Chiar şi un obiect aparent banal, precum binoclul, poartă cu el – la proiectare, la fabricare, la achiziţionare şi la folosire – o mulţime de aspecte interesante. Vă propun să ne apropiem de el, deopotrivă obiectiv (tehnic) şi subiectiv (uman).
Pentru cei care au trăit, recent sau măcar într-o vreme memorabilă, experiența vizualizării folosind binoclul – și mai ales dacă au făcut-o în mediul natural (cu vegetație și faună) – lucrurile sunt limpezi: obiectul acesta îți revelează o lume nouă și uimitoare. Este în primul rând bogăția și claritatea detaliilor pe care le vedem (în colțul de realitate vizat) prin funcția de mărire/apropiere a imaginii. Apoi, poate surprinzător pentru chibiții gadget-urilor 3D (aplicații de smartphone; căști de realitate virtuală; camere foto/video 3D; televizoare 3D), este faptul că imaginea furnizată de binoclu este una profund tri-dimensională, pentru că vechiul obiect (patentat în 1854) chiar realizează pentru privitor o izolare a imaginilor ce se succed în profunzime (în lungul axei optice), până la distanțe foarte mari (zeci-sute de metri). Efectul 3D, stereoscopic, este uimitor, indifferent că privim crengile unui copac sau antenele de pe blocuri.
Slalom prin specificaţiile tehnice
Dacă am hotărât cumva să ne procurăm un binoclu, s-ar putea să ne copleșească mulțimea de parametri și specificații cu care furnizorii însoțesc produsele. Și le detaliem aici un pic, pentru a le înțelege relevanța, fie că este vorba de a profila o achiziție potrivită necesităților, fie că ne imaginăm în postura unui proiectant ce pregătește fabricarea unui astfel de obiect. O parte dintre specificații au sorginte optică (sau derivă direct din fenomene optice), unele sunt de natură tehnologică, iar altele sunt chestiunii relative la biologic (la specificul ,,aparatului optic’’ uman – ochi plus creier).
| Specificaţii în limba română | Specificaţii în limba engleză | Valori specifice |
| Tipul prismelor | Prisms | Porro; Porro-inversat; Roof |
| Marire | Magnification | 8x; 10x; 12x; |
| Diametrul lentilelor exterioare | Objective diameter | 25mm; 42mm; 50mm; 56mm |
| Largimea câmpului (exprimata fie unghiular, fie prin cuprinderea liniara la 1000m distan_a) | Field of view (FoV) | 4.6; 5.7; 6.2; 7; 8.2 98m@1000m; 114m@1000m |
| Luminozitate (relativa) | (Relative) Luminosity / Brightness | 9.6; 17.6; 25 |
| Distan_a minima de focalizare | Closest focus distance | 2m; 3m; 4m; 7m; 9m |
| Distan_a dintre ochi | Interpupillary distance (IPD) | 35-73mm: 56-75mm; 60-70mm |
| Distan_a de la ochi la lentila | Eye Relief | 10mm; 12mm; 15mm; 21mm |
| Diametrul fluxului de lumina înspre pupila | Exit pupil | 2,5mm; 3,1mm; 4,2mm; 5mm |
| Materialul prismelor | Prisms' material | BK-7; BAK-4; Schott BaK4 |
| Tratamentul suprafe_elor optice: - tratament anti-reflectiv; - tratament de corectare a fazei; | Anti-reflective coating Phase correction coating | Coated optics; Multi-coated; Fully-coated; Fully-multi-coated |
| Dimensiuni | Dimensions | 114x115x45mm; 210x206x72mm |
| Masa | Weight | 270g; 600g; 1050g |
- Din perspectiva tipului de prisme (și facem în paranteză mențiunea că toate binoclurile au în interior prisme optice, funcția lor reflectivă, de ,,oglindă”, fiind necesară în primul rând pentru ,,dez-întoarcerea” imaginii) avem două familii de binocluri:
• binoclurile cu prisme Porro: clasicele binocluri, la care axele optice ale obiectivelor (ale lentilelor din exterior) sunt mai largi decât axele lentilelor-ocular;
• binoclurile cu prisme ,,roof’’ (de forma acoperișului de casă), la care axele tuturor lentilelor sunt coliniare cu axele optice ale ochilor.
Primele au avantajul unei optici mai simple (vedeți figura) și deci al unui cost mai redus, însă păstrează dezavantajul gabaritului mare, pe când ultimele (fiind o concepție ceva mai modernă) au configurația prismelor mai complexă/
pretențioasă (deci mai scumpă și mai puțin luminoasă), însă rivalizează prin formatul mai compact (dimensiuni și greutate reduse). Mai facem mențiunea că în ultimul timp se produc și binocluri cu prisme Porro inversate (orientate spre interior), care au un format compact, însă sunt grevate de o stereoscopie ceva mai redusă. Și eventual notăm, de partea tipului ,,roof’’, că există de fapt două concepte: Schmidt-Pechan (inventat în 1899), și Abbe-Koenig (inventat de Ernst Karl Abbe și Albert Koenig în 1905).
FIGURA 1. Modele conceptuale de prisme
- Despre factorul de mărire nu prea sunt multe de spus, dar el este esențial pentru efectele sale optice – nu poate fi crescut prea mult (deși ne-am dori-o) deoarece aceasta are efecte negative: accentuarea instabilității imaginii; întunecarea imaginii; reducerea diametrului fluxului de lumină spre ochi. Reținem eventual că o mărire de ,,10x’’ este de obicei o valoare practică, și că alegem altceva doar când stăpânim bine motivele. (A! În articolul de față am ignorat binoclurile cu zoom, cu factor de mărire variabil, considerându-le inferioare celor cu mărire fixă, din perspectiva performanței optice.)
- Diametrul lentilelor exterioare determină direct cantitatea de lumină ce intră în dispozitivul optic, deci cu cât mai mare cu atât mai bine, doar că valori de 50-60mm ne pot crea probleme de mobilitate (gabarit, masă).
- Acești primi doi parametri optici constituie specificațiile esențiale și totodată denominative pentru binocluri. Dacă trebuie să procurăm un binoclu, vom căuta modelele respective urmărind perechi valorice precum ,,8x32’’, ,,10x42’’ sau ,,12x50’’. Și deseori alegerea pe care o facem este una de compromis, în ecuația achiziției aspectul puterii optice (determinat de factorul de mărire și de diametrul obiectivului) fiind amendat cu problema portabilității (greutate/dimensiune) sau a prețului.
- Lărgimea câmpului vizat – așa cum deja ne așteptăm imaginându-ne optica binoclului – depinde de perechea de parametrii menționată anterior: cu cât mărirea este mai mare, și cu cât diametrul lentilei exterioare este mai mic, cu atât unghiul de vizualizare este mai strâmt. Și desigur că un câmp vizual strâmt ne va incomoda la identificarea și urmărirea entităților vizate, fie că sunt păsări în mediul natural sau jucători de baschet pe teren.
- Și luminozitatea binoclului este un parametru care depinde direct de mărirea optică și de diametrul obiectivului, ea influențând două aspecte: claritatea imaginii și respectiv utilitatea binoclului în situații de lumină precară (întuneric sau umbră).
- Distanța inter-pupilară se reglează în mod banal prin ajustarea unghiului de frângere a celor două părți ale binoclului. (Iar eventuala curiozitate tehnică ne va face să ne întrebăm – în prezența acestei ,,balamale de frângere’’ – cum anume este transmisă mișcarea de la butonul de reglare a focalizării înspre interiorul celor două tuburi optice, și păstrând eventuala etanșeitate.)
- Distanța de la lentila-ocular și până la ochi este importantă din două motive antropice: pe de o parte există persoane ce poartă ochelari și vor dori să pună binoclul la ochi fără să scoată ochelarii; pe de altă parte avem deseori tendința de a rezma binoclul de propria față (arcade, obraji, nas) pentru a reduce instabilitatea imaginii. (Apropo de instabilitate: compania Canon produce acum doar binocluri cu stabilizator electronic de imagine.)
- Însă o poveste interesantă are ,,diametrul fluxului de lumină înspre pupilă’’ (exit pupil), parametru optic dependent direct de perechea definitorie, mărire-obiectiv: cu cât binoclul mărește mai mult, și/sau cu cât diametrul obiectivului este mai mic, cu atât raza de lumină ce intră în ochiul privitorului va fi mai subțire, ceea ce – mai ales în condiții de întuneric – va însemna lumină și claritate reduse. Aspectul se auto-amplifică fiziologic: cu cât este mai întuneric (seară/înnoptare, umbră) cu atât pupila noastră se lărgește în mod reflex (pentru a capta mai multă lumină), astfel că un binoclu ales necorespunzător va furniza un flux de lumină inferior capacității de absorbție a ochiului uman. Deci nu ne mai surprinde faptul că soldații armatelor moderne folosesc binocluri cu parametrii altfel greu de înțeles, de genul 7x42.
- Spre final facem o scurtă referire la materialele optice pentru prisme și pentru lentile (precum BK7 (boro-silicat) și BaK-4 (barium crown), sau precum sticla Extra-Low Dispersion) și la tratamentele optice aplicate suprafețelor de lentile și de prisme, întrucât aici avem un diferențiator tehnologic esențial privind calitatea imaginii obținute prin binoclu (dar și privind prețul). Și, dacă tot am intrat în problemele tehnice, menționăm ca fiind esențială și precizia de aliniere a elementelor optice (relativ la axele optice), precum și stabilitatea acesteia în timp, fiind vorba de un obiect folosit adesea în condiții dificile (șocuri mecanice, solicitări termice, variații de umezeală, etc).
Producători consacrați de binocluri: Bushnell, Canon, Celestron, Delta, Leica, Leupold, Meopta, Minox, Nikon, Olympus, Pentax, Praktica, Steiner, Vanguard, Vortex, Yukon, Zeiss.
Mircea Băduţ este inginer, consultant CAD/IT
