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Binóculo

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Telescópios binocular, ou binóculos, (também conhecido como vidros de campo) são dois idênticos ou espelho simétrico telescópios montados lado-a-lado e alinhado com precisão para apontar na mesma direcção, permitindo que o espectador a utilizar ambos os olhos ( visão binocular) quando ver objetos distantes. A maioria são dimensionados para ser realizada utilizando as duas mãos, apesar de existirem tipos muito maiores.

Ao contrário de um telescópio monocular, um binóculo dá aos usuários uma imagem tridimensional: as duas visões, apresentados a partir de pontos de vista ligeiramente diferentes para cada um dos olhos do espectador, produzir uma exibição mesclada com a percepção de profundidade. Não há necessidade de fechar ou obstruir um olho para evitar a confusão, como é habitual com telescópios monoculares.

Um projeto típico prisma binocular Porro

Design óptico

Binóculos galileus

Binóculos galileus

Quase desde a invenção do telescópio no século 17, as vantagens de montar dois deles lado a lado para a visão binocular parece ter sido explorada. A maioria dos binóculos primeiros usados Óptica de Galileu; ou seja, eles usaram uma objetiva convexa e uma lente ocular côncavo. O design Galileu tem a vantagem de apresentar uma imagem ereta, mas tem um estreito campo de visão e não é capaz de muito alta ampliação. Este tipo de construção ainda é usado em modelos muito baratos e em " Vidros de ópera "ou óculos de teatro.

Binóculos de prisma Porro

Duplo design de prisma Porro

Nomeado após oftalmologista italiano Ignazio Porro que patenteou este sistema de imagem que erige em 1854 e mais tarde refinada por fabricantes como Carl Zeiss na década de 1890, binóculos deste tipo usam um Porro prisma numa configuração em forma de Z duplo prisma para erguer a imagem. Esse recurso resulta em binóculos que são de largura, com lentes objetivas que são bem separados, mas compensados a partir do oculares. Modelos de prisma Porro têm o benefício adicional de dobragem da percurso óptico de modo a que o comprimento físico do binóculo é menor do que o comprimento focal da objectiva e o espaçamento mais largo dos objectivos proporciona uma melhor sensação de profundidade.

Binóculos de prisma de telhado

Abbe-Koenig projeto "teto prisma"

Binóculos usando Prismas de telhado pode ter aparecido tão cedo quanto década de 1880 em um projeto por Achille Victor Emile Daubresse. A maioria dos binóculos de prisma telhado usar o Abbe-Koenig prisma (em homenagem a Karl Ernst Abbe e Albert Koenig e patenteado pela Carl Zeiss em 1905) ou Schmidt-Pechan prisma (inventado em 1899) projeta para erguer a imagem e dobre o caminho óptico. Eles têm lentes objetivas que são aproximadamente em linha com as oculares.

Porro vs. prismas de telhado

Projetos Roof-prismas criar um instrumento que é mais estreito e mais compacto do que prismas Porro. Há também uma diferença de brilho da imagem. Binóculos Porro de prisma, é possível produzir uma imagem mais clara do que binóculos de prisma telhado da mesma ampliação, tamanho objetiva e qualidade óptica, porque o desenho do telhado prisma emprega superfícies prateadas que reduzem a transmissão de luz de 12% para 15%. Projetos Roof-prismas também exigem tolerâncias mais apertadas na medida do alinhamento dos elementos ópticos ( collimation). Isso adiciona à sua custa uma vez que o projeto exige que eles usem elementos fixos que precisam ser fixado em um alto grau de colimação na fábrica. Porro prismas binóculos, ocasionalmente, precisam de seu prisma define a ser re-alinhados para trazê-los para colimação. O alinhamento fixo em projetos telhado de prisma, os binóculos normalmente não precisa re-collimation.

Parâmetros ópticos

Parâmetros listados na placa de cobertura prisma descrevendo uma potência 7 binocular ampliação com um 50 milímetros Objectivo diâmetro e um pé 372 Campo de visão a 1000 jardas.

Binóculos são normalmente concebidos para a aplicação específica para a qual se destinam. Esses projetos diferentes criar certos parâmetros ópticos (alguns dos quais podem ser listada na placa de cobertura do prisma binocular). Esses parâmetros são:

Ampliação - A razão entre a distância focal da ocular dividido em o comprimento focal da objectiva dá a potência linear de binóculos ampliação (por vezes expressa como "diâmetro"). A ampliação do fator de 7, por exemplo, produz uma imagem como se fosse 7 vezes mais perto do objeto. A quantidade de ampliação depende da aplicação dos binóculos são projetados para. Binóculos portáteis têm ampliações menores para que eles serão menos suscetíveis a tremer. A ampliação maior leva a um campo de visão menor.

Objectivo diâmetro - O diâmetro da lente objectiva determina a quantidade de luz podem ser reunidos para formar uma imagem. É geralmente expressa em milímetros.

Costuma-se classificar binóculos pela ampliação × o diâmetro da objetiva; por exemplo, 7 x 50.

Campo de visão - O campo de visão de um binóculo é determinada pelo seu design óptico. É geralmente notados numa valor linear, como quantos pés (metros) de largura será visto em 1.000 jardas (ou 1.000 m), ou em um angular valor de quantos graus pode ser visualizado.

Pupila de saída - Binóculos concentrar a luz recolhida pelo objetivo em um feixe, a pupila de saída, cujo diâmetro é o diâmetro objetivo dividido pela potência de aumento. Para a recolha de luz eficaz máxima e imagem mais brilhante, a pupila de saída deve ser igual ao diâmetro do totalmente dilatado íris do olho-humano cerca de 7 mm, reduzindo com a idade. Luz reunidos por uma pupila de saída maior é desperdiçado. Para o dia usar uma pupila de saída de 3 mm de correspondência de contratados do olho-aluno é suficiente. No entanto, uma pupila de saída maior torna o alinhamento do olho mais fácil e evita escuro vinhetas intrometer a partir das bordas.

Alívio dos olhos - alívio dos olhos é a distância entre a lente ocular posterior ao local onde a imagem é formada. Ela determina a distância do observador deve posicionar seu olho atrás da ocular para ver uma imagem unvignetted. Quanto maior for o comprimento focal da ocular, maior o alívio olho. Binóculos pode ter alívio de olho variando de poucos milímetros a 2,5 centímetros ou mais. Alívio de olho pode ser particularmente importante para usuários de óculos. O olho de um portador de óculos é tipicamente mais longe da parte do olho que necessita de um alívio de olho mais tempo, a fim de ainda ver todo o campo de visão. Binóculos com alívio de olho curta também pode ser difícil de usar nos casos em que é difícil mantê-los estáveis.

Revestimentos ópticos

Binocular Marinha dos EUA

Desde um binóculo pode ter 16 ar-vidro superfícies, com luz perdida em cada superfície, revestimentos ópticos podem afetar significativamente a qualidade de imagem. Quando a luz atinge uma interface entre dois materiais de diferentes índice de refracção (por exemplo, a uma interface ar-vidro), alguma da luz é transmitida, alguns reflectido. Em qualquer tipo de instrumento de formação de imagem óptica (telescópio, câmera, microscópio, etc.), o ideal é nenhuma luz deve ser refletida; em vez de formar uma imagem, luz que atinge o espectador depois de ser reflectida é distribuído no campo de visão, e reduz o contraste entre a imagem verdadeira e o fundo. A reflexão pode ser reduzida, mas não eliminada, mediante a aplicação de revestimentos ópticos a interfaces. Cada luz tempo entra ou sai de um pedaço de vidro; cerca de 5% é refletida de volta. Este saltos claros "perdido" em torno dentro do binocular, tornando a imagem obscura e difícil de ver. Revestimentos de lente perdas reflexão efetivamente mais baixos, que finalmente resulta em uma imagem mais brilhante e nítida. Por exemplo, 8x40 binóculos com revestimentos ópticos boas vão resultar em uma imagem mais brilhante do que os binóculos 8x50 não revestidos. A luz também pode ser reflectida a partir do interior do aparelho, mas é simples para minimizar este em proporções desprezáveis. O contraste também é melhorada pela boa revestimento devido à eliminação parcial de reflexões internas.

Um material de lente de revestimento é clássico fluoreto de magnésio; isto reduz os reflexos entre 5% e 1%. Revestimentos de lente modernos consistem de complexos multi-camadas e refletem apenas 0,25% ou menos para produzir uma imagem com brilho máximo e cores naturais. Para roof-prismas, revestimentos anti-deslocamento de fase são usados às vezes que melhoram significativamente o contraste. A presença de um revestimento, é normalmente designado na binóculos pelos seguintes termos:

  • revestido ótica: uma ou mais superfícies revestidas.
  • totalmente revestido: todas as superfícies ar-vidro revestido. As lentes de plástico, no entanto, se for utilizado, pode não ser revestida.
  • multi-revestidos: uma ou mais superfícies são multi-camada de revestimento.
  • totalmente multi-revestida: todas as superfícies de ar-a-vidro são multi-camada de revestimento.

Revestimento de prisma corrigido fase e revestimento de prisma dielétrica são recentes (em 2005) técnicas eficazes para reduzir os reflexos.

Desenho mecânico

Orientação e ajuste

Binóculos para ser usado para ver objetos que não estão a uma distância fixa deve ter um concentrando-se arranjo. Tradicionalmente, os dois arranjos diferentes têm sido utilizados para fornecer o foco. Binóculos com "foco independente" exigem que os dois telescópios a ser focada de forma independente, ajustando cada ocular, mudando assim a distância entre ocular e lentes objetivas. Binóculos projetados para uso em campo pesado, como aplicações militares, tradicionalmente usado independente com foco. Porque usuários em geral acham mais conveniente para se concentrar ambos os tubos com uma ação de ajuste, um segundo tipo de binocular incorpora "central de focagem», que envolve rotação de uma roda central de focagem. Além disso, uma das duas oculares pode ser ainda ajustada para compensar as diferenças entre os olhos do observador (normalmente girando a ocular na sua montagem). Isso é conhecido como uma dioptria. Uma vez que tem sido feito este ajuste para um determinado espectador, os binóculos podem ser reorientados para um objeto a uma distância diferente usando a roda de focagem para mover ambos os tubos juntos sem reajuste ocular.

Binocular com elementos internos visíveis

Há também "de foco fixo" binóculos "livre de foco" ou. Eles têm uma profundidade de campo de uma relativamente grande distância mais próxima para o infinito, e executar exactamente o mesmo como um modelo de focagem da mesma qualidade óptica (ou falta dela) focada sobre a meia distância.

Zoom binóculos, enquanto, em princípio, uma boa idéia, são geralmente considerados não realizar muito bem.

A maioria dos binóculos modernos têm articulada-telescópio construção que permite que a distância entre as oculares de ser ajustado para acomodar os espectadores com separação diferente do olho. Este recurso de ajuste está faltando em muitos binóculos mais velhos.

A estabilização de imagem

Agitação pode ser muito reduzida e ampliações utilizado, com binóculos usando tecnologia de estabilização de imagem. As peças do aparelho que podem mudar a posição da imagem pode ser mantido estável por motorizado giroscópios ou por mecanismos motorizados accionados por detectores giroscópicos ou por inércia, ou pode ser montado de tal forma que se opor e amortecer o movimento súbito. A estabilização pode ser ativado ou desativado pelo usuário conforme necessário. Estas técnicas permitem binóculos até 20 × para ser de mão, e muito melhorar a estabilidade da imagem de instrumentos de baixo consumo de energia. Há algumas desvantagens: a imagem pode não ser tão bom quanto os melhores binóculos estabilizados quando montado no tripé, binóculos estabilizados também tendem a ser mais caro e mais pesado do que binóculos não estabilizadas semelhante especificados.

Alinhamento

Binóculos Bem-colimados, quando visto através dos olhos humanos e processados por um cérebro humano, deve produzir uma única circular, aparentemente imagem tridimensional, sem indicação visível de que é efectivamente uma visualização distintas a partir de duas imagens ligeiramente diferentes pontos de vista. Saída do ideal fará com que, no melhor dos casos, vago desconforto e fadiga visual, mas o campo de visão percebida estará próximo a circular de qualquer maneira. A convenção cinematográfica usada para representar uma vista através de binóculos como dois círculos parcialmente sobrepostos em forma de figura de oito não é verdadeiro para a vida.

Desalinhamento for remediada por pequenos movimentos com os prismas, muitas vezes girando parafusos acessíveis sem abrir os binóculos, ou ajustando a posição do objectivo via anéis excêntricos construídos na célula objetivo. O alinhamento é geralmente feito por um profissional, embora as instruções para verificar binóculos para erros de colimação e de colimação deles podem ser encontrados na Internet.

Aplicações

Uso geral

Binóculos de mão variam de pequena 3 x 10 galileu Vidros de ópera, usados em teatros , aos vidros com 7-12 diâmetros de ampliação e de 30 a 50 mm objetivos para o uso típico ao ar livre. Modelos prisma porro predominam embora observadores de pássaros e caçadores tendem a preferir, e estão preparados para pagar, os modelos mais leves, mas mais caros telhado de prisma.

Muitos atracções turísticas ter instalado, binóculos que funcionam com moedas montados em pedestal para permitir que os visitantes para obter uma visão mais próxima da atração. No Reino Unido , 20 pence muitas vezes dá um par de minutos de operação, e no Estados Unidos , um ou dois trimestres dá entre one-and-a-half a dois minutos e meio.

Coin-operated binocular

Militar

Binóculos têm uma longa história de uso militar. Desenhos de Galileu foram amplamente utilizados até o final do século 19, quando eles deram lugar a tipos prisma porro. Binóculos construídos para uso militar geral, tendem a ser mais fortemente robustecidos do que suas contrapartes civis. Eles geralmente evitam mais frágeis acordos de foco central em favor de foco independente. Conjuntos de prisma em binóculos militares podem ter revestimentos aluminizados redundantes em seu prisma conjuntos para garantir que eles não percam suas qualidades reflexivas se molhar. Binóculos militares da guerra fria era às vezes eram equipados com sensores passivos que detectaram ativa Emissões de IR, enquanto as modernas geralmente são equipados com filtros que bloqueiam os raios laser. Além disso, binóculos concebidos para uso militar pode incluir uma retículo stadiametric em uma ocular, a fim de facilitar a estimativa gama.

Naval binocular navio

Há binóculos projetados especificamente para uso civil e militar no mar. Mão modelos detidos será de 5 a 7 × ×, mas com grandes conjuntos de prisma combinados com oculares concebidas para dar alívio de olho generoso. Esta combinação óptico impede a vinheta imagem ou escurecendo quando o binocular está lançando e em relação ao olho do espectador vibrar. Grande, de alta ampliação, modelos com grandes objectivos também são utilizados em suportes fixos.

Muito grande binocular naval rangefinders (até 15 metros de separação entre as duas lentes objetivas, peso de 10 toneladas, que vão para a Segunda Guerra Mundial arma naval tem como alvo 25 km de distância) têm sido utilizados, embora a tecnologia do final do século 20 fez este pedido redundante.

Astronômico

Binóculos são amplamente utilizados por astrônomos amadores; sua ampla campo de visão tornando-os úteis para o cometa e supernova seeking (binóculos gigantes) e observação geral (binóculos portáteis). O Luas galileanas de Júpiter , Ceres , Netuno , Pallas e Titan são invisíveis para o olho nu, mas pode facilmente ser visto com binóculos. Embora tecnicamente visível sem ajuda em céus livres de poluição, Urano e Vesta exigir binóculos para observação prática. 10 x 50 binóculos são limitados a um magnitude de cerca de 9,5, o que significa asteróides como Interamnia, Davida, Europa e, excepto em condições excepcionais Hygiea, são muito fracos para ser visto com binóculos. Da mesma forma demasiado fraco para ser visto com binóculos são todas as luas exceto os galileus e Titan, ea planetas anões Plutão e Eris .

15x70 binocular.

De particular relevância para pouca luz e visualização astronômica é a relação entre poder de ampliação e diâmetro da lente objetiva. A menor ampliação facilita um maior campo de visão que é útil na visualização grande objectos de céu profundo, como a Via Láctea , nebulosa, e as galáxias , embora a grande pupila de saída significa alguma da luz recolhida é desperdiçado. A grande pupila de saída será também a imagem do fundo do céu da noite, efetivamente diminuindo o contraste, tornando a detecção de objetos fracos mais difícil exceto talvez em locais remotos com insignificante poluição luminosa. Binóculos especificamente para a maioria dos usos astronômicas têm maior ampliação e um maior objectivo da abertura (no intervalo de 70 milímetros ou 80 milímetros), pois o diâmetro da lente objectiva determina a estrela mais fraca que pode ser observada. Estes binóculos normalmente requerem algum tipo de montagem

Binóculos muito maiores foram feitas por fabricantes de telescópio amador, essencialmente usando dois refrator ou refletindo telescópios astronômicos, com resultados mistos. Uma grande instrumento profissional, embora não aquele que, normalmente, seria chamado binóculos, é a Telescópio Binocular grande no Arizona, EUA, que produziu a sua imagem "First Light" na 26 de Outubro de 2005 . O LBT compreende dois telescópios refletores de 8 metros. Embora, obviamente, não se destina a ser realizada para os olhos de um espectador, ele usa dois telescópios para ver o mesmo objeto, dando maior poder de resolução de um instrumento único de o mesmo poder de captação da luz, e permitindo uso de interferometria.

Os fabricantes

Alguns fabricantes binocular notáveis a partir de 2008:

Alemanha

  • Leica GmbH - Ultravid, Duovid, Geovid: todos são prisma de telhado.
  • Optolyth - Royal, Vianova: prisma de telhado; Alpin, Alpin Classic: prisma porro.
  • Zeiss GmbH - FL, vitória, conquista: prisma de telhado; 7 × 50 BGAT / T porro, 15 × 60 BGA / T porro, descontinuado.
  • Eschenbach Optik GmbH - Farlux, Troféu, Aventura, Sektor ...: alguns são prisma de telhado, alguns porro.
  • Docter (antiga fábrica da Carl Zeiss Jena em Eisfeld) Nobilem 7 × 50, 8 × 56, 10 × 50, 15 × 60: porro; Docter 7 × 40, 8 × 40, 10 × 40: prisma de telhado.
  • Steiner GmbH - Comandante, Nighthunter: porro; Predador, animais selvagens: prisma de telhado.

?ustria

  • Delta Optical - binóculos, microscópios, riflescopes
  • Swarovski Optik - SLC, EL: prisma de telhado; Habicht: prisma porro, mas para ser interrompido.
  • Minox
  • Optolyth - Royal: Telhado; Alpin: porro
  • Kahles - riflescopes, binóculos

Japão

  • Canon Inc. - é a série: porro variantes?
  • Nikon Co. - série High Grade, série Monarch, RAII, Spotter série: prisma de telhado; Série Prostar, série E Superior, série E, Ação EX série: porro.
  • Fujinon Co. - FMTSX, FMTSX-2, MTSX série: porro.
  • Kowa Co. - BD série: prisma de telhado.
  • Pentax Co. - DCFSP / XP série: prisma de telhado; UCF série: invertido porro; PCFV série / WP / XCF: porro.
  • Olympus Co. - série EXWPI: prisma de telhado.
  • Vixen Co. - Apex / Apex Pro: prisma de telhado; Ultima: porro *
  • Zênite
  • Miyauchi Co. - especializada em binóculos porro de grandes dimensões.

* Também vende Produtos OEM fabricados pela Kamakura Koki Co. Ltd. do Japão.

China

No início do século 21, alguns de preço médio binóculos tornaram-se disponíveis no mercado chinês interno. Alguns são disse a ser comparáveis em desempenho e preço para aqueles de algumas das melhores marcas, mas a grande maioria é inferior.

  • Sicong (a partir de Xian Stateoptics) - Navigator série: prisma de telhado; Ares série: porro.
  • WDtian (a partir de óptica Estado Yunnan) - porro.
  • Ópticas estatais Yunnan - MS série: porro.

Estados Unidos

  • Alpen *
  • Barska
  • Brunton, Inc.
  • Bushnell Desempenho Optics *
  • Carson Optical
  • Leupold & Stevens, Inc. *
  • Simmons
  • Optics Vortex
  • Tecelão
  • William Optics
  • Zen-Ray Optics - SUMMIT, Vista Série WP.

* Também vende Produtos OEM fabricados pela KAMAKURA KOKI CO. LTD. do Japão.

Rússia

  • Yukon avançadas Optics
  • Baigish
  • Kronos
  • Binóculos militares russos - Bpoc 10x42 7x30, série BKFC.
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