Binocolo

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Un binocolo (dal latino bi-, due, e oculus, occhio) è uno strumento usato per ingrandire oggetti distanti, grazie al passaggio dell'immagine prima attraverso due adiacenti serie di lenti, poi attraverso dei prismi, che raddrizzano l'immagine stessa. Nel binocolo, le immagini sono visibili con entrambi gli occhi.

Caratteristiche ottiche[modifica | modifica wikitesto]

Prismi[modifica | modifica wikitesto]

Binocolo con prismi a porro (sinistra) e a tetto (destra)

I prismi restituiscono l'immagine della luce con il principio della riflessione totale interna. Per cui il binocolo fa vedere l'immagine raddrizzata e non capovolta come fa ad esempio il telescopio.

I prismi sono in genere di due tipi:

- a prisma di Porro - sviluppati da Ignazio Porro e che hanno dato vita alla configurazione tradizionale usata in molti binocoli (nella foto, a sinistra). I prismi di Porro riflettono la luce attraverso un percorso ad S, fino alla lente di uscita, quindi le lenti obiettive (quelle più lontane dall'occhio) non sono allineate con le lenti oculari.

- a prisma a tetto - sviluppati probabilmente dalla Hensoldt AG ed in questa configurazione i binocoli hanno le lenti obiettive e quelle oculari, entrambe sullo stesso asse (nella foto, a destra), risultando in questo modo, molto più stretto dei binocoli tradizionali.

Parametri tecnici principali[modifica | modifica wikitesto]

Le caratteristiche tecniche principali di un binocolo sono descritte comunemente con dei numeri (ad esempio 10x50) e rappresentano rispettivamente l'ingrandimento del binocolo (10x), a volte chiamato anche "potere", ed il diametro in millimetri della lente dell'obiettivo (50), quindi la sua "luminosità".

Un binocolo ad esempio 10x ingrandisce qualsiasi oggetto di 10 volte, oppure teoricamente ci "avvicina" a quell'oggetto di 1/10 della distanza reale: se fosse lontano 100 metri apparirebbe come se ci fossimo avvicinati a soli 10 metri. Questa teorizzazione dell'avvicinamento, coinvolge però una questione dovuta alla tipica visione ad occhio nudo, che è differente da ciò che il binocolo ci presenta. Ovvero, il forte schiacchiamento dei piani, nella profondità dell'immagine, che ci restituisce il binocolo, in base ai suoi ingrandimenti, non coincide con la stessa visione ad occhio nudo che avremmo ad 1/10 della distanza (ad esempio). Per ovviare a questo "inconveniente", alcuni produttori studiano ed applicano degli accorgimenti per rendere più tridimensionale l'esperienza offerta dal sistema ottico binoculare. Il numero degli ingrandimenti possibile è piuttosto variegato, quindi si trovano binocoli con ingrandimenti da 2x fino a 18x e più. Tuttavia, un numero di ingrandimenti maggiore di 10 o 12x, poi è la causa evidente dei tremolii della mano che lo sorregge. Infatti, i piccoli movimenti naturali delle proprie mani sono notevolmente amplificati nell'immagine ingrandita, in proporzione appunto agli ingrandimenti, così la capacità di poter utilizzare un 10x diventa una questione soggettiva. Tali binocoli necessitano quindi di un appoggio o di un montaggio fisso come, ad esempio, un treppiede. Un'eccezione è costituita dai binocoli con stabilizzatore di immagine, in genere più costosi e pesanti.

Il secondo numero, che rappresenta il diametro di ciascuno dei due obiettivi (le lenti più grandi), espresso in millimetri, insieme all'ingrandimento determina il diametro della pupilla d'uscita dell'oculare. Questo valore è utilizzato per comprendere le possibilità teoriche della configurazione binoculare, di lavorare in determinate condizioni di luce.
Questo stabilisce, in proporzionalità diretta, il cosiddetto indice di luminosità, che è dato dal secondo numero / il fattore di ingrandimento (il primo numero). Più è alto questo rapporto, migliore sarà l'utilizzo del binocolo per delle visioni crepuscolari o notturne (ad esempio, in astronomia).

Schema ottico del binocolo a Porro
1 - Obiettivo
2-3 - Prisma di Porro
4 - Oculare

L'indice di luminosità è anche detto pupilla d'uscita, ovvero il cerchio luminoso che si vede sulla superficie di ciascun oculare (le lenti più piccole) guardando da una distanza di circa 30 cm e puntando verso una fonte di luce, ed è data dal rapporto tra apertura effettiva/fattore di ingrandimento. Per una visione ottimale, questo parametro deve essere proporzionale al diametro della pupilla umana, il quale però varia a seconda se l'osservazione è diurna o notturna. Pertanto un binocolo usato prevalentemente per visioni diurne andrà scelto con un indice, ad esempio, 3 o 4, mentre per delle buone visioni notturne dovrà essere almeno maggiore di 6.

Elevando al quadrato l'indice li luminosità si ottiene la luminosità relativa, che determina la brillantezza dell'oggetto da osservare.

Altri parametri[modifica | modifica wikitesto]

Le lenti in genere più piccole del binocolo, quelle che proiettano l'immagine verso i nostri occhi, detti oculari, dovranno quindi avere un diametro minimo almeno pari alla pupilla d'uscita.

Ma in genere le lenti oculari sono anche molto più larghe della pupilla d'uscita e questo comporta vari benefici, tra cui avere una buona visuale del campo da varie posizioni fuori asse o una luminosità relativa maggiore. Anche la qualità delle lenti obiettive e dei differenti tipi di prisma, insieme ai vari trattamenti antiriflesso applicati, vanno ad influenzare la luminosità relativa.

In genere con i prismi di Porro l'immagine risulta più luminosa e più tridimensionale.

Il campo visivo è un altro parametro da considerare, soprattutto se si eseguono, ad esempio, delle osservazioni di oggetti in movimento o di ricerca e di localizzazione di oggetti lontani.

Si misura in genere come spazio orizzontale osservato all'interno dell'oculare sul diametro della pupilla, ad una distanza nota. Così si può trovare, ad esempio, 100 metri osservati da 1000 metri di distanza (100/1000 m), oppure come misure Americane, in tot piedi (ft) da 1000 iarde (300 ft/1000 yd). Il campo visivo si misura anche in gradi d'angolo ed in pratica c'è l'angolo di campo reale, che è quello abbracciato dal obiettivo in base all'ingrandimento, e l'angolo di campo apparente, che è quello abbracciato ipoteticamente, alla distanza di avvicinamento dell'ingrandimento (es: 1/10 per binocolo di 10x) e basato su quello reale, oppure dato dal fabbricante e calcolato sull'oculare. Ad esempio, se il campo visivo reale di un binocolo 10x fosse 100 m/1000 m ovvero 300ft/1000 yd, sarebbe di 5.7° e di conseguenza ad un decimo della distanza, l'angolo apparente dovrebbe essere di 53°. In genere, per semplificare, viene moltiplicato il valore dell'ingrandinìmento per il valore dei gradi di campo reale, ma questa soluzione è piuttosto erronea (come si può notare).

Infine vi è il parametro di accomodamento dell'occhio e proiezione della pupilla d'uscita (detta anche estrazione pupillare), ovvero quando l'occhio è alla distanza corretta, si può vedere l'intero campo visivo senza oscuramenti. Se la proiezione è troppo breve, non è possibile sistemare l'occhio alla distanza di accomodamento ed il campo visivo risulta parzialmente oscurato. I binocoli a proiezione arretrata, con distanza di accomodamento di almeno 15 mm o più, sono consigliati in particolare a chi usa abitualmente gli occhiali da vista o chi userebbe occhiali da sole. Un valore minimo di estrazione pupillare non dovrebbe essere inferiore agli 8 mm, proprio per evitare di sporcare continuamente le lenti oculari con le ciglia e quindi di ridurre la nitidezza dell'immagine.

Visione binoculare[modifica | modifica wikitesto]

Binocolo navale

Il binocolo ha un grande vantaggio rispetto al telescopio e/o al cannocchiale perché permette l'utilizzo di entrambi gli occhi, offrendo all'osservatore una visione migliorata anche del 240%, grazie appunto alla visione binoculare. È molto più semplice, infatti, seguire oggetti che si muovono velocemente, come aerei, o cavalli da corsa, usando un binocolo, piuttosto che un telescopio, dato che l'uso di entrambi gli occhi permette al cervello di percepire un'immagine più complessa e di costruire un'immagine tridimensionale e questo permette di valutare e seguire i movimenti, più facilmente.

Il binocolo è largamente usato anche dagli astronomi dilettanti. Il grande campo visivo è fondamentale per l'utilizzo nella ricerca di comete e nell'osservazione generale del cielo. Inoltre, i modelli recenti di binocolo possono essere così potenti da essere paragonabili a due piccoli telescopi, diretti sempre nella stessa direzione, con i due oculari disposti in modo che è possibile guardarvi attraverso usando entrambi gli occhi.

In genere il binocolo ha un meccanismo per cambiare la distanza tra gli oculari, in modo da adattare l'utilizzo a diverse persone. Inoltre, un regolatore dell'oculare è spesso impiegato su uno dei due oculari (generalmente il destro) oppure su entrambi, in modo da compensare la differenza di messa a fuoco dei due occhi.

Modelli di binocoli[modifica | modifica wikitesto]

La dimensione dei binocoli spazia da piccoli modelli 3×10 (usati in genere come binocoli da teatro) fino a grossi modelli 20×80 o persino 20×140, passando per modelli comuni 7×50 o 10×50, per uso generico. Nella navigazione sono comunemente usati modelli 4×30, 6×30, 7×35, 7×50, 8×40, 10×50, 12x50.

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