Anexo 6

 

Parte III

Prismas (continuação)

Lentes Plásticas / Comparativo

Os 10 Mandamentos de uma Óptica  

 

 

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Sua principal função é prover visão ininterrupta para objetos em movimento. E o caso de moviolas de cinema e câmaras filmadora de alta velocidade. Neste tipo de prisma podemos visualizar de imediato a refração dos raios luminosos.

 

  

 

Aqui visualizamos o comportamento destes prismas.

 

 

 

Moviolas Kupava e Baia que usam este tipo de prisma

 

 

 

Variante:

Prisma poligonal

 

 

 

Aqui temos um prisma multifacetado do tipo poligonal. Proporciona melhor imagem que o de apqnas quatro lados e é usado em câmaras filmadoras de altíssima velocidade podendo registrar de 5000 a 25000 quadros por segundo.

 

 

Abaixo câmaras desta categoria.

 

Câmara Fastax para até 5.000 quadros /segundo

 

Câmara Hytax para 25.000 /50.000 quadros por segundo

 

 

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-Outros prismas-

 

 

Prismas híbridos

 

 

 

 

 

 

 

Trata-se da combinação de um prisma cúbico central com dois prismas de 90° defasados por também 90° numa única unidade de vidro. Sua utilização é especial e serve para ilustrar as inúmeras possibilidades de combinações com os prismas que acima demonstramos. A segunda figura demonstra nossa descrição.

 

 

 

Prisma Frankfort dividido

 

 

 

Numa outra interessante aplicação encontramos os prismas de coincidência de Wild-Zeiss.  Estes prismas têm por finalidade verificar a exata planidade de um terreno através da observação simultânea de uma longa bolha de nível em um tubo. A exata coincidência de limites indica o plano horizontal perfeito. A não coincidência indica a existência de alguma inclinação.

 

 

Tipo de nível RobTools usuário do processo prismático Wild-Zeiss de observação.

 

 

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Em todo semelhante ao prisma de 90°, este proporciona um rebatimento de 45°.

 

 

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Observador periscópico tipo panorâmico para tanques. Fica na guarida do motorista e possui movimento escamoteável para proteção contra tiros inimigos.

 

 

 

 

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O prisma triedro é composto de três superfícies exatamente a 90° entre si. Sua função é rebater o raio de luz incidente exatamente no mesmo eixo de incidência proporcionando imediata visualização pelo agente de iluminação. Possui imensa variedade de utilização. Entre as mais simples estão os “olhos de gato” encontráveis nas lanternas de ré dos automóveis motocicletas e bicicletas, também nas estradas, para que se visualizem os limites da mesma. São também encontrados em faróis e indicadores marítimos e um sem número de aplicações semelhantes. Tecnicamente é usado nos refletores de agrimensura para teodolitos e níveis, podendo ser usados como observadores telescópicos ou mira laser. Entre a possivelmente mais interessante aplicação, encontra-se seu permanente uso para medição da variação da distância Terra-Lua através de raio laser, tarefa esta que é periodicamente efetuada pelos astrônomos da NASA.

 

 

 

As figuras abaixo visualizam a concepção, construção e forma de funcionamento do prisma triédrico.

 

Concepção

 

Retorno dos raios luminosos

 

 

 

Apresentação do prisma triédrico

 

 

Esquema dos raios luminosos

 

Os ângulos retos

 

Olho de gato para rodovias

 

Olho de gato em lanternas traseiras de motos e bicicletas

 

Prisma triédrico para agrimensura. Três versões.

 

Dois modelos de alvo Leitz

 

 

 

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Veja Anamorfoseadores na Parte 6

 

 

 

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Plásticos Versus Vidros na produção de Elementos Ópticos

 

 

Introdução:

 

Na tecnologia moderna vemos um crescente uso de lentes plásticas nos mais diversos instrumentos. Vamos aqui analisar suas propriedades gerais com as vantagens e desvantagens que os mesmos propiciam.

Não poderíamos deixar de incluir esta abordagem em nosso trabalho, uma vez que este conhecimento, é a meu ver necessário para uma melhor avaliação de especialistas num produto final.

Como primeira observação, imediatamente vemos a imensa quantidade de variedades de vidro óptico oferecida pelos fabricantes mundiais chegando mesmo à casa das muitas centenas de tipos. Os plásticos, contudo são apenas oferecidos em não mais que uma dúzia de variedades.

A título de comparação, apresentamos o gráfico de vidros apresentados contra uma tabela dos plásticos oferecidos.

Seus processos produtivos também variam e vamos descrevê-los na comparação entre as vantagens e desvantagens.

 

Vantagens dos plásticos sobre o vidro:

 

·       Mais leve: de 1/2.5 a ¼ do peso do mesmo volume.

·       Economia na produção em larga escala.

·       Eliminação das fases nos processos de corte e polimento

·       Liberdade e economia na produção de elementos lentes que requeiram superfícies diferentes de faces planas ou esféricas, propiciando facilidade nas superfícies Asféricas.

·       Desenhos ópticos únicos como no caso da tela de foco da câmara fotográfica demonstrada no início deste capítulo. Temos a lente de Fresnel o Micro-prisma e o estigmômetro de Doddin. Em uma única estampagem temos o produto final.

·       Resistência a impactos mecânicos nos instrumentos, não se desalinhando ou quebrando com facilidade.

·       Montagem integral - na maioria das aplicações estas dispensam as montagens metálicas que suportam as lentes de vidro, as lentes de plástico podem ser produzidas com suas montagens em uma só unidade.

·       Uniformidade no produto final Uma vez que estas lentes são produzidas por um único molde.

 

 

 

Desvantagens:

 

·       Menor liberdade de cálculo devido á menor oferta em variedades, implicando na limitação da qualidade final do produto.

·       Sensibilidade à temperatura e à umidade, cambiando suas propriedades, o que também causa uma redução de sua vida útil.

·       Encolhimento na desmoldagem causando variação do elemento necessário para o projeto.  Esta variação pode ser prevista e compensada no projeto original.

·       Variação do índice de refração ao longo da massa e inconsistência das propriedades de polarização da luz.

·       Prismas: Somente possíveis se estes se destinarem apenas à condução da luz.  Em virtude da impossibilidade prática de superfícies planas de precisão, e inconsistência nas reflexões internas devido ás variações das propriedades polarimétricas e reflexivas, as imagens sempre perderão qualidade, resultando na perda e deterioração de suas propriedades geométricas. 

·       As suas superfícies são inadequadas para o correto coating das superfícies uma vez que as mesmas não resistem a altas temperaturas.   Ao recorrermos ao coating químico estamos limitados a produtos que não venham a corroer a superfície dos plásticos, o que causaria uma deformação física e alteração das qualidades ópticas finais.

 

 

 

Construção do protótipo:

 

·       O projeto necessita um bom conhecimento destas propriedades com as vantagens e desvantagens e saber como contorná-las. A experiência é sempre nossa melhor instrução.

·       Na prática os plásticos de menor índice proporcionam melhores superfícies de acabamento.

·       A conversão de uma lente de vidro para uma de plástico não se restringe apenas ao cálculo substitutivo dos índices de refração e de Abbe, exige uma certa prática oriunda dos processos de manufatura que introduzem modificações nos produtos acabados.

·       Portanto após a manufatura dos protótipos deveremos ajustar as ferramentas para o produto final desejado.

 

Estágio de pré-produção:

 

·       Nos projetos de grande produção, exige-se a pré-produção. Neste estágio será determinada a optimização dos moldes, através da construção do primeiro molde com todos os detalhes necessários, após minuciosas observações. Só então serão realizados os moldes de múltiplas cavidades.   

 

Estágio de Produção:

 

·       Neste casos teremos moldes de múltiplas cavidades atingindo até 32 cavidades para grandes volumes Os moldes são produzidos em aço da melhor qualidade e destinados a serem usados sem perda dimensional apreciável em pelo menos 500.000 ciclos de operação.

·       Um detalhe interessante, é que as cavidades são nestes moldes produzidos por eletro erosão e uma vez completados são experimentados para que cada cavidade receba uma nota referente à sua qualidade. Daí sairão melhores ou piores elementos de lentes plásticas, destinados a vários níveis de mercado a vários preços de revenda.

 

Coating:

 

·       Diferentemente dos vidros, os plásticos não podem usar os processos de alta temperatura em vácuo. Os processos mais sofisticados utilizam a técnica do íon-assistido à temperatura ambiente, através de um sistema eletro-químico.

·       O princípio “multi-coating” é também utilizado, através de deposições de diferentes materiais pelo mesmo sistema, porém a prática nos sugere apenas quatro camadas que já são suficientes para atingir um índice de reflexão de 0.5%.

 

Montagem:

 

·       As montagens são realizadas em temperatura ambiente livre de poeira e contaminação. Os projetos são realizados em geral com os anéis de montagem injetados em conjunto com as lentes e estas se montam normalmente sob pressão, ou coladas com cola polimerizável sob UV.

·       Neste estágio controla-se a qualidade das montagens para evitar somatório de defeitos de mesmo sinal oriundos de moldes diversos.

·       De acordo com o nível de qualidade, usam-se montagens manuais ou automatizadas, sempre com monitoração da qualidade desejada, através de programas de computador especialmente desenvolvidos.

 

Abaixo apresentamos tabela comparativa de custos nos diversos níveis de produção para ópticas em plástico e em vidro:

 

 

Abaixo apresentamos tabela comparativa de características e considerações em lentes plásticas.

 

 

 

 

 

 

Abaixo apresentamos tabela comparativa de propriedades ópticas, físicas, de meio ambiente,de custos de manufatura e de resistência química entre os diversos tipos de plásticos  disponíveis.

 

 

 

 

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Fontes:

Alex Ning. Ph.D.

www.sunex.com

http://www.optics-online.com/doc/files/whitepap.pdf

 

 

 

 

Os Dez mandamentos da Óptica

De : Mike Johnston <michaeljohnston@ameritech.net>

Adaptado por L. Paracampo

 

Mike Johnston é editor de Photo Techniques uma revista de fotografia bimensal editada nos EUA. Esta revista é orientada aos fotógrafos experientes e tem cobertura de técnicas de quarto escuro em suas diversas formas de fotografia avançada.

 

Nota: O autor Mike Johnston traz neste interessante artigo uma observação prática e intuitiva de todas as explicações que demos ao demonstrarmos os princípios básicos das peculiaridades das ópticas. É na verdade uma espécie de confirmação dos conhecimentos que divulgamos. Lembre-se que em plena era da fotografia digital ainda há quem se preocupe com o desempenho das objetivas em filme. É porque o filme traduz o comportamento das lentes com maior fidelidade.  Há muitas pessoas testando ópticas para câmaras de filme em câmaras digitais, mas jamais o contrario. Porque? Simplesmente porque as imagens digitais que se vêem nos monitores são brilhantes e escondem a baixa qualidade das ópticas empregadas nestes equipamentos de imagem eletrônica. Divirtam-se com o artigo.

Temos aqui as sugestões de Mike Johnston em sua experiência com objetivas diversas e sob o seu próprio pronto de vista. Recomponho com minhas observações de caráter técnico que reforçam a opinião de Mike. Em primeiro lugar quero informar que os fotógrafos que dizem testar lentes e objetivas, na verdade nada testam, pois as mesmas já vêm testadas de fábrica, pois são fruto de longas pesquisas por influentes e competentes engenheiros e físicos especializados e são destinadas a um tipo específico de trabalho em relação a sua classe de preço e qualidade. O que se faz na realidade é ver se o usuário A ou B se adapta a este ou aquele tipo de lente.

Este artigo aborda sobre o ponto de vista do fotógrafo observador e experiente os resultados pictográficos das características das lentes que abordamos nos primeiras partes deste trabalho a respeito das aberrações das objetivas.

 

Ponto de partida:

# O "culto" da "nitidez" e da qualidade se desenvolveu em paralelo com a miniaturização dos quadros fotográficos. Não há objetivas ruins quando tratamos de fotografias por contacto; até mesmo quando as ampliamos 3X. Quanto menor o formato e mais este negativo  necessita ser ampliado, mais e mais as características das objetivas se mostram ao observador, assim nestas “puxadas” de revelação  e quanto mais fino o grão dos filmes, sentimos ver nascer  o "culto da qualidade das objetivas".

Introdução da idéia:

Ningúem jamais olhou um Daguerreótipo e disse: "não está nítido esta lente é uma porcaria." Se V. já viu uma quantidade razoável de I Daguerreótipos V. saberá o que estou dizendo.

# Ninguém sabe o que os outros querem dizer com os termos: "nitidez". Resolução de detalhes ultra-finos? Contraste? A que grau de resolução? Nitidez nos cantos que acentua o ambiente? Algumas pessoas gostam subjetivamente de um tipo de "nitidez", outras já são diferentes.

# A nitidez não importa. Visto pela perspectiva geral as imagens podem ser bem difusas e ”lavadas” ainda assim serão reconhecíveis da mesma forma que a extrema abstração literária pode ser lida e compreendida desta forma dois pontos podem ser um rosto e um borrão pode ser luz e sombra de forma figurativa. V. já viu destas “fotos” compostas de milhares de fotos pequeninas? Aqui não há detalhes finos e as pequenas fotos nada têm a ver com a grande composição seja uma Marilyn Monroe, ou qualquer outra “grande foto de” O fato real é que o detalhe fino nada tem a ver com a foto final. E assim é com a maioria das fotos . O que interessa é reconhecer a imagem e passar a informação desejada.. e assim são as grande fotos de arte com detalhes até grosseiro sem sua composição.

Depois disto tudo, o que quer dizer “nítido”?

--A maioria das lentes esta cheia de todas as aberrações das mais diversas formas, mas AS PESSOAS NAO AS VEEM. Simplesmente porque as pessoas não sabem o que estão vendo nem o que ver.

Nosso assunto: Muitos de nossos leitores jamais notou a qualidade do borrado fora-de-foco até ler um de nossos artigos sobre "bokeh" (bo-ke, em Japonês significa “borrado”). Tradução correta. (Algumas pessoas nunca quiseram notar esta característica, nos ridicularizaram e até se enfureceram pelo fato de abordarmos este assunto) Todavia muitos fotógrafos fazem fotos fora de foco e sempre continuarão fazendo.

É uma propriedade técnica das lentes. Está lá nos retratos. Por que os ignorar? Similarmente, você pode VER as franjas de cor, a distorção linear, o coma, a aberração esférica, a diminuição de iluminação nos cantos, e mais ainda, em cada uma das fotos. Algumas pessoas não percebem os fantasmas dos reflexos ou o óbvio escurecimento, muito menos os detalhes sutis ou como uma lente se está comportando.

# Algumas lentes vão "bem" às vezes " não tão bem" com os diferentes tipos de películas.
Muitos fotógrafos que trabalham com cor estão sempre preocupados com as propriedades ópticas da transmissão de cores. Isto já não preocupa aqueles que trabalham com P&B (Tri-X <p.ex. >). Isto na verdade é uma falácia V. pode obter o nível desejado de saturação tudo é questão de exposição e revelação. Muitas descrições começam como:, "Esta objetiva aparenta..."  quer na verdade dizer, " Esta objetiva, com este filme aparenta... "

# Você não compra vinho pelo rotulo , livros pela capa, etc. Nos anos 80, o bem sucedido empresário alemão Heinrich Mandermann teve uma Rollei com objetivas Schneider, e  a fábrica Schneider construiu um jogo de lentes novas e maravilhosas para as  Rollei da série 6000. O que V. imagina? O publico não as quis comprar. Quiseram  " a palavra mágica ; Zeiss" nas lentes, apesar de comprar projetos mais velhos, maiores, mais pesados, mais caros, e de resultados inferiores. A maioria daquelas Schneiders teve a produção interrompida. Verdade é que as lentes alemãs não são “melhores” do que lentes japonesas, lentes Leica; não são necessariamente melhores do que as de alguns outros fabricantes, etc.

# Ao contrário, parece haver " tendências" das casas; entre companhias óticas. As lentes de Zeiss tendem a ter o borrão do fora—foco tipo “sujo”; As lentes da Nikon tendem a aparecer com detalhe super-cortante mas ao custo de alguma aspereza que pode fazer que a pele de um caucasiano pareça de tom pastel; A Canon favorece a um liso, aparentando resolução elevada funcionando melhor com película a cores, perdendo um pouco no P&B  (porque a cor pode funcionar como o contraste: pode ajudar a distinguir áreas adjacentes e suas bordas. Imagine duas áreas de igual valor de luminância, mas uma vermelha e uma verde. Em P&B ambas serão indistinguíveis cinzas. mas em cores estas duas áreas ressaltam entre si)   Alguns sábios japoneses, me disseram, “que podem fazer um polimento poético nas lentes  observando as filosofias da era  Mandler versus as da era Kolsch”.

 

--Testes comerciais de objetivas, NÃO POSSUEM CONSISTÊNCIA

Sempre. Não há nenhuma exceção a esta regra. A maioria deles nem mesmo lhe dizem como os disparatados parâmetros de desempenho são medidos! Por exemplo, se o dinheiro não lhes representa nada, e a qualidade da imagem é de importância primordial, os testes de uma lente pesam no "valor" de sua avaliação final? E porque eles comparam suas lentes com outras mais caras? O que acontece se eles avaliam a distorção como algo sem importância, e v. é um fotógrafo de arquitetura que precisa de linhas retas nos cantos para as fotos serem perfeitas? O que acontece se existe uma severa perda de luz nos cantos com a lente totalmente aberta e V. só fotografa em ambientes escuros com objetos importantes que podem ser captados nos cantos? O que adianta lentes de detalhes ultra finos se V. trabalha com um filme de resolução limitada? O que adianta um alvo a f/8 a 2,5m de distância se V. é um fotografo aéreo e seu alvo está a mais de 800 metros de distancia?

# Bem, existe muito mais por trás disso naturalmente, O resultado destas minhas investigações levou-me a compreender e avaliar uma lente com o filme que vou usar para meu próprio trabalho e escolher entre a variedade de objetivas disponíveis comparando-as entre si, entre as focais existentes. Realmente Não sei muito mas quanto mais coisas eu descubro, mais descubro que menos sei.

 

E aqui os Dez Mandamentos dos Usuários conscientes:

 

1—Os testes de lentes nada significam. Normalmente os fabricantes nunca lhe dão dados, nunca exemplificam o suficiente os parâmetros sob os quais as lentes foram testadas. Nunca julgam as variações de construção e nunca especificam a modificação que sofrem com o tempo. Tampouco contribuem para a compreensão do que realmente acontece com o filme e as diversas situações encontradas no dia a dia da fotografia. (Somente mostram que v. as pode comprar mais facilmente) Qualquer teste que demonstre a qualidade da lente por um número simples é, portanto totalmente inválido.

2.  Acredite na evidência. Se V. gostar da lente que não é conhecida como uma boa lente, acredite nos resultados que V. vier a ver e também nos dados de fotografias reais publicadas e na fama real da mesma.

3.  Não acredite em propriedades inúteis. Se uma lente é admirada pelo fato de ser “super nítida”I só acredite apos uma observação critica com resultados obtidos por V. mesmo. O seu tipo de trabalho definirá o tipo de lente que V. deve utilizar. Às vezes a nitidez excessiva poderá prejudicar suas fotos.

4.  Uma lente nova não é necessariamente boa. Os fabricantes na realidade estão sempre procurando tirar algo de seus produtos para que ele seja mais barato para aumentar seus lucros. E lhe dar apenas o quase essencial.

Um determinado tipo que eu investiguei cuidadosamente durante muito tempo,  da qual poderei traçar a curva de sino de sua vida , a melhora de qualidade , e a perda contínua apos seu ápice. Tudo devido a corte  nos custos de fabricação!

--i.e., eles reduzem o número de elementos, diminuem as curvaturas,  as superfícies passam a ser menos recobertas e as partes mecânicas passam a ser de materiais inferiores. Nesta, as lentes produzidas há mais de 30 anos, comportavam-se bem melhor que as atuais.

5. O bom não é necessariamente aquele bom.  A tecnologia cientifica pode produzir lentes bem melhores que aquelas que o fotógrafo vai usar ou possa simplesmente comprar no mercado.

6. O ruim não é necessariamente ruim, na verdade algumas lentes baratas são surpreendentemente boas, outras são boas para determinados serviços... Os artistas são aqueles que tem a percepção de “tirar leite de pedra” com os materiais disponíveis. Os grandes fotógrafos conseguem resultados estupendos com lentes realmente ruins.

7. Não seja cego em pensar que boas ferramentas lhe darão bom serviço. O mundo está cheio de fotógrafos que usam boas lentes para obter resultados medíocres. Eles estarão se matando para ter sempre o último modelo da lente asférica isto ou aquilo  mas continuam medíocres. Lembre-se da 8ª lei de Johnston – Sucata é sucata. Lixo é lixo.

8. A despeito da alta popularidade dos testes de lentes a que os fotógrafos tanto proclamam, porque não fazem o mesmo com as fotos que fazem?

Em verdade as pesquisas de qualidade nos anos 1930 e 1940 eram feitas desta maneira: - Preste atenção nas pessoas que vão ver as suas fotos Se elas tiverem interesse, as lentes que v. usou são boas. E esta pessoas vão te elogiar. Caso contrário, pode ter certeza que V. esta com uma lente de má qualidade.

9. E mais—isto é novamente o reforço do declarado – o que os espectadores não podem dizer. As expressões de prazer na visão das fotos também demonstram a qualidade de uma óptica. Veja os olhares dos outros fotógrafos e o que eles dizem para V.. Os espectadores apenas olham para as imagens, não percebem a quão granulada, luminosa ou sombreada esteja a foto, se os detalhes podem ser referidos em linhas por milímetro, eles nem sabem se lentes são testadas em bancada, ..Eles não têm padrões de comparação. Assim muito dos conhecimentos empíricos e alardeados das lentes não passam de masturbação mental.  As pessoas fazem fotos para sua própria diversão ou gratificação. Portanto não confunda o espectador com alguma coisa para esconder outra que lhe seja mais importante.

Finalmente, 10. Nunca venda uma boa lente! As três melhores lentes que tive foram embora com o vento, varridas pelo detrito de meu hobby. Pobre de mim!

 

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