare giroscopice sau inerțiale sau pot fi montate astfel încât să se opună și să atenueze mișcarea bruscă. Stabilizarea poate fi activată sau dezactivată de către utilizator, după cum este necesar. Aceste tehnici permit binoclurilor de până la 20 de centimi să fie portabile și îmbunătățesc mult stabilitatea imaginii instrumentelor cu putere mai mică. Există unele dezavantaje: imaginea poate să nu fie la fel de bună ca cele mai bune binocluri nestabilizate atunci când binoclurile stabilizate montate pe trepied tind, de asemenea, să fie mai scumpe și mai grele decât binoclurile nestabilizate specificate în mod similar.

alinierea

binoclurile bine colimate, atunci când sunt privite prin ochii omului și prelucrate de un creier uman, ar trebui să producă o singură imagine circulară, aparent tridimensională, fără niciun indiciu vizibil că una dintre ele vizualizează de fapt două imagini distincte din puncte de vedere ușor diferite. Plecarea de la ideal va provoca, în cel mai bun caz, disconfort vag și oboseală vizuală, dar câmpul vizual perceput va fi aproape de circular oricum. Convenția cinematografică folosită pentru a reprezenta o vedere prin binoclu ca două cercuri care se suprapun parțial într-o formă de cifră de opt nu este adevărată pentru viață.

nealinierea este remediată prin mișcări mici la prisme, adesea prin rotirea șuruburilor accesibile fără deschiderea binoclului sau prin reglarea poziției obiectivului prin inele excentrice încorporate în celula obiectivă. Alinierea se face de obicei de către un profesionist, deși instrucțiunile pentru verificarea binoclurilor pentru erorile de colimare și pentru colimarea acestora pot fi găsite pe Internet.

Aplicații

Binocluri acționate cu monede

uz General

Binocluri portabile variază de la mici Ochelari de Operă Galileeni 3×10, utilizați în teatre, la ochelari cu mărire de 7 până la 12 diametre și obiective de 30 până la 50 mm pentru utilizare tipică în exterior. Modelele de prismă Porro predomină, deși observatorii de păsări și vânătorii tind să prefere și sunt pregătiți să plătească pentru modelele mai ușoare, dar mai scumpe, cu prismă de acoperiș.

multe atracții turistice au instalat Binocluri montate pe piedestal, care funcționează cu monede, pentru a permite vizitatorilor să obțină o vedere mai atentă a atracției. În Regatul Unit, 20 de pence oferă adesea câteva minute de funcționare, iar în Statele Unite, unul sau două sferturi oferă între un minut și jumătate până la două minute și jumătate.

militar

binocluri pentru nave navale.

binoclurile au o lungă istorie de utilizare militară. Desenele galileene au fost utilizate pe scară largă până la sfârșitul secolului al XIX-lea, când au dat loc tipurilor de prisme porro. Binoclurile construite pentru armata generală sunt făcute mai robuste decât omologii lor civili. În general, evită aranjamentele de focalizare centrală mai fragile în favoarea focalizării independente. Seturile de prisme din binoclurile militare pot avea acoperiri aluminizate redundante pe seturile lor de prisme pentru a garanta că nu își pierd calitățile reflectorizante dacă se udă. Binoclurile militare din epoca Războiului Rece erau uneori echipate cu senzori pasivi care detectau emisii IR active, în timp ce cele moderne sunt de obicei echipate cu filtre care blochează fasciculele laser. Mai mult, binoclurile concepute pentru uz militar pot include un reticul stadiametric într-un ocular pentru a facilita estimarea intervalului.

există Binocluri concepute special pentru uz civil și militar pe mare. Modelele portabile vor fi de 5x până la 7x, dar cu seturi de prisme foarte mari combinate cu oculare concepute pentru a oferi o ușurare generoasă a ochilor. Această combinație optică împiedică vignetarea imaginii sau întunecarea atunci când binoclul se mișcă și vibrează în raport cu ochiul privitorului. Modelele mari, cu mărire mare, cu obiective mari sunt de asemenea utilizate în montaje fixe.

foarte mari Telemetre navale binoculare (până la 15 de metri de separare a celor două lentile obiective, greutate 10 tone, pentru variind al doilea război mondial obiective arma navale 25 km distanță) au fost folosite, deși tehnologia sfârșitul secolului XX făcut această aplicație redundantă.

Astronomic

binoclurile sunt utilizate pe scară largă de astronomii amatori; câmpul lor vizual larg le face utile pentru căutarea cometelor și supernovelor (Binocluri uriașe) și observarea generală (Binocluri portabile). Lunile galileene ale lui Jupiter, Ceres, Neptun, Pallas și Titan sunt invizibile cu ochiul liber, dar pot fi văzute cu binoclul. Deși sunt vizibile din punct de vedere tehnic fără ajutor în cerul fără poluare, Uranus și Vesta necesită binocluri pentru observare practică.

binoclurile de 10×50 sunt limitate la o magnitudine de aproximativ +9,5, ceea ce înseamnă că asteroizii precum Interamnia, Davida, Europa și, cu excepția unor condiții excepționale Hygiea, sunt prea slabi pentru a fi văzuți cu binoclurile. De asemenea, prea slabe pentru a fi văzute cu binoclul sunt toate lunile, cu excepția Galileenilor și titanului și a planetelor pitice Pluto și Eris.

o relevanță deosebită pentru vizualizarea cu lumină scăzută și astronomică este raportul dintre puterea de mărire și diametrul lentilei obiectivului. O mărire mai mică facilitează un câmp vizual mai mare, care este util în vizualizarea obiectelor mari ale cerului adânc, cum ar fi Calea Lactee, nebuloasă și galaxii, deși pupila mare de ieșire înseamnă că o parte din lumina adunată este irosită. Pupila mare de ieșire va imagina, de asemenea, fundalul cerului de noapte, scăzând efectiv contrastul, făcând detectarea obiectelor slabe mai dificilă, cu excepția poate în locații îndepărtate cu poluare luminoasă neglijabilă. Binoclurile specifice pentru majoritatea utilizărilor astronomice au o mărire mai mare și un obiectiv cu deschidere mai mare, deoarece diametrul lentilei obiectivului determină cea mai slabă stea care poate fi observată.binoclurile mult mai mari au fost realizate de producătorii de telescoape amatori, folosind în esență două telescoape astronomice refractare sau reflectante, cu rezultate mixte. Un instrument profesional foarte mare, deși nu unul care ar fi numit în mod normal binoclu, este telescopul Binocular mare din Arizona, SUA, care a produs imaginea sa „prima lumină” pe 26 octombrie 2005. LBT cuprinde două telescoape reflectoare de 8 metri. Deși, evident, nu este destinat să fie ținut la ochii unui privitor, folosește două telescoape pentru a vizualiza același obiect, oferind o putere de rezolvare mai mare decât un singur instrument cu aceeași putere de colectare a luminii și permițând utilizarea interferometrică.

producători

unii producători binoculari notabili din 2005:

1. Mărci europene

• Leica GmbH (Ultravid, Duovid, Geovid: toate sunt acoperiș)
• Swarovski Optik (SLC, EL: toate sunt acoperiș; Habicht: Porro, dar care trebuie întrerupt)
• Zeiss GmbH (FL,victorie, cucerire: toate sunt acoperiș; 7×50 Bgat/T: Porro, 15×60 BGA/t Porro, întrerupt)
• Eschenbach Optik GmbH (farlux, Trophy, adventure, Sektor…; unele sunt acoperiș, unele sunt Porro)
• Docter (fosta fabrică Carl Zeiss Jena din Eisfeld. Nobilem 7×50, 8×56, 10×50, 15×60: Porro; Docter 7×40, 8×40, 10×40: acoperișuri)
• Optolyth (Regal: acoperiș; Alpin: Porro)
• Steiner GmbH (comandant, vânător de noapte: Porro; prădător, animale sălbatice: acoperiș)

2. Mărci japoneze

• Canon Inc. (Seria I. S., variante Porro)
• Nikon Co. (Seria de înaltă calitate, Seria Monarch, RAII, seria Spotter: acoperiș; seria Prostar, seria E superioară, seria E, seria EX: Porro)
• Fujinon Co. (Fmtsx, seria MTSX: Porro)
• Kowa Co. (Seria BD: Acoperiș)
• Pentax Co. (Dcfsp / XP serie; acoperiș, UCF serie: inversat Porro; PCFV/WP / XCF serie: Porro)
• Olympus Co. (Seria EXWPI: Roof)
• Minolta Co (Activa, unele sunt acoperiș, unele sunt Porro)
• Vixen Co. (Apex / Apex Pro: acoperiș; ultima: Porro) *
• Zenith
• Miyauchi Co. (Specializat în binocluari Porro de dimensiuni mari)

* vinde, de asemenea, produse OEM fabricate de KAMAKURA KOKI CO. LTD. din Japonia.

3. Mărci chinezești

în primii ani ai secolului XXI, unele binocluri cu preț mediu au devenit disponibile pe piața internă chineză. Se spune că câteva dintre ele sunt comparabile atât ca performanță, cât și ca preț cu unele dintre mărcile mai bune, marea majoritate fiind inferioare.

• Sicong (din statul Xianoptics. Navigator serie: acoperiș; Ares serie: Porro)
• WDtian (din optica de Stat Yunnan, toate Porro)
• optica de Stat Yunnan (MS serie: Porro)

4. Mărci americane

• Alpen*
• Barska
• Brunton
• Bushnell Performance Optics*
• Carson Optical
• Leupold& Stevens, Inc.*
• Simmons
• Vortex optica
• Weaver
• William optica

* vinde, de asemenea, produse OEM fabricate de KAMAKURA KOKI CO. LTD. din Japonia.

5. Mărci rusești

• Yukon advanced Optics
• Baigish
• Kronos
• Binocluri militare rusești (BPOC 10×42 7×30, seria BKFC)

Note

• Abrahams, Peter. Istoria telescopului & binoclul, primii 300 de ani de Telescoape binoculare, 2002. Accesat La 3 Septembrie 2019.
• Corbett, Bill. Un ghid simplu pentru Telescoape, Spotting domenii și binoclu. New York: Watson-Guptill Publications, 2003. ISBN 0817458883
• Mullaney, James. Ghidul cumpărătorului și al utilizatorului pentru telescoapele astronomice& Binocluri (seria practică de astronomie a lui Patrick Moore). Londra, Marea Britanie: Springer, 2007. ISBN 1846284392
• Neata, Emil. Un ghid pentru binoclu. Nightskyinfo.com. Accesat La 3 Septembrie 2019.
• Reid, William. Binoclu Barr și Stroud Edinburgh, Marea Britanie: muzeele naționale din Scoția, 2001. ISBN 1901663663

toate linkurile preluate 9 iunie 2016.

• Un ghid pentru Binocluri.