¿Cómo funcionan los binoculares?
Los binoculares funcionan según los principios de las leyes ópticas, precisamente aprovechando las propiedades y el comportamiento de la luz cuando viaja por diferentes medios. Desarmemos uno para ver cómo funcionan los binoculares, cuáles son las partes esenciales de los binoculares y cómo funcionan juntos.
Los binoculares constan de tres partes ópticas para funcionar:
Ocular u ocular: para enfocar y ampliar la imagen virtual proyectada
prismas: para corregir la orientación de la imagen: voltee la imagen vertical y horizontalmente
Lente objetivo: recoge la luz incidente y la concentra en el punto focal, normalmente un sistema de lentes de 2 o más lentes para compensar la aberración
Fácil explicación de cómo funcionan los binoculares
Para comprender las partes de los binoculares y sus funciones, lo mejor es desmontarlos y echar un vistazo al interior. De esta manera podrá ver los conjuntos individuales y hacerse una mejor idea de cómo funcionan los binoculares. Hay unsistema óptico y un sistema mecánicopara mirar.
Partes ópticas de binoculares
Los binoculares constan de tres conjuntos ópticos que refractan y enfocan la luz para agrandar un objeto distante y hacerlo parecer más cercano. Estos tres componentes esenciales son la lente objetivo, el sistema de prisma y el ocular. Echemos un vistazo más de cerca a estas partes para comprender sus funciones y cómo aumentan los binoculares.
Lente objetivo
Elobjetivocon su granlente de colecciónEstá ubicado en el extremo frontal o inferior de los binoculares, dependiendo de cómo se mire. La lente de colección está dirigida al objeto de interés,captura la luz.
Cuanto mayor sea elabertura– cuanto mayor sea el diámetro de la lente, mayor será el poder de captación de luz de los binoculares y, por lo tanto, más brillante aparecerá la imagen. Por este motivo, los cazadores o los aficionados a la observación de estrellas eligen prismáticos con lentes de gran diámetro. Los binoculares compactos y livianos, ideales para caminatas o uso ocasional, pueden tener una apertura mucho más pequeña, de alrededor de 25 mm. El tamaño de la apertura se expresa en el segundo número de la clasificación de los binoculares, es decir. 8x42
La imagen intermedia virtual creada por la lente del objetivo está invertida y reflejada. Para corregir esto, se utilizan los prismas en el interior de los binoculares.
El sistema de prisma
Sin prismas en los binoculares, el observador vería una imagen invertida. Los prismas corrigen esto y también ayudan a reducir un poco la longitud de los binoculares.
Elprismasestán hechos de vidrio corona ysirven como espejos correctores. A medida que el haz de luz pasa a través de los prismas, múltiples reflejos voltean la imagen invertida proyectada por la lente del objetivo, para que el observador pueda ver una imagen de apariencia normal.
Hay dos tipos principales de prismas utilizados en binoculares. Estos son los prismas de Porro y diferentes diseños de prismas de techo.
Prismas de Porro
En los binoculares de prisma Porro se utilizan dos prismas, que están colocados en ángulo recto entre sí.
Los rayos de luz son reflejados por las superficies internas y se invierten de arriba a abajo en un prisma y de izquierda a derecha en el otro prisma.
La ventaja de los prismáticos con sistema de prismas Porro es que estos prismas son mucho más fáciles y económicos de fabricar y requieren poco espacio al estar colocados uno al lado del otro.
Los binoculares con prisma de porro suelen ser de construcción más corta que los binoculares con prisma de techo.
Prisma de techo
Este sistema de prismas suele estar formado por dos prismas, de los cuales al menos uno tiene forma de borde de tejado.
Un lado del cuerpo de vidrio prims debe recubrirse para compensar el cambio de fase de las diferentes longitudes de onda y reducir las franjas de color, esto hace que el prisma de techo sea un poco más caro que los prismas de Porro.
La corrección de imagen en los binoculares con prismas de techo puede seguir una trayectoria de haz más compleja que en los de Porro, pero el resultado de voltear la imagen invertida y reflejada de la lente del objetivo es el mismo.
Los prismas de techo permiten binoculares mucho más delgados y compactos. Los prismáticos con esos prismas son un poco más estrechos y elegantes en comparación con los modelos con prismas Porro pero suelen ser un poco más caros ya que requieren una producción más elaborada.
Oculares
Eloculares, también llamadoocular, están situados en la parte frontal de los binoculares y son las dos lentes a las que miramos directamente durante la observación.
Las copas oculares (extensiones de goma en el cilindro ocular) se utilizan a menudo para mantener la distancia correcta entre los ojos y el ocular y brindar cierta protección contra la molesta luz parásita oblicua.
El ocular suele estar formado por dos o más lentes.
Cuando los binoculares están correctamente enfocados, le permiten al ojo humano ver la imagen proyectada por la lente del objetivo y el sistema de prisma.
Partes mecánicas de binoculares
Ajuste de dioptrías
Muchas personas no tienen la misma visión en ambos ojos. Para permitir una observación sin fatiga a través de binoculares, elSe debe compensar la visión diferente.para que ambos ojos puedan ver una imagen enfocada.
Por lo general, el ocular derecho se puede ajustar para compensar la diferencia dióptrica ajustando el enfoque de las lentes oculares.
Para ajustar, cierre el ojo derecho y enfoque un objeto usando el ojo izquierdo (el ocular sin compensación de dioptrías) girando la rueda de enfoque central hasta que la imagen sea nítida y clara. Luego ajuste con precisión la nitidez en el segundo ocular con la ayuda del Ajuste de Dioptrías.
Rueda de enfoque
Para obtener una imagen nítida y clara al observar objetos a diferentes distancias siempre es necesario ajustar el enfoque de los binoculares. Al girar la perilla de enfoque (o rueda de enfoque), se empujarán hacia afuera o hacia adentro los oculares (o solo una de las lentes del ocular) de modo que el punto focal de los oculares converja con el punto focal de la lente del objetivo.
Puente Barril Con Bisagra
Los binoculares son simplemente dos telescopios montados uno al lado del otro. Deben apuntar exactamente en la misma dirección para permitir que un observador pueda ver a través de ellos simultáneamente. El puente-barril sostiene elbarriles de binoculares en alineación paralelaentre sí de modo que el eje óptico sea paralelo (el haz de luz escolimado).
Las bisagras que unen el puente nos permiten ajustar la distancia de los oculares a la distancia ocular individual del espectador.
barril o tubo
El cilindro es la carcasa que mantiene juntas todas las partes ópticas. La carcasa protege los componentes ópticos y los mantiene en una posición estable para que no se muevan debido a golpes mecánicos o caídas.
Muchos de los mejores binoculares tienen juntas tóricas para evitar la entrada de agua y humedad. En muchos modelos caros, el interior también está lleno de gas inerte para garantizar la resistencia al agua incluso cuando se sumerge bajo el agua.
Camino de la luz en los binoculares de prisma Porro
Cómo los prismas invierten la imagen
La imagen del objeto visto aparece invertida horizontal y verticalmente
El primer prisma invierte la imagen verticalmente.
El segundo prisma invierte la imagen horizontalmente.
Se proyecta una pequeña imagen al final de la distancia focal del objetivo.
El ocular magnifica la imagen y la presenta al ojo.
Cómo se enfoca la imagen
Para presentar una imagen enfocada y nítida al espectador, el punto focal de la lente ocular debe converger con el punto focal de la lente objetivo.
Cómo calcular la ampliación de los binoculares
El aumento de los binoculares, también llamado "potencia", es un factor de valoración importante que ayuda a decidir el uso previsto del instrumento. Indica cuántas veces una imagen aparece ampliada cuando se ve a través de binoculares en comparación con cuando se ve a simple vista.
El número de aumento es el cociente de la distancia focal de la lente y la distancia focal del ocular. En el ejemplo anterior sería240 / 24 = 10
El aumento de los binoculares se expresa en el primer número de la clasificación de los binoculares, es decir.8x42
Los factores de aumento más populares son 8x y 10x. Con un aumento de 10x, los objetos a 100 metros de distancia parecen como si estuvieran a 10 metros de distancia.
Resumen de las piezas de los binoculares y su función
Es bastante interesante cómo funcionan los binoculares y cómo se ensamblan básicamente a partir de una disposición muy simple de tres partes ópticas: ocular, prismas y lente objetivo.
Ellente objetivoes la lente grande en el extremo frontal de los binoculares, que mira hacia el objeto observado. El diámetro de la lente del objetivo se llamaabertura.El tamaño de la lente determina la resolución (nitidez) y la cantidad de luz que se puede captar. La imagen capturada del objetivo está reflejada y al revés.
prismasSe utilizan para corregir la imagen. Cuando los rayos de luz de la imagen invertida pasan a través de los prismas, se reflejan en las superficies internas del prisma y salen como una imagen normal de aspecto real. Los tipos de prismas son prismas de Porro y prismas de techo.
ElOcularu ocular es la parte donde el usuario mira. La imagen que la lente del objetivo ha recogido y proyectado al final de su distancia focal, es magnificada por el ocular y presentada al ojo del espectador.