Binoculair Zicht

To English page   

Waarom een binoscoop?

Binoscopen zijn impopulair. Hoe komt dat? Er zijn een aantal redenen die ik samenvat ik de (Note 1) hier. Gegeven deze negatieve aspecten, waarom dan toch al de moeite om een binoscoop te maken?

Ervaren waarnemers claimen dat het waarnemen met een binoscoop superieur is aan het waarnemen met een traditionele 'mono-telescoop' met een vergelijkbare grote, maar dus enkele spiegel.

De befaamde astronomie schrijver en columnist Phil Harrington bijvoorbeeld eindigt zijn columns onvermijdelijk met "And remember that two eyes are better than one". En hij is niet alleen. Hieronder parafraseer ik wat opmerkingen van ervaren waarnemers die lyrisch zijn over het waarnemen met een grote binoscoop:
...het zien van de bolhoop deed me haast van de ladder vallen...
...het voelde of ik met een ruimteschip bij de deuropening van de cluster arriveerde...

Dit klinkt toch echt als een revolutie in het visueel waarnemen van deepsky objecten. Maar waar is dit op gebaseerd? Wat gebeurt er nu eigenlijk wanneer er signalen worden opgevangen door twee ogen en verwerkt door de hersenen? En hoeveel 'beter' is het dan om met twee ogen waar te nemen in plaats van met één oog? Het blijkt dat er meerdere complexe processen zijn die hier een rol spelen. Een erg goede discussie over dit onderwerp is te vinden op de website van Bruce Sayre.

1) Verbeterde signaal-ruis verhouding
In mijn opinie is dit de meest belangrijke factor. Dit leidt tot een perceptie van een donkerdere hemelachtergrond. Wat betekent dit? Een stimulus die niet afkomstig is van het astronomische object (bijvoorbeeld 'licht ruis' van licht vervuiling) zal door één oog mogelijk toch geïnterpreteerd worden als een bona fide signaal. Maar de kans dat zo' n random ruis stimulus simultaan twee ogen treft en vervolgens de hersenen bereikt, is heel klein. Anders gezegd, bij kijken met twee ogen hoeven de hersenen veel minder een achtergrond van lichtvervuiling te onderdrukken. En dit uit zich automatisch in een donkerder hemel achtergrond. Ik denk dat dit met name tot uiting komt bij het waarnemen van zwakke halo's en spiraalarmen van galaxies. Binnen deze lichtzwakke, uitgebreide objecten zijn veel meer details te zien en de contrast binnen de objecten zelf is sterk toegenomen. Maar ook ster clusters hebben baat bij dit effect. De beelden lijken 'kalmer' of meer stabiel, dit bij gebrek aan betere woorden. Smooth, glad, is een ander woord dat ik dit verband wordt gebruikt om de beelden in een binoscoop te beschrijven. En tenslotte, het voelt alsof de waarnemer 'aanwezig' is in het beeld. Dit veel meer dan met het kijken door een oog, terwijl het andere is dichtgeknepen.

Stereopsis
2) Stereopsis is het vermogen om diepte te zien. Door de verschillende posities van de ogen wordt een object door ieder oog vanuit een iets andere hoek bekeken (parallax). Dit creëert een ruimtelijk 3D effect. Hoe dichterbij het object staat, hoe groter de hoek en hoe groter het 3D effect. Maar helaas, astronomische objecten staan zo ver weg dat er geen parallax optreedt en er geen sprake is van echt stereopsis. Echter, er is een verwant effect dat chromatische stereopsis of chromostereopsis wordt genoemd. Dit wordt veroorzaakt door de iets verschillende breking in de ooglens van bijvoorbeeld rood versus blauw licht. Hierdoor komen rood en blauw licht op een iets andere plaats op de retina in focus. Dit effect is per oog verschillend en daardoor lijkt het of rode sterren wat dichterbij staan dan blauwe sterren. Hiermee creëert chromostereopsis bij het kijken met een binoscoop de illusie van diepte, hoewel het volledig artificieel is.

3) Vergroot beeldveld
Mel Bartels benadrukt vaak dat je met een binoscoop een groter beeldveld kunt bereiken dan met een mono-telescoop. En inderdaad, als je door een binoscoop kijkt, is dit een prachtig effect dat meteen opvalt. Maar waarom is dit? Neem als voorbeeld mijn 2 x 33 cm binoscoop, met f/5.0 spiegels. Met twee 10 mm Ethossen geeft dit een 165 x vergroting en een 0.61 graden beeldveld. Laten we even aannemen dat deze binoscoop ongeveer gelijk is aan een 45 cm mono-telescoop vanwege het opgetelde spiegeloppervlak. Als deze 45 cm spiegel ook f/5.0 is, geven een 10 mm Ethos 225 x vergroting en slechts een 0.45 graden beeldveld. Dat is (qua oppervlak) ongeveer de helft van het beeldveld van de binoscoop met deze oculairen. Om ook een 165 x vergroting te krijgen en een 0.61 graden beeldveld, moet de 45 cm spiegel f/3.7 zijn. En zo'n snelle spiegel geeft enorm veel coma, dus is een coma-reducing Paracorr nodig. Als resultaat daarvan moet de spiegel zelfs f/3.2 zijn om dezelfde vergroting en beeldveld te krijgen (met dank aan de Televue Eyepiece Calculator). En denk nu maar eens aan de kosten van zo'n zeer snelle spiegel!

4) Comfort van kijken met twee ogen
Er is ook het 'ordinaire' effect van meer comfort door het kijken met twee ogen, in plaats van met één oog (en één dichtgeknepen oog). Langdurig geconcentreerd kijken naar zwakke details zonder de extra inspanning van het kijken met één oog, is veel prettiger en relaxter met twee ogen.

Binoculaire summatie
5) Binoculaire sommatie is het proces waarmee de hersenen de informatie combineren die ze krijgen door binnenkomende signalen in het linker en rechter oog. Deze optelling houdt in dat het vermogen om zwakke objecten te detecteren wordt verhoogd. Anders gezegd, de drempelwaarde voor een lichtstimulus is met twee ogen lager dan met een oog. Voor de detectie van een zwak signaal is er een statistisch voordeel als er twee detectoren worden gebruikt in plaats van één detector. Het blijkt dat dit voordeel te herleiden is tot een factor √2, ofwel 1.41, de zogenaamde binoculaire summatie factor.

Verder is er nog het verschijnsel dat wanneer de visuele cortex tegelijkertijd signalen van twee ogen ontvangt er sprake is van binoculaire facilitatie. Dat wil zeggen dat de hersenactiviteit die hierbij ontstaat groter is dan de som van de twee hersenactiviteiten die door elk oog apart wordt opgewekt. Als er al sprake is van een voordeel groter dan de genoemde factor 1.4, dan wordt dit toegeschreven aan dit mechanisme, wat ook wel neurale sommatie wordt genoemd. Theoretisch leiden deze fenomenen tot een betere visuele detectie van lichtzwakke objecten en er zouden ook meer details te zien zijn in zulke objecten.

Ik plaats 'binoculaire summatie' als laatste in deze sectie over positieve aspecten van binoculair kijken, en inderdaad, het is vermoedelijk ook de minst belangrijke factor. De winst in contrast, chemostereopsis, het grotere beeldveld en de comfort factoren zijn waarschijnlijk belangrijker dan de relatief kleine winst in spiegelgrootte Toch domineert de binoculaire summatie factor de discussies als het om de voordelen gaat van een binoscoop versus een grote mono-telescoop. Daarom wijd ik er een uitgebreid artikel aan (zie Binocular Summation Factor).

Binoscopen versus binoviewers
Een belangrijke reden dat binoscopen zo impopulair zijn is de beschikbaarheid van een aantal hoge kwaliteits binoviewers. Waarom moeilijk doen en een complexe binocoop bouwen als je alleen maar een binoviewer in een bestaande grote mono-Dobson hoeft te stoppen? Een binoviewer levert tenslotte ook een binoculair uitzicht op deepsky objecten en het is waarschijnlijk een goedkopere optie dan een binoscoop. Maar is observeren met een binoviewer hetzelfde als observeren met een binoscoop? Laten we langs dezelfde punten lopen als hierboven.
ad 1) Het signaal dat door een binoviewer komt is principieel een signaal, het is slechts in twee helften gesplitst. Daarom gaat het verbeteren van de signaal-ruis verhouding, het belangrijkste voordeel van een binoscoop, niet op voor een binoviewer. Het verhoogde contrast niveau dat gehaald wordt met een binoscoop, wordt dus principieel niet bereikt met een binoviewer. Helaas wordt dit belangrijke voordeel van een binoscoop ten op zichte van een binoviewer zelden belicht.
ad 2) Ik weet niet of chromostereopsis opgaat voor een binoviewer, maar het zou zo maar wel kunnen.
ad 3) In plaats van een vergroot beeldveld, is het beeldveld met een binoviewer juist wat verkleind. Dit komt door het gebruik van een Barlow lens in een binoviewer. Het wordt zelfs door binoviewer enthousiasten als een negatief aspect van binoviewers gezien.
ad 4) Een binoviewer geeft wel het comfort van kijken met twee ogen. Dit is vermoedelijk het belangrijkste positieve aspect van een binoviewer.
ad 5) Het enkelvoudige lichtsignaal is in tweeën gesplitst, en de effectieve aperture van de grote mono-spiegel wordt kleiner bij gebruik van een binoviewer. Dit is echter, zoals uitgelegd, ook met een binoviewer geen groot probleem.

Met name door het gebrek aan een verhoogd contrast, bevestigen waarnemers die binoviewers met een binoscoop hebben vergeleken dat de beelden met een binoscoop 'levendiger' zijn dan met een binoviewer.

Er is dus genoeg te zeggen in het voordeel van binoculaire visie versus monculaire visie, zoals ik probeer aan te geven in deze sectie. In een volgende sectie zal ik wat waarnemingen beschrijven die ik maakte met de 2 x 33 cm binoscoop, dit in vergelijking met de 40 cm mono-telescoop.

Top