Binóculos - Binoculars

Binóculos prismáticos Porro típicos

Um projeto típico de binóculos de prisma Porro

Binóculos ou binóculos são dois telescópios refratários montados lado a lado e alinhados para apontar na mesma direção, permitindo ao observador usar os dois olhos ( visão binocular ) ao observar objetos distantes. A maioria dos binóculos é dimensionada para ser segurada com as duas mãos, embora os tamanhos variem muito, desde óculos de ópera até modelos militares montados em pedestais grandes .

Ao contrário de um telescópio ( monocular ), os binóculos fornecem aos usuários uma imagem tridimensional : cada ocular apresenta uma imagem ligeiramente diferente para cada um dos olhos do observador e a paralaxe permite que o córtex visual gere uma impressão de profundidade .

Projetos óticos

Galileu

Binóculos galileus

Quase desde a invenção do telescópio, no século 17, as vantagens de montar dois deles lado a lado para a visão binocular parecem ter sido exploradas. A maioria dos primeiros binóculos usava óptica galileana ; ou seja, eles usaram uma objetiva convexa e uma lente ocular côncava . O design galileu tem a vantagem de apresentar uma imagem ereta, mas tem um campo de visão estreito e não pode ser ampliado muito alto. Este tipo de construção ainda é usado em modelos muito baratos e em óculos de ópera ou de teatro. O design galileu também é usado em lupas de binóculos cirúrgicos e joalheiros de baixa ampliação porque podem ser muito curtos e produzir uma imagem vertical sem ótica de erecção extra ou incomum, reduzindo despesas e peso geral. Eles também têm grandes pupilas de saída, tornando a centralização menos crítica, e o campo de visão estreito funciona bem nessas aplicações. Normalmente, são montados em uma armação de óculos ou encaixados de forma personalizada nos óculos.

Óptica kepleriana

Uma imagem melhorada e maior ampliação são alcançadas em binóculos que empregam ótica Kepleriana , onde a imagem formada pela lente objetiva é vista através de uma lente ocular positiva (ocular). Uma vez que a configuração Kepleriana produz uma imagem invertida, diferentes métodos são usados ​​para virar a imagem para cima.

Montando lentes

Seção transversal de um design binocular aprismático de lente relé

Em binóculos aprismáticos com ótica Kepleriana (que às vezes eram chamados de "telescópios gêmeos"), cada tubo tem uma ou duas lentes adicionais (lentes de relé ) entre a objetiva e a ocular. Essas lentes são usadas para erguer a imagem. Os binóculos com lentes de montagem tinham uma séria desvantagem: eles são muito longos. Esses binóculos eram populares em 1800 (por exemplo, os modelos G. e S. Merz), mas se tornaram obsoletos logo depois que a empresa Carl Zeiss introduziu binóculos de prisma aprimorados na década de 1890.

Prisma

Os prismas ópticos adicionados ao design permitiram a exibição da imagem da maneira correta, sem a necessidade de tantas lentes, e diminuindo o comprimento total do instrumento, normalmente usando um prisma Porro ou prismas telhado.

Porro

Projeto de prisma duplo porro

Binóculos prisma Porro

Os binóculos prismáticos Porro foram nomeados em homenagem ao oculista italiano Ignazio Porro , que patenteou este sistema de montagem de imagens em 1854. Esse sistema foi posteriormente refinado por outros fabricantes de binóculos, notadamente a empresa Carl Zeiss na década de 1890. Binóculos deste tipo usam um par de prismas Porro em uma configuração em forma de Z para erigir a imagem. O resultado são binóculos largos, com lentes objetivas bem separadas e afastadas das oculares , dando uma melhor sensação de profundidade. Os designs de prisma Porro têm o benefício adicional de dobrar o caminho óptico de forma que o comprimento físico dos binóculos seja menor do que o comprimento focal da objetiva. Os binóculos prismáticos Porro foram feitos de forma a erguer uma imagem em um pequeno espaço, portanto os binóculos com prismas começaram assim.

Cobertura

Projeto do prisma "telhado" de Abbe-Koenig

Binóculos com prismas Schmidt-Pechan "telhado"

Binóculos usando prismas de teto podem ter aparecido já na década de 1870 em um projeto de Achille Victor Emile Daubresse. Em 1897, Moritz Hensoldt começou a comercializar binóculos de prisma de teto. A maioria dos binóculos de prisma de teto usa o prisma Abbe-Koenig (nomeado em homenagem a Ernst Karl Abbe e Albert Koenig e patenteado por Carl Zeiss em 1905) ou o prisma Schmidt-Pechan (inventado em 1899) para erguer a imagem e dobrar o caminho óptico. Eles têm lentes objetivas que estão aproximadamente em linha com as oculares.

Os designs dos prismas de telhado criam um instrumento mais estreito e compacto do que os prismas Porro. Também há uma diferença no brilho da imagem. Os binóculos de prisma de teto produzirão inerentemente uma imagem mais brilhante do que os binóculos de prisma de teto Schmidt-Pechan com a mesma ampliação, tamanho da objetiva e qualidade óptica, porque este projeto de prisma de teto emprega superfícies prateadas que reduzem a transmissão de luz em 12% a 15%. Projetos de prismas de telhado também requerem tolerâncias mais estreitas para o alinhamento de seus elementos ópticos ( colimação ). Isso aumenta suas despesas, uma vez que o projeto exige que eles usem elementos fixos que precisam ser ajustados em um alto grau de colimação na fábrica. Os binóculos de prismas Porro ocasionalmente precisam que seus conjuntos de prismas sejam realinhados para colocá-los em colimação. O alinhamento fixo em designs de prisma de teto significa que os binóculos normalmente não precisarão ser recolimados.

Parâmetros óticos

Os parâmetros listados na placa de cobertura do prisma descrevem 7 binóculos de ampliação de potência com uma objetiva de 50 mm de diâmetro e um campo de visão de 372 pés (113 m) a 1.000 jardas (910 m)

Os binóculos geralmente são projetados para aplicações específicas. Esses diferentes designs requerem certos parâmetros ópticos que podem ser listados na placa de cobertura do prisma dos binóculos. Esses parâmetros são:

Ampliação

Dado como o primeiro número em uma descrição binocular (por exemplo, 7 x35, 8 x50), a ampliação é a proporção da distância focal da objetiva dividida pela distância focal da ocular. Isso dá o poder de aumento dos binóculos (às vezes expresso como "diâmetros"). Um fator de ampliação de 7, por exemplo, produz uma imagem 7 vezes maior do que o original visto daquela distância. A quantidade de ampliação desejável depende da aplicação pretendida e, na maioria dos binóculos, é um recurso permanente e não ajustável do dispositivo (binóculos com zoom são a exceção). Os binóculos portáteis normalmente têm ampliações que variam de 7x a 10x, portanto, serão menos suscetíveis aos efeitos do aperto de mãos. Uma ampliação maior leva a um campo de visão menor e pode exigir um tripé para estabilidade da imagem. Alguns binóculos especializados para astronomia ou uso militar têm ampliações que variam de 15x a 25x.

Diâmetro objetivo

Dado como o segundo número em uma descrição binocular (por exemplo, 7x 35 , 8x 50 ), o diâmetro da lente objetiva determina a resolução (nitidez) e quanta luz pode ser reunida para formar uma imagem. Quando dois binóculos diferentes têm ampliação igual, qualidade igual e produzem uma pupila de saída suficientemente adequada (veja abaixo), o diâmetro da objetiva maior produz uma imagem "mais brilhante" e nítida. Um 8 × 40, então, produzirá uma imagem "mais brilhante" e mais nítida do que um 8 × 25, embora ambos aumentem a imagem oito vezes idênticas. As lentes frontais maiores no 8 × 40 também produzem feixes de luz mais amplos (pupila de saída) que deixam as oculares. Isso torna mais confortável visualizar com um 8 × 40 do que com um 8 × 25. Um par de binóculos 10x50 é melhor do que um par de binóculos 8x40 para ampliação, nitidez e fluxo luminoso. O diâmetro objetivo é geralmente expresso em milímetros. É comum categorizar os binóculos pela ampliação × diâmetro da objetiva ; por exemplo, 7 × 50 . Binóculos menores podem ter um diâmetro de até 22 mm; 35 mm e 50 mm são diâmetros comuns para binóculos de campo; binóculos astronômicos têm diâmetros que variam de 70 mm a 150 mm.

Campo de visão

O campo de visão de um par de binóculos depende do seu desenho óptico e, em geral, é inversamente proporcional ao poder de aumento. Geralmente é notado em um valor linear , como quantos pés (metros) de largura serão vistos a 1.000 jardas (ou 1.000 m), ou em um valor angular de quantos graus podem ser vistos.

Aluno de saída

Os binóculos concentram a luz recolhida pela objetiva em um feixe, cujo diâmetro, a pupila de saída , é o diâmetro da objetiva dividido pelo poder de aumento. Para obter o máximo de captação de luz eficaz e a imagem mais brilhante, e para maximizar a nitidez, a pupila de saída deve ser pelo menos igual ao diâmetro da pupila do olho humano: cerca de 7 mm à noite e cerca de 3 mm durante o dia, diminuindo com a idade. Se o cone de luz que sai do binóculo for maior do que a pupila para a qual está entrando, qualquer luz maior do que a pupila será desperdiçada. No uso diurno, a pupila humana é tipicamente dilatada em cerca de 3 mm, que é aproximadamente a pupila de saída de um binóculo 7 × 21. Binóculos 7 × 50 muito maiores produzirão um cone de luz maior do que a pupila em que está entrando, e essa luz será, durante o dia, desperdiçada. Uma pupila de saída muito pequena também apresentará ao observador uma visão mais turva, uma vez que apenas uma pequena parte da superfície de captação de luz da retina é usada. Para aplicações em que o equipamento deve ser transportado (observação de pássaros, caça), os usuários optam por binóculos muito menores (mais leves) com uma pupila de saída que corresponde ao diâmetro esperado da íris para que tenham resolução máxima, mas não carreguem o peso da abertura desperdiçada.

Uma pupila de saída maior torna mais fácil colocar o olho onde ele pode receber a luz; em qualquer lugar do grande cone de luz da pupila de saída. Essa facilidade de posicionamento ajuda a evitar, principalmente em binóculos de grande campo de visão, vinhetas , que trazem ao observador uma imagem com suas bordas escurecidas porque a luz delas está parcialmente bloqueada, e isso significa que a imagem pode ser rapidamente encontrada, o que é importante ao observar pássaros ou animais de caça que se movem rapidamente, ou para um marinheiro no convés de um barco ou navio. Os binóculos estreitos da pupila também podem ser fatigantes porque o instrumento deve ser segurado exatamente na frente dos olhos para fornecer uma imagem útil. Finalmente, muitas pessoas usam seus binóculos ao anoitecer, em condições nubladas, e à noite, quando suas pupilas estão maiores. Assim, a pupila de saída diurna não é um padrão universalmente desejável. Para conforto, facilidade de uso e flexibilidade nas aplicações, binóculos maiores com pupilas de saída maiores são escolhas satisfatórias, mesmo que sua capacidade não seja totalmente utilizada durante o dia.

Alívio de olho

O relevo ocular é a distância entre a lente da ocular posterior e a pupila de saída ou ponto do olho. É a distância em que o observador deve posicionar o olho atrás da ocular para ver uma imagem sem vinhetas. Quanto mais longa for a distância focal da ocular, maior será o alívio potencial do olho. Os binóculos podem ter alívio ocular variando de alguns milímetros a 2,5 centímetros ou mais. O alívio dos olhos pode ser particularmente importante para usuários de óculos. O olho de um usuário de óculos está tipicamente mais distante da ocular, o que necessita de um relevo mais longo para evitar vinhetas e, em casos extremos, para conservar todo o campo de visão. Binóculos com alívio de olho curto também podem ser difíceis de usar em situações em que é difícil segurá-los com firmeza.

Fechar distância de foco

A distância de foco próximo é o ponto mais próximo que o binóculo pode focalizar. Essa distância varia de cerca de 0,5 ma 30 m, dependendo do desenho dos binóculos. Se a distância do foco próximo for curta em relação à ampliação, o binóculo pode ser usado também para ver detalhes não visíveis a olho nu.

Oculares

As oculares binoculares geralmente consistem em três ou mais elementos de lente em dois ou mais grupos. A lente mais distante do olho do observador é chamada de lente de campo e a que está mais próxima do olho, a lente do olho . A configuração mais comum é a inventada em 1849 por Carl Kellner . Neste arranjo, a lente do olho é um dupleto acromático plano-côncavo / duplo convexo (a parte plana do primeiro voltada para o olho) e a lente de campo é um singlete duplo-convexo. Uma ocular Kellner invertida foi desenvolvida em 1975 e nela a lente de campo é um duplo côncavo / duplo convexo acromático e a lente do olho é um singlete duplo convexo. O Kellner reverso fornece 50% mais relevo ocular e funciona melhor com proporções focais pequenas, além de ter um campo ligeiramente mais amplo.

Binóculos de campo amplo normalmente utilizam algum tipo de configuração Erfle, patenteada em 1921. Eles têm cinco ou seis elementos em três grupos. Os grupos podem ser dois dupletos acromáticos com um singuleto convexo duplo entre eles ou podem ser todos dupletos acromáticos. Essas oculares tendem a não ter um desempenho tão bom quanto as oculares Kellner em alta potência porque sofrem de astigmatismo e imagens fantasmas. No entanto, eles têm lentes oculares grandes, excelente alívio para os olhos e são confortáveis ​​para usar em potências baixas.

Design mecânico

Foco e ajuste

Binóculos de foco central com distância interpupilar ajustável

Os binóculos têm um arranjo de focagem que altera a distância entre as lentes oculares e objetivas. Normalmente, existem dois arranjos diferentes usados ​​para fornecer o foco, "foco independente" e "foco central":

• O foco independente é um arranjo em que os dois telescópios são focalizados independentemente ajustando cada ocular. Binóculos projetados para uso em campo pesado, como aplicações militares, tradicionalmente usam foco independente.
• O foco central é um arranjo que envolve a rotação de uma roda de foco central para ajustar os dois tubos juntos. Além disso, uma das duas oculares pode ser ajustada posteriormente para compensar as diferenças entre os olhos do observador (geralmente girando a ocular em sua montagem). Como a mudança focal efetuada pela ocular ajustável pode ser medida na unidade habitual de potência refrativa, a dioptria , a própria ocular ajustável é freqüentemente chamada de dioptria . Uma vez que esse ajuste foi feito para um determinado visualizador, os binóculos podem ser focalizados em um objeto a uma distância diferente usando a roda de foco para ajustar os dois tubos juntos sem reajuste da ocular.

Existem binóculos "sem foco" ou "foco fixo" que não possuem mecanismo de foco além dos ajustes da ocular que devem ser ajustados para os olhos do usuário e fixados à esquerda. Esses são considerados designs de compromisso, adequados para a conveniência, mas não adequados para trabalhos que estejam fora de sua faixa projetada.

Os binóculos podem ser usados ​​geralmente sem óculos por usuários míopes (míopes) ou hipermétropes (míopes) simplesmente ajustando o foco um pouco mais longe. A maioria dos fabricantes deixa um pouco mais de alcance focal disponível além da parada / configuração infinita para compensar isso ao focar no infinito. Pessoas com astigmatismo grave, no entanto, ainda podem precisar usar seus óculos enquanto usam binóculos.

Pessoas usando binóculos

Alguns binóculos têm ampliação ajustável, binóculos de zoom , destinados a dar ao usuário a flexibilidade de ter um único par de binóculos com uma ampla gama de ampliações, geralmente movendo uma alavanca de "zoom". Isso é realizado por uma série complexa de lentes de ajuste semelhantes às lentes de uma câmera com zoom . Esses designs são considerados um meio-termo e até um truque, uma vez que adicionam volume, complexidade e fragilidade ao binóculo. O caminho óptico complexo também leva a um campo de visão estreito e uma grande queda no brilho com zoom alto. Os modelos também devem corresponder à ampliação de ambos os olhos em toda a faixa de zoom e manter a colimação para evitar cansaço visual e fadiga.

A maioria dos binóculos modernos também são ajustáveis ​​por meio de uma construção articulada que permite que a distância entre as duas metades do telescópio seja ajustada para acomodar observadores com diferentes separações dos olhos ou " distância interpupilar ". A maioria é otimizada para a distância interpupilar (normalmente 56 mm) para adultos.

Estabilidade de imagem

Alguns binóculos usam tecnologia de estabilização de imagem para reduzir o tremor em ampliações maiores. Isso é feito por meio de um giroscópio que move parte do instrumento, ou por mecanismos acionados por detectores giroscópicos ou inerciais, ou por meio de uma montagem projetada para se opor e amortecer o efeito dos movimentos de agitação. A estabilização pode ser habilitada ou desabilitada pelo usuário conforme necessário. Essas técnicas permitem que binóculos de até 20 × sejam usados ​​na mão e melhoram muito a estabilidade da imagem de instrumentos de baixa potência. Existem algumas desvantagens: a imagem pode não ser tão boa quanto a dos melhores binóculos não estabilizados quando montados em tripés, binóculos estabilizados também tendem a ser mais caros e pesados ​​do que binóculos não estabilizados com especificações semelhantes.

Alinhamento

Os dois telescópios em binóculos são alinhados em paralelo (colimados), para produzir uma única imagem circular, aparentemente tridimensional. O desalinhamento fará com que os binóculos produzam uma imagem dupla. Mesmo um ligeiro desalinhamento causará um vago desconforto e fadiga visual enquanto o cérebro tenta combinar as imagens distorcidas.

O alinhamento é realizado por pequenos movimentos nos prismas, ajustando uma célula de suporte interna ou girando os parafusos de fixação externos , ou ainda ajustando a posição da objetiva por meio de anéis excêntricos embutidos na célula da objetiva. O alinhamento geralmente é feito por um profissional, embora os recursos de ajuste montados externamente possam ser acessados ​​pelo usuário final.

Revestimentos óticos

Binóculos com multirrevestimento vermelho

Como um binóculo típico tem de 6 a 10 elementos ópticos com características especiais e até 16 superfícies ar-vidro, os fabricantes de binóculos usam diferentes tipos de revestimentos ópticos por razões técnicas e para melhorar a imagem que eles produzem.

Anti-reflexo

Os revestimentos anti-reflexos reduzem a perda de luz em todas as superfícies ópticas por meio da reflexão em cada superfície. Reduzir a reflexão por meio de revestimentos anti-reflexos também reduz a quantidade de luz "perdida" presente dentro do binóculo que, de outra forma, faria a imagem parecer turva (baixo contraste). Um par de binóculos com bons revestimentos ópticos pode produzir uma imagem mais brilhante do que binóculos não revestidos com uma lente objetiva maior, por conta da transmissão de luz superior através do conjunto. Um material clássico para revestimento de lentes é o fluoreto de magnésio , que reduz a luz refletida de 5% a 1%. Os revestimentos de lente modernos consistem em multicamadas complexas e refletem apenas 0,25% ou menos para produzir uma imagem com brilho máximo e cores naturais.

Correção de fase

Em binóculos com prismas de telhado, o caminho da luz é dividido em dois caminhos que refletem em ambos os lados da crista do prisma do telhado. Metade da luz reflete da superfície do telhado 1 para a superfície do telhado 2. A outra metade da luz reflete da superfície do telhado 2 para a superfície do telhado 1. Se as faces do telhado não forem revestidas, o mecanismo de reflexão é Total Internal Reflection (TIR). Em TIR, a luz polarizada no plano de incidência (p-polarizada) e a luz polarizada ortogonal ao plano de incidência (s-polarizada) experimentam diferentes deslocamentos de fase. Como consequência, a luz polarizada linearmente emerge de um prisma de telhado elipticamente polarizado. Além disso, o estado de polarização elíptica dos dois caminhos através do prisma é diferente. Quando os dois caminhos se recombinam na retina (ou em um detector), há interferência entre a luz dos dois caminhos causando uma distorção da função Point Spread e uma deterioração da imagem. Resolução e contraste sofrem. Esses efeitos de interferência indesejados podem ser suprimidos pelo depósito de vapor de um revestimento dielétrico especial conhecido como revestimento de correção de fase ou revestimento p nas superfícies do telhado do prisma do telhado. Este revestimento elimina a diferença na mudança de fase entre a polarização s e p, de forma que ambos os caminhos tenham a mesma polarização e nenhuma interferência degrada a imagem. Um revestimento metálico nas superfícies do telhado também elimina a mudança de fase (embora não completamente). Os revestimentos metálicos são mais simples, fáceis de aplicar e menos caros. No entanto, a refletividade é menor do que quase 100% de refletividade de um revestimento de correção de fase, portanto, um revestimento p é desejável para aplicações com pouca luz.

Binóculos usando um prisma de telhado Schmidt – Pechan ou um prisma de telhado Abbe-Koenig se beneficiam de revestimentos de fase. Os binóculos prismáticos Porro não dividem os feixes e, portanto, não requerem nenhum revestimento de fase.

Espelho metálico

Em binóculos com prismas de telhado Schmidt – Pechan, revestimentos de espelho são adicionados a algumas superfícies do prisma de telhado porque a luz incide em um dos limites de vidro-ar do prisma em um ângulo menor que o ângulo crítico, de forma que a reflexão interna total não ocorre. Sem um revestimento de espelho, a maior parte dessa luz seria perdida. É usado o revestimento de espelho de prisma de telhado Schmidt – Pechan ( refletividade de 87% a 93%) ou revestimento de espelho de prata (refletividade de 95% a 98%).

Em designs mais antigos, eram usados ​​revestimentos de espelho de prata, mas esses revestimentos oxidavam e perdiam a refletividade com o tempo em binóculos não lacrados. Revestimentos de espelho de alumínio foram usados ​​em designs não lacrados posteriores porque eles não manchavam, embora tivessem uma refletividade menor do que a prata. Os designs modernos usam alumínio ou prata. A prata é usada em designs modernos de alta qualidade, que são selados e preenchidos com uma atmosfera inerte de nitrogênio ou argônio para que o revestimento do espelho de prata não manche.

Os binóculos de prisma Porro e os binóculos de prisma de teto usando o prisma de teto Abbe-Koenig não usam revestimentos de espelho porque esses prismas refletem com 100% de refletividade usando reflexão interna total no prisma.

Espelho dielétrico

Os revestimentos dielétricos são usados ​​em prismas de telhado Schmidt – Pechan para fazer com que as superfícies do prisma atuem como um espelho dielétrico . O revestimento reflexivo dielétrico não metálico é formado por várias camadas de materiais alternados de alto e baixo índice de refração depositados nas superfícies reflexivas de um prisma. Este revestimento multicamadas aumenta a refletividade das superfícies do prisma, agindo como um refletor Bragg distribuído . Um revestimento dielétrico bem projetado pode fornecer uma refletividade de mais de 99% em todo o espectro de luz visível. Essa refletividade é muito melhorada em comparação com um revestimento de espelho de alumínio (87% a 93%) ou revestimento de espelho de prata (95% a 98%).

Os binóculos de prisma Porro e os binóculos de prisma de teto usando o prisma de teto Abbe-Koenig não usam revestimentos dielétricos porque esses prismas refletem com refletividade muito alta usando reflexão interna total no prisma em vez de exigir um revestimento de espelho.

Termos

Revestimentos reflexivos especiais em grandes binóculos navais

Todos os binóculos

A presença de qualquer revestimento é normalmente indicada em binóculos pelos seguintes termos:

• óptica revestida : uma ou mais superfícies são revestidas anti-reflexo com um revestimento de camada única.
• totalmente revestido : todas as superfícies ar-vidro são revestidas com revestimento anti-reflexo com uma camada única. Lentes de plástico, no entanto, se usadas, não podem ser revestidas.
• multirrevestido : uma ou mais superfícies possuem revestimentos multicamadas anti-reflexos.
• totalmente multirrevestido : todas as superfícies ar-vidro são revestidas com multicamadas anti-reflexo.

Apenas prismas de telhado

• revestimento de fase ou revestimento P : o prisma do telhado tem um revestimento de correção de fase
• revestido de alumínio : os espelhos prismáticos do telhado são revestidos com um revestimento de alumínio (o padrão se um revestimento de espelho não for mencionado).
• revestido de prata : os espelhos de prisma do telhado são revestidos com um revestimento de prata
• com revestimento dielétrico : os espelhos de prisma do telhado são revestidos com um revestimento dielétrico

Formulários

Uso geral

Binóculos Tower Optical operados por moedas

Os binóculos de mão variam de pequenos óculos de ópera galileanos 3 × 10 , usados ​​em teatros , a óculos com ampliação de 7 a 12 vezes e objetivas de 30 a 50 mm de diâmetro para uso externo típico.

Muitas atrações turísticas instalaram binóculos operados por moedas, montados em pedestal, para permitir que os visitantes tenham uma visão mais próxima da atração.

Levantamentos de terras e coleta de dados geográficos

Embora a tecnologia tenha superado o uso de binóculos para coleta de dados, historicamente essas foram ferramentas avançadas usadas por geógrafos e outros geocientistas. Os binóculos ainda hoje podem fornecer auxílio visual ao fazer o levantamento de grandes áreas.

Observação de pássaros

A observação de pássaros é um passatempo muito popular entre os amantes da natureza e dos animais; um binóculo é sua ferramenta mais básica porque a maioria dos olhos humanos não consegue determinar detalhes suficientes para apreciar e / ou estudar pequenos pássaros. Normalmente, binóculos com ampliação de 8x a 10x são usados, embora muitos fabricantes produzam modelos com ampliação de 7x para um campo de visão mais amplo. A outra consideração principal para binóculos de observação de pássaros é o tamanho da objetiva que coleta a luz. Uma objetiva maior (por exemplo, 40–45 mm) funciona melhor com pouca luz e para ver a folhagem, mas também torna o binóculo mais pesado do que uma objetiva de 30–35 mm. O peso pode não parecer uma consideração primária ao levantar um par de binóculos pela primeira vez, mas a observação de pássaros envolve muita manutenção no lugar. Compras cuidadosas são aconselhadas pela comunidade de observadores de pássaros.

Caçando

Os caçadores costumam usar binóculos no campo como uma forma de ver animais selvagens muito distantes para serem avistados a olho nu. Os caçadores costumam usar binóculos 8x com transmissão de luz e objetivas grandes o suficiente para coletar luz em condições de pouca luz.

Detecção de alcance

Alguns binóculos têm um retículo (escala) de localização de alcance sobreposto à visão. Esta escala permite que a distância ao objeto seja estimada se a altura do objeto for conhecida (ou estimável). Os binóculos mariner comum 7 × 50 possuem essas escalas com o ângulo entre as marcas igual a 5  mil . Um mil é equivalente ao ângulo entre o topo e a base de um objeto de um metro de altura a uma distância de 1000 metros.

Portanto, para estimar a distância até um objeto que tem uma altura conhecida, a fórmula é:

${\displaystyle D={\frac {OH}{\text{Mil}}}\times 1000}$

Onde:

• ${\displaystyle D}$é a distância até o objeto em metros.
• ${\displaystyle OH}$é a altura do objeto conhecida .
• ${\displaystyle {\text{Mil}}}$é a altura angular do objeto em número de Mil .

Com a escala típica de 5 mil (cada marca equivale a 5 mil), um farol de 3 marcas de altura e que se sabe que tem 120 metros de altura está a 8.000 metros de distância.

${\displaystyle 8000{\text{m}}={\frac {120{\text{m}}}{15{\text{mil}}}}\times 1000}$

Militares

Binóculos UDF UDF 7 × 50 blc alemães (1939–1945)

Os binóculos têm uma longa história de uso militar. Os desenhos galileanos foram amplamente usados ​​até o final do século 19, quando deram lugar aos tipos de prisma porro. Binóculos construídos para uso militar geral tendem a ser mais robustos do que seus equivalentes civis. Eles geralmente evitam arranjos de foco central frágeis em favor de foco independente, o que também torna mais fácil e eficaz à prova de intempéries. Conjuntos de prisma em binóculos militares podem ter revestimentos aluminizados redundantes em seus conjuntos de prisma para garantir que eles não percam suas qualidades reflexivas se forem molhados.

Binóculos de trincheira

Uma forma variante foi chamada de "binóculos de trincheira", uma combinação de binóculos e periscópio , freqüentemente usados ​​para fins de observação de artilharia. Ele se projetava apenas alguns centímetros acima do parapeito, mantendo assim a cabeça do observador em segurança na trincheira.

Os binóculos militares da era da Guerra Fria às vezes eram equipados com sensores passivos que detectavam emissões ativas de infravermelho , enquanto os modernos geralmente são equipados com filtros que bloqueiam os feixes de laser usados ​​como armas . Além disso, binóculos projetados para uso militar podem incluir um retículo estadiamétrico em uma ocular a fim de facilitar a estimativa de alcance.

Binóculos de navio da marinha

Existem binóculos projetados especificamente para uso civil e militar no mar. Os modelos portáteis vão de 5 × a 7 ×, mas com conjuntos de prismas muito grandes combinados com oculares projetadas para proporcionar um alívio generoso para os olhos. Esta combinação ótica evita que a imagem fique vinheta ou escura quando os binóculos estão girando e vibrando em relação ao olho do observador. Modelos grandes de alta ampliação com objetivas grandes também são usados ​​em montagens fixas.

Têm sido usados telêmetros navais binoculares muito grandes (até 15 metros de separação das duas lentes objetivas, peso de 10 toneladas, para alvos de canhão naval da Segunda Guerra Mundial a 25 km de distância), embora a tecnologia do final do século 20 tenha tornado esta aplicação praticamente redundante.

Astronômico

Binóculos 25 × 150 adaptados para uso astronômico

Binóculos são amplamente usados ​​por astrônomos amadores ; seu amplo campo de visão os torna úteis para a busca de cometas e supernovas (binóculos gigantes) e observação geral (binóculos portáteis). Binóculos voltados especificamente para a visualização astronômica terão objetivos de abertura maior (na faixa de 70 mm ou 80 mm) porque o diâmetro da lente da objetiva aumenta a quantidade total de luz capturada e, portanto, determina a estrela mais tênue que pode ser observada. Binóculos projetados especificamente para visualização astronômica (geralmente de 80 mm e maiores) às vezes são projetados sem prismas para permitir a transmissão de luz máxima. Esses binóculos também costumam ter oculares mutáveis ​​para variar a ampliação. Binóculos com grande ampliação e peso pesado geralmente requerem algum tipo de suporte para estabilizar a imagem. Uma ampliação de 10x é geralmente considerada o limite prático para observação com binóculos de mão. Binóculos mais potentes do que 15 × 70 requerem algum tipo de suporte. Binóculos muito maiores foram feitos por fabricantes de telescópios amadores , essencialmente usando dois telescópios astronômicos refratários ou refletivos.

De particular relevância para baixa luminosidade e visualização astronômica é a razão entre o poder de aumento e o diâmetro da lente objetiva. Uma ampliação menor facilita um campo de visão maior, o que é útil na visualização da Via Láctea e de grandes objetos nebulosos (chamados de objetos do céu profundo ), como as nebulosas e galáxias . A grande (típico 7 mm usando 7x50) da pupila de saída [objetivo (mm) / potência] desses dispositivos resulta em uma pequena porção da luz recolhida que não pode ser usada por indivíduos cujas pupilas não dilatam suficientemente. Por exemplo, as pupilas de pessoas com mais de 50 anos raramente dilatam mais de 5 mm de largura. A grande pupila de saída também coleta mais luz do céu de fundo, diminuindo efetivamente o contraste, tornando a detecção de objetos fracos mais difícil, exceto talvez em locais remotos com poluição luminosa insignificante . Muitos objetos astronômicos de magnitude 8 ou mais brilhante, como os aglomerados de estrelas, nebulosas e galáxias listadas no Catálogo Messier , são facilmente visualizados em binóculos de mão na faixa de 35 a 40 mm, como são encontrados em muitas residências para observação de pássaros, caça e visualização de eventos esportivos. Para observar aglomerados de estrelas menores, nebulosas e galáxias, a ampliação binocular é um fator importante para a visibilidade porque esses objetos parecem minúsculos em ampliações binoculares típicas.

Uma visão simulada de como a Galáxia de Andrômeda (Messier 31) apareceria em um par de binóculos

Alguns aglomerados abertos , como o aglomerado duplo brilhante ( NGC 869 e NGC 884 ) na constelação de Perseu , e aglomerados globulares , como M13 em Hércules, são fáceis de detectar. Entre as nebulosas, M17 em Sagitário e a Nebulosa da América do Norte ( NGC 7000 ) em Cygnus também são facilmente visualizadas. Os binóculos podem mostrar algumas das estrelas binárias mais amplas , como Albireo na constelação de Cygnus .

Vários objetos do Sistema Solar que são em sua maioria completamente invisíveis ao olho humano são razoavelmente detectáveis ​​com binóculos de tamanho médio, incluindo crateras maiores na Lua ; os sombrios planetas externos Urano e Netuno ; os "planetas menores" internos Ceres , Vesta e Pallas ; A maior lua de Saturno , Titã ; e as luas galileanas de Júpiter . Embora sejam visíveis sem ajuda em céus sem poluição , Urano e Vesta requerem binóculos para fácil detecção. Binóculos 10 × 50 são limitados a uma magnitude aparente de +9,5 a +11 dependendo das condições do céu e da experiência do observador. Asteróides como Interamnia , Davida , Europa e, a menos que em condições excepcionais, Hygiea , são muito fracos para serem vistos com binóculos comumente vendidos. Da mesma forma, muito fracas para serem vistas com a maioria dos binóculos, estão as luas planetárias, exceto as Galiléias e Titã, e os planetas anões Plutão e Eris . Outros alvos binoculares difíceis incluem as fases de Vênus e os anéis de Saturno . Apenas binóculos com ampliação muito alta, 20x ou mais, são capazes de discernir os anéis de Saturno de forma reconhecível. Binóculos de alta potência às vezes podem mostrar um ou dois cinturões de nuvens no disco de Júpiter se a óptica e as condições de observação forem suficientemente boas.

Os binóculos também podem ajudar na observação de objetos espaciais feitos pelo homem, como a localização de satélites no céu à medida que eles passam .

Lista de fabricantes de binóculos

Existem muitas empresas que fabricam binóculos, tanto no passado como no presente. Eles incluem:

• Barr e Stroud (Reino Unido) - vendeu binóculos comercialmente e foi o principal fornecedor da Marinha Real na Segunda Guerra Mundial . A nova linha de binóculos Barr & Stroud é atualmente fabricada na China (novembro de 2011) e distribuída pela Optical Vision Ltd.
• Bausch & Lomb (EUA) - não fabrica binóculos desde 1976, quando licenciou seu nome para a Bushnell, Inc., que fabricou binóculos com o nome Bausch & Lomb até que a licença expirou e não foi renovada, em 2005.
• BELOMO (Bielo-Rússia) - fabricados modelos de prisma porro e prisma de telhado.
• Bresser (Alemanha)
• Bushnell Corporation (EUA)
• Burris Optics (EUA)
• Blaser - binóculos premium
• Canon Inc (Japão) - série IS: variantes de porro
• Celestron
• Docter Optics (Alemanha) - Série Nobilem: prismas porro
• Fujinon (Japão) - FMTSX, FMTSX-2, série MTSX: porro
• Hawke Optics (Reino Unido)
• IOR (Romênia)
• Krasnogorsky Zavod (Rússia) - modelos de prisma porro e prisma de teto, modelos com estabilizadores ópticos. A fábrica faz parte do Shvabe Holding Group
• Kahles Optik
• Leica Camera (Alemanha) - Noctivid, Ultravid, Duovid, Geovid, Trinovid: a maioria são prisma de telhado, com alguns exemplos de prisma porro de ponta
• Leupold & Stevens, Inc (EUA)
• Meade Instruments (EUA) - Glacier (prisma de teto), TravelView (porro), CaptureView (prisma de teto dobrável) e Astro Series (prisma de teto). Também é vendido com o nome de Coronado .
• Meopta (República Tcheca) - Meostar B1 (prisma do telhado)
• Minox
• Nikon (Japão) - séries EDG, High Grade, Monarch 3, 5, 7, RAII e Spotter: prisma de telhado; Séries Prostar, Superior E, E e Action EX: porro; Série Prostaff, série Aculon
• Olympus Corporation (Japão)
• Pentax (Japão) - série DCFED / SP / XP: prisma roof; Série UCF: porro invertido; Série PCFV / WP / XCF: porro
• Steiner-Optik (em alemão) (Alemanha)
• PRAKTICA (Reino Unido) para observação de pássaros, passeios, caminhadas, camping.
• Sunagor (Japão)
• Sightron - binóculos de prisma de teto
• Swarovski Optik
• Takahashi Seisakusho (Japão)
• Tasco
• Vixen (telescópios) (Japão) - Apex / Apex Pro: prisma de teto; Ultima: porro
• Vivitar (EUA)
• Óptica Vortex (EUA)
• Zeiss (Alemanha) - FL, Vitória, Conquista: prisma do telhado; 7 × 50 BGAT / T: porro, 15 × 60 BGA / T: porro, descontinuado
• Zenith (Japão)
• Zrak (Iugoslávia, Bósnia, Sarajevo, Teslic)

Veja também

• Anti nevoeiro
• Binoviewer
• Efeito globo
• Lente
• Lista de tipos de telescópio
• Monocular
• Telescópio ótico
• Visando o escopo
• Visualizador de torre

Referências

Leitura adicional

• Walter J. Schwab, Wolf Wehran: "Optics for Hunting and Nature Observation". ISBN  978-3-00-034895-2 . 1ª Edição, Wetzlar (Alemanha), 2011

links externos

• A história do telescópio e binóculo por Peter Abrahams, maio de 2002