Ao olhar os binóculos à venda, você notará que existem dois tipos: os tradicionais, grossos, e os finos e elegantes.
Os grandes e convencionais que você pode ver em desenhos animados são chamados de binóculos Porro Prism. Os outros tipos finos são chamados de binóculos Roof Prism ou binóculos Dach Prism em alemão.
Como o nome indica, os binóculos de prisma de telhado são caracterizados por uma parte em forma de telhado. Surpreendentemente, o design do Roof Prism já existia no final do século 19, apenas algumas décadas depois da invenção dos binóculos Porro Prism.
Recentemente, os binóculos Roof Prism tornaram-se mais populares que o Porro Prism devido ao seu design elegante. Neste post vou explicar com fotos como funcionam os binóculos Roof Prism.
O que há dentro dos binóculos Roof Prism?
Existem alguns tipos de designs de Roof Prism, como Abbe-Koenig e Schmidt-Pechan. Cada design tem suas vantagens, mas o design do prisma Shmidt-Pechan é mais comumente usado em binóculos.
Aqui está o caminho óptico dos binóculos Roof Prism (design Schmidt-Pechan). Observe que as reflexões são bastante complexas aqui.
Um prisma é instalado além da lente objetiva.
Neste diagrama (abaixo), aparentemente há três reflexões no prisma de Shmidt, mas na realidade ocorrem quatro reflexões.
O prisma Shmidt possui um teto onde a imagem é girada 180 graus e invertida horizontalmente ao mesmo tempo. Isso permite que os fabricantes tornem os binóculos mais compactos.
Esses prismas desempenham um papel importante ao girar a imagem 180 graus para obter uma imagem vertical.
Como a luz vai diretamente para a linha do telhado e não pode ser refletida, quanto mais estreita for a linha do telhado, melhor. Além disso, os fabricantes precisam alisar perfeitamente a rebarba, o que exige extrema precisão.
Aqui estão algumas fotos para ajudá-lo a entender a dificuldade de fazer Prismas de Telhado.
Esta foto foi tirada de frente para um espelho. A imagem é invertida horizontalmente.
A próxima foto mostra dois espelhos, combinados como um prisma de telhado. A imagem é girada 180 graus e invertida horizontalmente duas vezes (de volta ao normal).
Se o ângulo desses espelhos for inferior a 90 graus, o centro da imagem será perdido.
Pelo contrário, se o ângulo for superior a 90 graus, a imagem fica separada.
Como você pode ver, o ângulo da parte do telhado deve ser exatamente 90 graus. O ângulo deve ter precisão de 0,0089 graus, o que aumenta os custos de fabricação.
Embora o projeto do prisma de telhado seja muito útil para manter o caminho da luz reto e deixar a imagem com o lado correto para cima, a produção de prismas de telhado requer técnicas de fabricação mais especializadas a um custo mais elevado.
Qual é melhor, Roof Prism ou Porro Prism?
Nos prismas Porro, a luz é refletida por 'reflexão total', o que significa que não há perda na transmitância da luz. Porém, nos binóculos Roof Prism, a reflexão total não pode ocorrer na segunda reflexão do prisma Shmidt, porque o ângulo da luz é menor que o ângulo de incidência.
Portanto, a parte do telhado tem que ser revestida como um espelho, o que leva a uma perda de transmissão de luz. Esta é uma grande desvantagem dos Prismas de Telhado.
Para muitos binóculos bons, são aplicados revestimentos espelhados prateados para alta refletividade, embora o custo seja alto em luz perdida. Hoje em dia, alguns fabricantes ópticos utilizam revestimentos dielétricos de prismas, que permitem uma refletividade surpreendentemente alta de mais de 99%.
O segundo grande problema com o projeto do Roof Prism é a mudança de fase que ocorre após múltiplas reflexões internas. A mudança de fase causa menos contraste e menor resolução.
Olhando para um poste de luz através de um velho binóculo de prisma de telhado (abaixo), você verá fantasmas irritantes.
Para evitar isso e aumentar o contraste, alguns binóculos bem feitos usam revestimentos de correção de fase, que não permitem a ocorrência de interferências. Esta mudança de fase não ocorre com os Prismas Porro.
Pelas razões mencionadas acima, bons binóculos Roof Prism podem ser muito caros. A principal vantagem dos binóculos Roof Prism é o seu corpo fino e compacto.
No entanto, à medida que as técnicas de fabricação melhoram drasticamente, os binóculos Roof Prism estão se tornando mais baratos. Com binóculos maiores, os prismas Porro são mais pesados que os binóculos Roof Prism.
Na minha opinião, à medida que a abertura aumenta, os binóculos Roof Prism têm uma vantagem devido ao seu peso relativamente leve. Quando olho para o céu noturno com meu par Porro Prism 7×50 (mais de 1 quilograma), meus braços ficam cansados rapidamente.
Esquerda: Prisma de telhado 8×42 (o Schmidt Pechan), Meio: Prisma de telhado 7×42 (o Abbe-Koenig), Direita: Porro regular 8,5×44.
Pelo contrário, com binóculos compactos, os designs do Mini Porro Prism têm uma vantagem sobre os Roof Prisms na maioria dos aspectos. Os binóculos Mini Porro já são compactos e leves e são muito mais baratos que o design Roof Prism.
Resumo
Existem dois tipos de binóculos: binóculos Porro Prism e Roof Prism. Os binóculos Roof Prism também são chamados de Dach Prism em alemão. Com os prismas Roof, o caminho óptico torna-se reto, o que torna o corpo fino e compacto.
No entanto, os Prismas de Telhado são mais caros que os Prismas Porro, não por causa de seu excelente desempenho, mas por causa das dificuldades na fabricação de precisão.
Enquanto os Prismas Porro permitem que toda a luz seja refletida através de 'reflexão total', o design do Prisma Schmidt tem um ponto de reflexão, na parte do telhado, o que causa menor transmitância de luz.
Além disso, os reflexos internos podem causar interferências, o que pode ter um efeito negativo na imagem.
Se você não tiver certeza de qual comprar, Porro Prism ou Roof Prism, pode depender da abertura. Para binóculos grandes, o peso leve do design Roof Prism é uma grande vantagem. No entanto, os binóculos compactos já são leves o suficiente, por isso não precisam de prismas de telhado caros.
Os projetos de prismas Porro e Roof têm vantagens e desvantagens. É importante conhecer as diferenças antes de comprar binóculos.