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Prismáticos

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Telescopios binoculares, o prismáticos (también conocidos como anteojos de campo), son dos telescopios idénticos o simétricos montados uno al lado del otro y alineados para apuntar con precisión en la misma dirección, lo que permite al espectador usar ambos ojos (visión binocular) al mirar objetos distantes. La mayoría están dimensionadas para ser sostenidas con ambas manos, aunque hay tipos mucho más grandes.

A diferencia de un telescopio monocular, los binoculares brindan a los usuarios una imagen tridimensional: las dos vistas, presentadas desde puntos de vista ligeramente diferentes a cada uno de los ojos del espectador, se fusionan para producir una única vista percibida con una sensación de profundidad, lo que permite estimar las distancias. No es necesario cerrar u obstruir un ojo para evitar confusiones, como es habitual con los telescopios monoculares. Cuando se usan binoculares de mano, las dos manos y la cabeza forman una plataforma estable de tres puntos, con menos tendencia a sacudirse que con un instrumento de un solo ojo.

Los binoculares son utilizados regularmente por observadores de aves, cazadores, agrimensores y turistas que aprecian paisajes distantes. También pueden ser utilizados por aficionados al deporte y aficionados al teatro. A menudo son utilizados por personal militar.

Diseño óptico

Binoculares galileos.

Binoculares galileos

Casi desde la invención del telescopio en el siglo XVII, las ventajas de montar dos de ellas lado a lado para la visión binocular parecen haber sido exploradas.1 La mayoría de los primeros binoculares usaban óptica galileana; es decir, utilizaron un objetivo convexo y una lente ocular cóncava. El diseño galileano tiene la ventaja de presentar una imagen erecta pero tiene un campo de visión estrecho y no es capaz de un aumento muy alto. Este tipo de construcción todavía se usa en modelos muy baratos y en "anteojos de ópera" o anteojos de teatro.

Prismáticos porro prismáticos

Diseño de doble prisma Porro.

El nombre del óptico italiano Ignazio Porro, quien patentó este sistema de montaje de imágenes en 1854, y luego refinado por fabricantes como Carl Zeiss en la década de 1890, los binoculares de este tipo utilizan un Prisma Porro en una configuración de doble prisma en forma de Z para erigir la imagen. Esta característica da como resultado prismáticos que son anchos, con lentes objetivas que están bien separadas pero desviadas de los oculares. Los diseños de prismas Porro tienen la ventaja adicional de plegar la trayectoria óptica de modo que la longitud física de los binoculares sea menor que la distancia focal del objetivo y un espacio más amplio de los objetivos proporciona una mejor sensación de profundidad.

Prismáticos de techo

Diseño de "prisma de techo" de Abbe-Koenig

Binoculares usando Prismas de techo puede haber aparecido ya en la década de 1880 en un diseño de Achille Victor Emile Daubresse.2 La mayoría de los prismáticos de prisma de techo usan el prisma Abbe-Koenig (llamado así por Ernst Karl Abbe y Albert Koenig y patentado por Carl Zeiss en 1905)3 o diseños de prisma Schmidt-Pechan (inventado en 1899) para erigir la imagen y plegar el camino óptico. Son más estrechos, más compactos y más caros que los que usan prismas Porro. Tienen lentes objetivos que están aproximadamente en línea con los oculares.

Porro vs. Prismas de techo

Además de la diferencia de precio y portabilidad señalada anteriormente, estos dos diseños tienen efectos sobre los reflejos y el brillo. Los binoculares de prisma poroso producirán intrínsecamente una imagen intrínsecamente más brillante que los prismáticos de prisma de techo del mismo aumento, tamaño objetivo y calidad óptica, ya que se absorbe menos luz a lo largo del camino óptico. Sin embargo, a partir de 2005, la calidad óptica de los mejores binoculares de prisma de techo con procesos de recubrimiento actualizados como los utilizados en los modelos Schmidt-Pechan es comparable con las mejores gafas Porro, y es posible que los prismas de techo dominen el mercado para binoculares portátiles de alta calidad. Los principales fabricantes ópticos europeos (Leica, Zeiss, Swarovski) han descontinuado sus líneas de Porro, y los fabricantes japoneses (Nikon, Fujinon y otros) pueden hacer lo mismo.

Parámetros ópticos

Parámetros enumerados en la placa de cubierta del prisma que describe un binocular de aumento de potencia 7 con un diámetro objetivo de 50 mm y un campo de visión de 372 pies (113 m) a 1,000 yardas (1,000 m).

Los binoculares generalmente están diseñados para la aplicación específica para la que están destinados. Esos diseños diferentes crean ciertos parámetros ópticos (algunos de los cuales se pueden enumerar en la placa de cubierta del prisma del binocular). Esos parámetros son:

Aumento-La proporción de la distancia focal del ocular dividida en la distancia focal del objetivo da el poder de aumento lineal de los binoculares (a veces expresados ​​como "diámetros"). Una ampliación del factor 7, por ejemplo, produce una imagen como si estuviera siete veces más cerca del objeto. La cantidad de aumento depende de la aplicación para la que están diseñados los binoculares. Los binoculares de mano tienen aumentos más bajos, por lo que serán menos susceptibles a temblar. Un aumento mayor conduce a un campo de visión más pequeño.

Objetivo diámetro-El diámetro de la lente del objetivo determina cuánta luz se puede recoger para formar una imagen. Suele expresarse en milímetros.

Se acostumbra clasificar los binoculares según la ampliación × el diámetro del objetivo; p.ej. 7 × 50.

Campo de visión-El campo de visión de los binoculares está determinado por su diseño óptico. Por lo general, se anota en un valor lineal, como cuántos pies (metros) de ancho se verán a 1,000 yardas (o 1,000 m), o en un valor angular de cuántos grados se pueden ver.

Salir alumno-Los prismáticos concentran la luz reunida por el objetivo en un haz, la pupila de salida, cuyo diámetro es el diámetro del objetivo dividido por la potencia de aumento. Para obtener la máxima luz efectiva y una imagen más brillante, la pupila de salida debe ser igual al diámetro del iris completamente dilatado del ojo humano, aproximadamente 7 mm, reduciéndose con la edad. La luz reunida por una pupila de salida más grande se desperdicia. Para el día, es suficiente una pupila de salida de 3 mm que coincida con la pupila contraída del ojo. Sin embargo, una pupila de salida más grande facilita la alineación del ojo y evita que las viñetas oscuras se entrometan desde los bordes.

Alivio del ojo-El alivio ocular es la distancia desde la lente del ocular trasero hasta donde se forma la imagen. Determina la distancia que el observador debe colocar su ojo detrás del ocular para ver una imagen sin viñetas. Cuanto más larga sea la distancia focal del ocular, mayor será el alivio ocular. Los binoculares pueden tener un alivio ocular que varía de unos pocos milímetros a 2.5 centímetros o más. El alivio ocular puede ser particularmente importante para quienes usan anteojos. El ojo del usuario de gafas generalmente está más alejado del ocular, lo que requiere un alivio ocular más largo para poder ver todo el campo de visión. Los binoculares con alivio ocular corto también pueden ser difíciles de usar en casos en los que es difícil mantenerlos firmes.

Recubrimientos ópticos

Binoculares de la Marina de los EE. UU.

Dado que los binoculares pueden tener dieciséis superficies de aire a vidrio. Con la pérdida de luz en cada superficie, los recubrimientos ópticos pueden afectar significativamente la calidad de su imagen. Cuando la luz incide en una interfaz entre dos materiales de diferente índice de refracción (por ejemplo, en una interfaz de vidrio de aire), parte de la luz se transmite, parte se refleja. En cualquier tipo de instrumento óptico de formación de imágenes (telescopio, cámara, microscopio, etc.), idealmente no se debe reflejar la luz; en lugar de formar una imagen, la luz que llega al espectador después de reflejarse se distribuye en el campo de visión y reduce el contraste entre la imagen real y el fondo. La reflexión puede reducirse, pero no eliminarse, aplicando recubrimientos ópticos a las interfaces. Cada vez que la luz entra o sale de un trozo de vidrio; alrededor del 5 por ciento se refleja de nuevo. Esta luz "perdida" rebota dentro de los binoculares, haciendo que la imagen sea borrosa y difícil de ver. Los recubrimientos de lentes reducen efectivamente las pérdidas de reflexión, lo que finalmente resulta en una imagen más brillante y nítida. Por ejemplo, los prismáticos 8x40 con buenos revestimientos ópticos producirán una imagen más brillante que los prismáticos 8x50 sin recubrimiento. La luz también puede reflejarse desde el interior del instrumento, pero es simple minimizar esto a proporciones insignificantes. El contraste también se mejora con un buen recubrimiento debido a la eliminación parcial de los reflejos internos.

Un material clásico para el recubrimiento de lentes es el fluoruro de magnesio; Reduce los reflejos del 5 por ciento al 1 por ciento. Los recubrimientos de lentes modernos consisten en capas múltiples complejas y reflejan solo 0.25 por ciento o menos para producir una imagen con el máximo brillo y colores naturales. Para los prismas de techo, a veces se usan revestimientos de desplazamiento antifase que mejoran significativamente el contraste. La presencia de un recubrimiento generalmente se denota en los binoculares con los siguientes términos:

  • Óptica recubierta: una o más superficies recubiertas.
  • Totalmente recubierto: todas las superficies de aire a vidrio recubiertas. Sin embargo, las lentes de plástico, si se usan, pueden no estar recubiertas.
  • Revestimiento múltiple: una o más superficies están revestidas con capas múltiples.
  • Totalmente multicapa: todas las superficies de aire a vidrio son multicapa.

El revestimiento de prisma con corrección de fase y el revestimiento de prisma dieléctrico son técnicas efectivas recientes (en 2005) para reducir los reflejos.

Diseño mecanico

Enfoque y ajuste

Los binoculares que se utilizarán para ver objetos que no están a una distancia fija deben tener una disposición de enfoque. Tradicionalmente, se han utilizado dos arreglos diferentes para proporcionar enfoque. Los binoculares con "enfoque independiente" requieren que los dos telescopios se enfoquen independientemente ajustando cada ocular, cambiando así la distancia entre los lentes oculares y objetivos. Los binoculares diseñados para un uso intensivo en el campo, como aplicaciones militares, tradicionalmente han utilizado un enfoque independiente. Debido a que a los usuarios generales les resulta más conveniente enfocar ambos tubos con una acción de ajuste, un segundo tipo de binocular incorpora "enfoque central", que implica la rotación de una rueda de enfoque central. Además, uno de los dos oculares se puede ajustar aún más para compensar las diferencias entre los ojos del espectador (generalmente girando el ocular en su montura). Esto se conoce como una dioptría. Una vez que se ha realizado este ajuste para un espectador dado, los binoculares se pueden reenfocar en un objeto a una distancia diferente usando la rueda de enfoque para mover ambos tubos juntos sin reajustar el ocular.

Binoculares con elementos internos visibles.

También hay binoculares "sin foco" o "foco fijo". Tienen una profundidad de campo desde una distancia más cercana relativamente grande hasta el infinito, y realizan exactamente lo mismo que un modelo de enfoque de la misma calidad óptica (o falta de ella) enfocada en la distancia media.

Los binoculares con zoom, aunque en principio son una buena idea, generalmente se considera que no funcionan muy bien.

La mayoría de los binoculares modernos tienen una construcción con telescopio articulado que permite ajustar la distancia entre los oculares para acomodar a los espectadores con una separación de ojos diferente. Esta función de ajuste falta en muchos binoculares más antiguos.

Estabilización de imagen

La sacudida se puede reducir mucho y se pueden usar aumentos mayores, con binoculares que usan tecnología de estabilización de imagen. Las partes del instrumento que cambian la posición de la imagen pueden mantenerse estables mediante giroscopios eléctricos o mediante mecanismos eléctricos impulsados ​​por detectores giroscópicos o inerciales, o pueden montarse de tal manera que se opongan y amortigüen movimientos bruscos. El usuario puede habilitar o deshabilitar la estabilización según sea necesario. Estas técnicas permiten que los binoculares de hasta 20 × sean de mano, y mejoran mucho la estabilidad de la imagen de los instrumentos de menor potencia. Hay algunas desventajas: la imagen puede no ser tan buena como los mejores binoculares no estabilizados cuando los binoculares estabilizados montados en trípode también tienden a ser más caros y pesados ​​que los binoculares no estabilizados especificados de manera similar.

Alineación

Los binoculares bien colimados, vistos a través de los ojos humanos y procesados ​​por un cerebro humano, deberían producir una sola imagen circular, aparentemente tridimensional, sin indicación visible de que uno esté realmente viendo dos imágenes distintas desde puntos de vista ligeramente diferentes. La desviación del ideal causará, en el mejor de los casos, vagas molestias y fatiga visual, pero el campo de visión percibido será casi circular de todos modos. La convención cinematográfica utilizada para representar una vista a través de binoculares como dos círculos que se superponen parcialmente en una forma de figura de ocho no es real para la vida.

La desalineación se remedia mediante pequeños movimientos hacia los prismas, a menudo girando tornillos accesibles sin abrir los binoculares, o ajustando la posición del objetivo mediante anillos excéntricos integrados en la celda del objetivo. La alineación generalmente la realiza un profesional, aunque las instrucciones para verificar los binoculares en busca de errores de colimación y para colimarlos se pueden encontrar en Internet.

Aplicaciones

Binoculares que funcionan con monedas

Uso general

Los binoculares de mano varían desde pequeños anteojos de ópera Galileanos de 3x10, usados ​​en teatros, hasta anteojos con un aumento de 7 a 12 diámetros y objetivos de 30 a 50 mm para uso típico en exteriores. Predominan los modelos de prisma Porro, aunque los observadores de aves y los cazadores tienden a preferir, y están dispuestos a pagar, los modelos de prisma de techo más ligeros pero más caros.

Muchas atracciones turísticas han instalado binoculares que funcionan con monedas montados en pedestal para permitir a los visitantes obtener una vista más cercana de la atracción. En el Reino Unido, 20 peniques a menudo dan un par de minutos de operación, y en los Estados Unidos, uno o dos trimestres dan entre uno y medio y dos minutos y medio.

Militar

Binoculares navales.

Los binoculares tienen una larga historia de uso militar. Los diseños galileanos se usaron ampliamente hasta fines del siglo XIX cuando dieron paso a los tipos de prismas porro. Los binoculares construidos para militares en general se hacen más resistentes que sus contrapartes civiles. En general, evitan arreglos de enfoque central más frágiles a favor del enfoque independiente. Los juegos de prismas en binoculares militares pueden tener recubrimientos aluminizados redundantes en sus juegos de prismas para garantizar que no pierdan sus cualidades reflectantes si se mojan. Los binoculares militares de la época de la guerra fría a veces estaban equipados con sensores pasivos que detectaban emisiones IR activas, mientras que los modernos suelen estar equipados con filtros que bloquean los rayos láser. Además, los binoculares diseñados para uso militar pueden incluir una retícula estadiátrica en un ocular para facilitar la estimación del alcance.

Hay binoculares diseñados específicamente para uso civil y militar en el mar. Los modelos de mano serán de 5x a 7x, pero con conjuntos de prismas muy grandes combinados con oculares diseñados para brindar un alivio ocular generoso. Esta combinación óptica evita que la imagen se viñetee o se oscurezca cuando los binoculares se mueven y vibran en relación con el ojo del espectador. Los modelos grandes y de gran aumento con grandes objetivos también se utilizan en montajes fijos.

Se han utilizado telémetros navales binoculares muy grandes (separación de hasta 15 metros de las dos lentes objetivas, peso 10 toneladas, para alcanzar objetivos de armas navales de la Segunda Guerra Mundial a 25 km de distancia), aunque la tecnología de fines del siglo XX hizo que esta aplicación fuera redundante.

Astronómico

Los binoculares son ampliamente utilizados por los astrónomos aficionados; su amplio campo de visión los hace útiles para la búsqueda de cometas y supernovas (binoculares gigantes) y observación general (binoculares portátiles). Las lunas galileanas de Júpiter, Ceres, Neptuno, Pallas y Titán son invisibles a simple vista, pero se pueden ver fácilmente con binoculares. Aunque técnicamente visibles sin ayuda en cielos libres de contaminación, Urano y Vesta requieren binoculares para la observación práctica.

Los binoculares 10x50 están limitados a una magnitud de alrededor de +9.5, lo que significa que los asteroides como Interamnia, Davida, Europa y, excepto en condiciones excepcionales Hygiea, son demasiado débiles para ser vistos con binoculares. Del mismo modo, demasiado débiles para ser vistos con binoculares son todas las lunas, excepto los galileos y Titán, y los planetas enanos Plutón y Eris.

De particular relevancia para la visión astronómica y con poca luz es la relación entre la potencia de aumento y el diámetro del objetivo. Un aumento menor facilita un campo de visión más amplio que es útil para ver grandes objetos de cielo profundo como la Vía Láctea, la nebulosa y las galaxias, aunque la pupila de salida grande significa que parte de la luz reunida se desperdicia. La pupila de salida grande también tomará imágenes del fondo del cielo nocturno, disminuyendo efectivamente el contraste, haciendo que la detección de objetos débiles sea más difícil, excepto quizás en lugares remotos con una contaminación lumínica insignificante. Los binoculares específicamente para la mayoría de los usos astronómicos tienen un aumento mayor y un objetivo de apertura más grande porque el diámetro de la lente del objetivo determina la estrella más débil que se puede observar.

Los fabricantes de telescopios aficionados han fabricado binoculares mucho más grandes, utilizando esencialmente dos telescopios astronómicos de refracción o reflejo, con resultados mixtos. Un instrumento profesional muy grande, aunque no uno que normalmente se llamaría binoculares, es el Gran Telescopio Binocular en Arizona, EE. UU., Que produjo su imagen de "Primera Luz" el 26 de octubre de 2005. El LBT comprende dos telescopios reflectores de 8 metros. Aunque, obviamente, no está destinado a los ojos de un espectador, utiliza dos telescopios para ver el mismo objeto, lo que proporciona un mayor poder de resolución que un solo instrumento con el mismo poder de captación de luz y permite el uso interferométrico.

Fabricantes

Algunos fabricantes binoculares notables a partir de 2005:

1. marcas europeas

  • Leica GmbH (Ultravid, Duovid, Geovid: Todos son techo)
  • Swarovski Optik (SLC, EL: Todos son Roof; Habicht: Porro, pero se descontinuará)
  • Zeiss GmbH (FL, Victoria, Conquista: todos son techo; 7x50 BGAT / T: Porro, 15x60 BGA / T Porro, descontinuado)
  • Eschenbach Optik GmbH (Farlux, Trofeo, Aventura, Sektor ...; algunos son Roof, otros son Porro)
  • Docter (la antigua planta de Carl Zeiss Jena en Eisfeld. Nobilem 7x50, 8x56, 10x50, 15x60: Porro; Docter 7x40, 8x40, 10x40: Techos)
  • Optolyth (Royal: Techo; Alpin: Porro)
  • Steiner GmbH (Comandante, Nighthunter: Porro; Depredador, Vida Silvestre: Techo)

2. marcas japonesas

  • Canon Inc. (serie I.S., variantes de Porro)
  • Nikon Co. (serie High Grade, serie Monarch, RAII, serie Spotter: Roof; serie Prostar, serie Superior E, serie E, serie Action EX: Porro)
  • Fujinon Co. (FMTSX, serie MTSX: Porro)
  • Kowa Co. (serie BD: techo)
  • Pentax Co. (serie DCFSP / XP; Techo, serie UCF: Porro invertido; serie PCFV / WP / XCF: Porro)
  • Olympus Co. (serie EXWPI: techo)
  • Minolta Co (Activa, algunas son Roof, algunas son Porro)
  • Vixen Co. (Apex / Apex Pro: Roof; Ultima: Porro) *
  • Cenit
  • Miyauchi Co. (Especializado en binocualares Porro sobredimensionados)

* También vende productos OEM fabricados por KAMAKURA KOKI CO. LTD. de Japón

3. marcas chinas

En los primeros años del siglo XXI, algunos binoculares de precio medio han estado disponibles en el mercado interno chino. Se dice que algunos de ellos son comparables tanto en rendimiento como en precio a algunas de las mejores marcas, siendo la gran mayoría de ellos inferiores.

  • Sicong (de Xian Stateoptics. Serie Navigator: Roof; serie Ares: Porro)
  • WDtian (de la óptica del estado de Yunnan, todo Porro)
  • Óptica del estado de Yunnan (serie MS: Porro)

4. marcas americanas

  • Alpen *
  • Barska
  • Brunton
  • Óptica de rendimiento Bushnell *
  • Carson Optical
  • Leupold y Stevens, Inc. *
  • Simmons
  • Óptica Vortex
  • Tejedor
  • William Optics

* También vende productos OEM fabricados por KAMAKURA KOKI CO. LTD. de Japón

5. marcas rusas

  • Óptica avanzada Yukon
  • Baigish
  • Kronos
  • Binoculares militares rusos (BPOc 10x42 7x30, serie BKFC)

Notas

  1. ↑ Europa.com, //www.europa.com/~telscope/binohist.txt La historia temprana de los binoculares. Consultado el 13 de octubre de 2007.
  2. ↑ Photodigital.net, Achille Victor Emile Daubresse, inventor del prisma olvidado. Consultado el 13 de octubre de 2007.
  3. ^ Company7, una historia de un nombre más respetado en óptica. Consultado el 13 de octubre de 2007.

Referencias

  • Abrahams, Peter. La historia del telescopio y los binoculares, Los primeros 300 años de telescopios binoculares, 2002. Consultado el 3 de septiembre de 2019.
  • Corbett, Bill. Una guía simple para telescopios, telescopios y binoculares. Nueva York: Publicaciones Watson-Guptill, 2003. ISBN 0817458883
  • Mullaney, James. Una guía para compradores y usuarios de telescopios y binoculares astronómicos (Serie de astronomía práctica de Patrick Moore). Londres, Reino Unido: Springer, 2007. ISBN 1846284392
  • Neata, Emil. Una guía de binoculares. Nightskyinfo.com. Consultado el 3 de septiembre de 2019.
  • Reid, William. Binoculares Barr y Stroud Edimburgo, Reino Unido: Museos nacionales de Escocia, 2001. ISBN 1901663663

Enlaces externos

Todos los enlaces recuperados el 9 de junio de 2016.

  • Una guía de binoculares.

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