Optics ABC

A

B

C

  • Carl Zeiss Advanced Optics System (AOS)

    Per produrre un'ottica con la massima qualità visiva e luminosità, si utilizzavano fino a poco tempo fa dei vetri con caratteristiche ottiche ottenibili solo con l'aggiunta di piombo, arsenico o altri elementi. Questi tipi di vetro hanno un peso specifico molto alto e i binocoli o cannocchiali che li utilizzano, soprattutto quelli ad alto ingrandimento ed un notevole diametro obiettivo, quindi molto luminosi, sono conseguentemente pesanti. Era quindi necessario trovare nuove soluzioni.
    La ditta Schott Glas di Mainz, un'azienda del gruppo della fondazione Carl Zeiss, è riuscita, dopo anni di intensa collaborazione con i ricercatori del settore ottico ZEISS, a produrre vetri completamente privi di arsenico e piombo, compatibili con i sistemi ottici a più alta risoluzione. I nuovi vetri Schott sono molto più leggeri e durante la lavorazione non è necessario alcun smaltimento di materie dannose per l'ambiente.

  • Trattamento multistrato Carl Zeiss T* (T*)

    Il miglioramento della qualità delle immagini ottenuto applicando un semplice rivestimento su lenti / prismi è stato ulteriormente migliorato con l'applicazione di vari strati su tutte le superfici vetro-aria. Con il trattamento antiriflesso multistrato Carl Zeiss T*, di cui sono dotati quasi tutti i binocoli e cannocchiali ZEISS – i modelli portano la dicitura "T*" nella descrizione – si ottiene il massimo in trasmissione luminosa e contrasto, sull'intero campo spettrale.

  • Campo ravvicinato

    Un campo di focalizzazione ravvicinato molto corto, ad es. di 2 m, fornisce all'osservatore esperienze visive completamente nuove ed affascinanti, di farfalle, libellule o fiori dai colori entusiasmanti, vicini e sull'intero campo visivo.

  • Campo visivo

    Il campo visivo di un binocolo indica quanti metri, ad es. di un limitare del bosco ad una distanza di 1000 m, possono essere visti contemporaneamente. Per questo l'indicazione è data in “metri a 1000 m”. Nei cannocchiali da mira il campo visivo è riferito a 100 m, ovvero l'indicazione è in “metri a 100 m”. In alternativa, l'angolo visivo può essere indicato in gradi.

    Più è alto l'ingrandimento, più diventa stretto normalmente il campo visivo.

    Si distingue tra il campo visivo sopra indicato (detto anche campo visivo sull'obiettivo) e l'angolo visivo soggettivo (dell'oculare). L'angolo visivo soggettivo indica l'angolo nel quale l'occhio percepisce l'immagine. Se questo angolo virtuale è di 60° o più, si parla di un oculare o binocolo con oculare “grandangolare”.

    Esempio: un binocolo 10x42 dispone di un campo visivo di 110 m / 1000 m = 6,3 °. Il campo visivo soggettivo grazie ai 10 ingrandimenti è di 10 volte superiore, ovvero 63°. Il binocolo è quindi senza dubbio grandangolare.

  • Contrasto (funzione di trasferimento di frequenza, MTF)

    La riproduzione del contrasto è fondamentale per la qualità dell'immagine, poiché essa determina se i dettagli dell'oggetto osservato sono riconoscibili o meno. Il livello della funzione di trasferimento di frequenza o "Modulation Transfer Function" (MTF) è il risultato di una misurazione e indica la fedeltà di riproduzione effettiva di un ottica rispetto ai vari livelli di chiarezza (contrasto) reali. In tale senso è anche molto importante che il sistema ottico non riproduca solo dettagli grossolani ad alto contrasto. Per questo motivo, i binocoli e cannocchiali da mira della Carl Zeiss sviluppati per l'utilizzo nella semioscurità, sono costruiti in modo tale da offrire, rispetto alla capacità risolutiva dell'occhio umano, usempre un 20% in più.

D

  • Diametro dell'obiettivo

    La seconda cifra nella descrizione di uno strumento ottico, ad esempio 56, indica il diametro dell'obiettivo in millimetri. Esso definisce in un certo modo la quantità di luce che entra nel sistema ottico di un binocolo / cannocchiale. Per l'osservazione diurna, a 8 ingrandimenti è sufficiente un diametro di 20 mm. Con meno luce disponibile, l'obiettivo deve raccogliere più luce possibile e quindi con diametri maggiori.

  • Distanza interpupillare

    La distanza interpupillare è la distanza tra i centri esatti delle pupille dell'osservatore.

    E' importante che la distanza interpupillare dello strumento sia regolata esattamente su quella degli occhi per osservare perfettamente nell'asse ottico ed avere così una visione migliore.

  • Distorsione

    Un sistema ottico provoca “distorsioni” quando linee rette vengono riportate con una curvatura durante l'osservazione.

     

    Mentre gli obiettivi fotografici devono riprodurre le immagini possibilmente senza distorsioni, i moderni binocoli ZEISS dispongono appositamente di una cosiddetta distorsione “a cuscinetto”.

     

    Osservando perpendicolarmente un'area o il limitare del bosco, gli oggetti ai bordi appaiono più distanti dall'osservatore rispetto a quelli in centro. Muovendo il binocolo si ha l'impressione che un oggetto al bordo sia più piccolo e che diventi più grande verso il centro del campo visivo, per tornare nuovamente più piccolo muovendosi dall'altro lato. Questo effetto viene chiamato anche “effetto globo”. La distorsione controllata installata appositamente previene questo effetto non naturale.

E

  • Posizione PU

    La pupilla d'uscita (visibile ad una certa distanza dall'oculare del binocolo come dischetto luminoso) è importante per la visione in cattive condizioni di luce, poiché dalle sue dimensioni dipende praticamente la trasmissione di luce all'occhio.

    Se l'occhio è troppo distante (ad es. portando degli occhiali ma con conchiglie oculari estratte) o troppo vicino all'oculare, si formano delle ombre ai lati (effetto tunnel).

F

  • Focalizzazione centrale (focalizzazione interna) / focalizzazione singola (compensazione diottrie)

    I binocoli devono essere regolati alle varie distanze di osservazione. Per questo hanno bisogno di un meccanismo di focalizzazione. I cosiddetti binocoli a "fuoco fisso" che non offrono tale possibilità, non sono consigliabili.
    Si distinguono i seguenti tipi di focalizzazione:

     

    • Regolazione singola degli oculari: utilizzata soprattutto per binocoli con pochi ingrandimenti (7x o 8x) per sport nautici e per le autorità, nei quali occorre regolare la nitidezza di entrambi gli oculari. Questi binocoli non sono adatti agli ambiti di utilizzo, nei quali bisogna osservare a distanze differenti in tempi molto rapidi. wird.
    • Focalizzazione centrale: qui la messa a fuoco avviene tramite una ghiera centrale che agisce su entrambe le parti del binocolo. A seconda della costruzione vengono spostati entrambi gli oculari (focalizzazione sull'oculare), entrambi gli obiettivi (focalizzazione sull'obiettivo) o delle lenti interne (focalizzazione interna). L'importante è che in questi binocoli ci sia anche una compensazione diottrica - quasi sempre sulla parte destra - per regolare eventuali scompensi visivi degli occhi di chi osserva.

     

    * L'affermazione: "basta regolare una volta e poi si ha sempre un'immagine nitida" non è proprio corretta - più è anziano l'osservatore, più questa massima non è corretta.

  • Fungus

    Un problema molto temuto negli strumenti ottici è il cosiddetto Fungus. Si tratta in sostanza di un tipo di muffa che si espande sulle superfici in vetro e che produce un'opacizzazione permanente e quindi definitiva dell'ottica. Un'elevata umidità dell'aria e sporco (ad es. impronte digitali) sulle supferfici in vetro ne favoriscono la crescita. Soprattutto in condizioni climatiche tropicali si consiglia di “asciugare” gli strumenti all'aria e alla luce del sole, invece di chiuderli o conservarli in contenitori chiusi (se non contenenti particolari prodotti antiumidità).

G

  • Galileiano - cannocchiale

    Nel cannocchiale galileiano (il suo nome è dovuto all'astronomo Galileo Galilei, 1564 – 1642) una lente convergente funge da obiettivo mentre una lente divergente fa da oculare. Il cannocchiale di Galilei fornisce un'immagine diritta senza la necessità di un sistema di inversione. La sua struttura fa si che non abbia un piano dell'immagine intermedio e la pupilla d'uscita si trova nella lente oculare. Questo rende impossibile la realizzazione di oculari per portatori di occhiali che offrano l'intero campo visivo. I cannocchiali galileiani sono limitati a 4 ingrandimenti e vengono quindi utilizzati soprattutto come binocoli da teatro.
    L'ottica da teatro Diadem della Carl Zeiss era invece un binocolo con prismi di inversione basato sul sistema kepleriano.

  • Gommatura (GA)

    La gommatura del corpo di un binocolo serve innanzitutto a proteggere la struttura esterna e ad attutire i rumori. La gommatura non influisce sull'impermeabilità del binocolo stesso.

H

I

  • Impermeabilità (norma ISO)

    La suddivisione principale è tra “impermeabile agli spruzzi” e “impermeabile”. Uno strumento “impermeabile agli spruzzi” può essere esposto a pioggia senza che l'umidità, dannosa per il sistema ottico, entri all'interno dello strumento stesso. Uno strumento è invece “impermeabile” quando è perfettamente a tenuta stagna e non consente alcun collegamento tra l'ambiente esterno e l'atmosfera all'interno dello strumento. Importante è che il rilevamento avvenga in base alla norma per la verifica ambientale di strumenti ottici ISO 9022-8. La Carl Zeiss si attiente a questa norma, non solo per la verifica dell'impermeabilità, ma anche per altre verifiche ambientali come le temperature di funzionamento ecc.

    Il valore crepuscolare è solo un valore matematico – non indica praticamente nulla sulla reale qualità dell'immagine. In questo senso sono determinanti i fattori come la trasmissione, un ridotto livello di riflessioni, un elevato cpontrasto ed una risoluzione possibilmente alta.

  • Ingrandimenti

    La prima cifra nella descrizione di uno strumento ottico indica quanto più grande appare un oggetto in un binocolo rispetto all'osservazione ad occhio nudo. Un elevato numero di ingrandimenti fornisce una maggiore ricchezza di dettagli, un ingrandimento più basso invece immagini più stabili e chire, nonché un campo visivo più ampio ed una maggiore profondità di campo.

J

K

  • Kepleriano - cannocchiale

    Il cannocchiale kepleriano (il suo nome è dovuto all'astronomo Johannes Kepler, 1571 – 1630) è costituito, nella sua versione più semplice, da una lente convergente come obiettivo ed una seconda lente convergente come oculare. L'obiettivo fornisce un'immagine inversa sul piano dell'immagine intermedio. L'oculare funge da lente di ingrandimento con la quale si osserva questa immagine.

L

  • Luminosità geometrica

    L'indicazione primaria per la luminosità dell'immagine è la luminosità geometrica, calcolata “al quadrato della pupilla d'uscita”. Un binocolo 10x40 dispone quindi di una luminosità geometrica di 16 – considerata la misura minima per una chiarezza sufficiente nella semioscurità – mentre un 8x56 arriva ad un valore di 49. A confronto, un binocolo 8x30 dispone di una luminosità geometrica di 14,1 e quindi non è adatto ad osservazioni con poca luce residua.


    Attenzione: La luminosità geometrica deve essere considerata solo come riferimento. Essa infatti non rivela nulla sulla qualità dell'immagine, che è determinante per la chiarezza in termini assoluti!

M

N

O

  • Obiettivo (acromatico, lenti FL)

    Per ridurre al minimo le aberrazioni cromatiche nell'immagine, ZEISS si affida per gli obiettivi dei binocoli, a due tipi di sistemi ottici.

     

    • L'obiettivo acromatico dispone già di un'ottima correzione cromatica, ma ai bordi dell'immagine restano – soprattutto in presenza di notevole contrasto – delle evidenti aberrazioni (spettro secondario).
    • Grazie all'utilizzo di vetri al fluoruro (denominato comunemente fluorite) a dispersione parziale anomala (vetri FL) si riesce a ridurre al minimo lo spettro secondario. Il risultato è un'immagine che è praticamente esente da aberrazioni cromatiche, fino ai bordi del campo visivo. Questo vantaggio è apprezzabile nei binocoli Victory FL e nei telescopi DiaScope.

  • Oculare per portatori di occhiali (B), Oculare grandangolare per portatori di occhiali (Ww)

    L'oculare per portatori di occhiali offre il pieno campo sivivo con o senza occhiali. Grazie alla particolare costruzione ottica ZEISS, la pupilla d'uscita del binocolo si trova ad almeno 15 mm dietro il punto più alto dell'ultima lente dell'oculare. In questo modo, anche portando gli occhiali, la pupilla raggiunge senza problemi la pupilla d'uscita. Senza occhiali la distanza corretta, ovvero l'estrazione pupillare, viene ottenuta in tre diversi modi:

     

    Conchiglia oculare retrattile*
    Conchiglia oculare girevole*
    Conchiglia pieghevole.

     

    Il portatore di occhiali ripiega le conchiglie oculari o le porta in posizione retratta, mentre chi non porta gli occhiali le usa in posizione estesa o aperta.
    Gli oculari per portatori di occhiali offrono ad es. un campo visivo di110 m o 115 m a 1000 m ad 8 ingrandimenti. Negli oculari grandangolari per portatori di occhiali il campo visivo è molto più grande, ad 8 ingrandimenti raggiunge un'ampiezza da 132 m a 135 m a 1000 m – ed anche in questo caso, negli strumenti ZEISS l'intero campo visivo è usufruibile con o senza occhiali. Dato che sia i nostri oculari per portatori di occhiali, che gli oculari grandangolari per portatori di occhiali offrono questo vantaggio, tutti i binocoli ZEISS ne sono provvisti.
    Attenzione: Non è la meccanica o la conchiglia ripiegabile a fare l'oculare per portatori di occhiali – esistono molgi oculari con conchiglie in gomma che con l'occhiale offrono solo il 50% del campo visivo nominale – è quindi una questione di sistema ottico.

     

    * Già nel lontano 1954, Hensoldt brevettò queste conchiglie oculari regolabili, fornendo quindi molto tempo addietro un contributo fondamentale allo sviluppo.

  • Oculari

    Nei binocoli si distinguono oculari standard e per portatori di occhiali.

    Gli oculari standard hanno un'estrazione pupillare – la distanza della pupilla d'uscita dal punto più esterno dell'ultima lente dell'oculare – di ca. 9 mm, in modo che la pupilla d'uscita e la pupilla dell'occhio dell'osservatore possano combaciare e si possa godere dell'intero campo visivo.

    Gli oculari per portatori di occhiali normalmente hanno un'estrazione minima di 15 mm, per fare in modo che si possa godere dell'intero campo visivo anche portando gli occhiali.

    Lo sapevate che... gli oculari per portatori di occhiali furono introdotti sul mercato civile nel 1958 con il binocolo ZEISS 8x30B Porro da Horst Köhler.

    Sia gli oculari standard, che gli oculari per portatori di occhiali sono disponibili con campo visivo standard o grandangolare (WW). Una caratteristica tipica degli oculari grandangolari è l'angolo visivo soggettivo, che deve essere di almeno 60°. Conoscendo il campo visivo in "m / 1000 m", l'angolo visivo soggettivo si calcola in questo modo: (AVOculare = CVm@1000m x ingrandimenti / 17,5 ) = SFm@1000m x Vergrößerung / 17,5)

    "

    Lo sapevate che... gli oculari grandangolari furono inventati nel 1919 da Heinrich Erfle alla Carl Zeiss.

P

  • Pupilla d'uscita (PU)

    La pupilla d'uscita (visibile ad una certa distanza dall'oculare del binocolo come dischetto luminoso) è importante per la visione in cattive condizioni di luce, poiché dalle sue dimensioni dipende praticamente la trasmissione di luce all'occhio. Essa viene calcolata dividendo il numero di ingrandimenti per il diametro dell'obiettivo (più precisamente: il diametro effettivo utile o “pupilla d'entrata”). Ad es.: un binocolo 8 x 56 dispone di una pupilla d'uscita di 7 mm.

    La pupilla d'uscita, e quindi la luminosità dello strumento, viene sfruttata tuttavia solo se la pupilla dell'occhio è almeno della stessa grandezza. In caso contrario, il diametro maggiore del “fascio di luce” che fuoriesce dall'oculare, non viene percepito completamente dall'occhio. Esempio: Se la pupilla dell'occhio di giorno è ad es. solo di 3 mm, un binocolo 8 x 56 (con PU di 7 mm) non fornisce un'immagine più chiara di un binocolo 8 x 32 (con 4 mm di PU). Solo quando nella semioscurità la pupilla dell'occhio arriva ad aprirsi ad es. fino a 7 mm, il vantaggio di un binocolo 8 x 56 rispetto ad un 8 x 32 diventa visibile.

    Un'ampia PU offre però un altro vantaggio, perfettamente percepibile anche di giorno: l'occhio dispone di molto più spazio di movimento e quindi gode di un'osservazione molto confortevole – anche senza tenere il binocolo sempre perfettamente allineato davanti agli occhi.

    La pupilla d'uscita deve essere sempre perfettamente circolare, dai bordi nitidi e uniformemente chiara. Qualora si vedano delle ombre, questo indica una scarsa qualità.

Q

R

  • Riempimento di azoto (N2)

    Gli strumenti ottici vengono riempiti con azoto secco (N2) – un elemento che compone per il 76% l'atmosfera terrestre – per prevenire l'entrata di umidità e quindi la formazione di condensa. Il riempimento di azoto fornisce inoltre anche il vantaggio di evitare la formazione di Fungus (un tipo di muffa che attacca l'ottica e la rende inutilizzabile). Il riempimento di azoto tuttavia ha solo un senso se l'impermeabilità dello strumento è sufficientemente alta, per evitare l'entrata di aria dall'esterno a causa ad es. di sbalzi di pressione o temperatura.

  • Riflessi indesiderati

    Il corpo dello strumento, i bordi delle lenti o le loro ghiere, nonché altri elementi meccanici, causano riflessi incontrollati che, trasmessi assieme all'immagine, ne riducono notevolmente la qualità e la brillantezza. Nei binocoli e cannocchiali ZEISS i riflessi indesiderati vengono ridotti ad una minima parte attraverso vari interventi. Tra di essi spicca non solo la scelta accurata dei tipi di vetro ed il trattamento interno dei corpi, o la laccatura dei bordi delle lenti, ma anche i particolari procedimenti applicati a ghiere, supporti o sistemi di inversione su binocoli e cannocchiali, per mantenere i riflessi indesiderati sotto la soglia del 2 %.

  • Rivestimento per la correzione di fase

    Nei binocoli con prismi a tetto l'effetto di interferenza dei due fasci di luce (divisi dall'angolo del tetto e indirizzati in diverse direzioni) produce una riduzione della risoluzione in strutture molto piccole.

    Applicando un rivestimento “per la correzione di fase” tramite evaporazione (rivestimento P) sui tetti del prisma, questo inconveniente viene evitato, a tutto vantaggio della risoluzione. Tutti i binocoli e telescopi ZEISS con prismi a tetto dispongono di questa correzione di fase.

S

  • Sistema prismatico

    Siccome l'oggetto osservato tramite un obiettivo viene trasmesso sempre capovolto, questa immagine deve essere “raddrizzata”. Per fare ciò si utilizza un sistema di inversione, che nei cannocchiali da mira è composto da lenti, mentre nei binocoli normalmente è realizzato con prismi. Nei prismi, la luce viene riflessa più volte. Ciò significa che i fasci di luce vengono “aperti”. Questo ha come vantaggio, nei sistemi prismatici, una costruzione più compatta.

    Nei binocoli ZEISS vengono utilizzati quattro tipi di prismi di inversione, che caratterizzano la forma degli strumenti.

  • Stabilizzazione dell'immagine(S)

    Il binocolo ZEISS 20x60 T* S dispone di un sistema esclusivo di stabilizzazione dell'immagine, che compensa i movimenti delle mani e consente quindi un'osservazione a mano libera con 20 ingrandimenti.

    Il sistema lavora in modo completamente silenzioso e puramente meccanico, senza batterie. Il cuore di questa tecnologia è uno snodo ad alta precisione, al quale è collegato il sistema di prismi del binocolo tramite giunto cardanico, staccato quindi dal corpo principale.

  • Strato riflettente dielettrico

    Nel suo passaggio attraverso i prismi, la luce viene riflessa ai lati del prisma in due differenti modi:

     

    • Se la luce arriva con un angolo molto lieve dall'interno dei prismi verso i lati (al di sotto di un angolo che dipende dal materiale del vetro) essa viene riflessa praticamente al 100%. In queste condizioni la luce non può uscire dal vetro, un effetto sfruttato ad es. nelle fibre ottiche.
    • Se la luce arriva ai lati del prisma con un angolo superiore, i lati devono essere provvisti di una superficie riflettente. Gli specchi in argento usati in passato trasmettevano una quantità di luce del 94 - 96 %, ovvero producevano una perdita di ca. un 5 %. Particolari strati in materiali non conduttori ("dielettrici") applicati tramite vaporizzazione, producono invece un riflesso di oltre il 99 % della luce.

     

    Nei sistemi prismatici Abbe-König tutte le superfici forniscono una riflessione totale. Per questo motivo, questi tipi di prismi sono la scelta ideale quando sono richiesti elevati valori di trasmissione nei binocoli.
    I sistemi Schmidt-Pechan sono generalmente più compatti, ma hanno sempre lo svantaggio di uno strato riflettente su un lato del prisma, producendo così una perdita di luminosità. Grazie ai nuovi strati riflettenti dielettrici applicati dalla Carl Zeiss, questo svantaggio è stato compensato. I binocoli Victory 32 FL (con prismi Schmidt-Pechan) grazie ad essi raggiungono valori di trasmissione che prima erano ad esclusivo appannaggio dei sistemi prismatici Abbe-König.

T

  • Telescopi terrestri

    I telescopi terrestri sono cannocchiali ad alto ingrandimento per l'osservazione terrestre. Alcuni dispongono di corpi telescopici estraibili, i cosiddetti “lunghi”, mentre la maggior parte oggi dispone di corpi fissi. Questi si distinguono in modelli con visione diritta o angolare.
    Spesso si può scegliere – come nei telescopi Victory DiaScope 65 T* FL e 85 T* FL – tra oculari con ingrandimento fisso o variabile.

    Lo sapevate che... per la qualità dell'immagine di un telescopio la stabilità del treppiede e la scorrevolezza dello snodo sono almeno altrettanto importanti come le prestazioni del sistema ottico.

  • Trasmissione

    Si tratta della percentuale di luce trasmessa dal sistema ottico. Essa non deve solo essere al più alto livello possibile – il 90% è lo standard nei binocoli e cannocchiali ZEISS – ma il suo massimo in trasmissione deve anche essere compreso nell'ambito spettrale corretto. Infatti, nella semioscurità l'occhio umano diventa sempre più sensibile verso il blu. Un'immagine che di giorno tende verso il giallo o rosa, indica una trasmissione ridotta nel campo spettrale blu e quindi una scarsa riconoscibilità dei dettagli proprio con poca luce disponibile.

U

V

  • Valore crepuscolare / trasmissione con poca luce residua

    Per definire il livello di prestazioni con poca luce residua, il valore crepuscolare indica dei valori di riferimento. Esso si calcola traendo la radice quadrata del prodotto di ingrandimento e diametro dell'obiettivo. Esempio: un binocolo 8 x 56 ha un valore crepuscolare di 21,2. Importante per un binocolo, ai fini dell'osservazione con poca luce residua, è anche il diametro della pupilla d'uscita, che deve essere almeno di 4 - 5 mm.

    Il valore crepuscolare è solo un valore matematico – non indica praticamente nulla sulla reale qualità dell'immagine. In questo senso sono determinanti i fattori come la trasmissione, un ridotto livello di riflessioni, un elevato cpontrasto ed una risoluzione possibilmente alta.

W

X

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Z

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