Okulár

Okulár - prvek optického systému , obrácený k oku pozorovatele, část optického zařízení ( hledáček , dálkoměr , dalekohled , mikroskop , dalekohled atd.), určené ke sledování obrazu tvořeného čočkou nebo hlavním zrcadlem zařízení.

Někdy se v optickém systému upustí od okulárů, místo toho se v ohnisku zařízení instaluje fotografické nebo video zařízení.

Použití okulárů

V současné době jsou okuláry široce používány v optických mikroskopech , dalekohledech , dalekohledech, dalekohledech, optických zaměřovačích, zařízeních pro noční vidění . Dříve se okuláry používaly v hledáčku některých foto, filmových a video zařízení, ale v moderních zařízeních je nahradily displeje. V mikroskopii a dalekohledech také probíhá proces nahrazování okulárů displeji.

Designové prvky

Nejjednodušší okulár, jako je Huygensův okulár, se skládá ze dvou čoček : kolektivní (také nazývané polní čočka) a oční čočky; složité okuláry se skládají ze čtyř až pěti nebo více čoček. Některé okuláry mají možnosti zaostření pro krátkozrakost a dalekozrakost . Pro mikrofotografii jsou vhodné pouze kompenzační okuláry, fotografické okuláry a tzv. gomaly neboli zesilovací systémy. Některé okuláry mohou mít také vestavěnou očnici .

Možnosti okuláru

Prvky a skupiny

Elementy jsou samostatné elementární čočky, "singlety".

Skupina je složitá čočka slepená z několika jednoduchých, elementárních čoček (prvků). Když je skupina slepena z dvojice prvků (skupina dvou čoček), nazývá se dublet ; pokud ze tří - trojka .

První okuláry měly pouze jednu čočku, která stavěla velmi zkreslený obraz. Dvou- a tříprvkové čočky byly vynalezeny o něco později a rychle se staly standardem díky dobré kvalitě obrazu. Nyní inženýři pomocí počítačů a specializovaného softwaru vyvinuli okuláry se sedmi nebo osmi prvky, které poskytují dobrý, ostrý obraz.

Vnitřní odrazy a odlesky

Vnitřní odrazy , nazývané také záblesky , jsou způsobeny rozptylem světla procházejícího okulárem a snižují kontrast obrazu promítaného okulárem. Někdy kvůli tomu, tzv. „obrázky duchů“. Z tohoto důvodu se dlouhou dobu (před vynálezem antireflexních vrstev ) preferovalo použití jednoduchých optických obvodů s minimálním počtem kontaktů mezi sklem a vzduchem.

Jedním z řešení tohoto problému je v současnosti použití tenkovrstvých povlaků na povrchu optických prvků. Tyto povlaky mají tloušťku jedné až dvou vlnových délek a jsou navrženy tak, aby omezovaly účinek vnitřních odrazů změnou lomu světla procházejícího prvkem. Některé povlaky mohou také absorbovat světlo v takzvaném procesu. úplný vnitřní odraz, pokud světlo dopadá na povlak pod malým úhlem.

Chromatické aberace

Boční chromatické aberace jsou způsobeny rozdílem v indexu lomu pro světlo různých vlnových délek. Například modré světlo procházející okulárem nebude zaostřeno na stejný bod jako červené světlo. Z tohoto důvodu se kolem objektů může objevit barevný okraj nebo může být pozorováno celkové rozmazání obrazu.

Jediným řešením tohoto problému je použití mnoha prvků vyrobených z různých typů skla. Achromáty ( apochromáty ) - skupiny čoček, které shromažďují světlo s příslušnými dvěma nebo třemi nebo více různými vlnovými délkami v jednom ohnisku a téměř eliminují barevný proužek. Čočky s nízkým rozptylem lze také použít ke snížení (ale ne k odstranění) chromatické aberace.

Podélná chromatická aberace – stejný efekt, ke kterému dochází v důsledku příliš velkých ohniskových vzdáleností refraktorových čoček. Mikroskopy, jejichž ohniskové vzdálenosti jsou obecně mnohem menší, tímto efektem netrpí.

Přistávací průměr

U optických přístrojů se zpravidla používají následující standardní montážní průměry okulárového tubusu: pro dalekohledy - 0,965", 1,25", 2" a 2,4" (v lineárním měřítku 24,51, 31,75 mm, 50,8 mm, 61 mm) , pro mikroskopy - 23,2mm, 30mm, 32mm.

Délka přistávací objímky (sukně, hlaveň) je obvykle pro 1,25" okuláry: 15-30 mm, pro 2" okuláry: 30 mm.

Ohnisková vzdálenost

Ohnisková vzdálenost okuláru je vzdálenost od jeho hlavní roviny k bodu, kde se světelné paprsky nebo jejich prodloužení (v případě Galileova okuláru) protínají v jednom bodě. Ohniskové vzdálenosti okuláru a objektivu nebo hlavního zrcátka (v případě reflektoru) určují úhlové zvětšení. Ohnisková vzdálenost jednotlivého okuláru je obvykle vyjádřena v milimetrech. Při použití okulárů s konkrétním nástrojem je někdy upřednostňováno jejich třídění podle zvětšení, které produkují.

U dalekohledu lze úhlové zvětšení získané při použití s jakýmkoli okulárem vypočítat pomocí vzorce:

\Gamma ={\frac {F}{f))

kde:

$\Gamma$ — úhlové zvětšení;
$F$ — ohnisková vzdálenost čočky nebo primárního zrcadla;
$F$ je ohnisková vzdálenost okuláru. vyjádřeno ve stejných jednotkách jako . $F$

Zvětšení se zvyšuje, když se ohnisková vzdálenost okuláru zmenšuje nebo se zvětšuje ohnisková vzdálenost objektivu nebo primárního zrcadla. Například 25mm okulár s dalekohledem s ohniskovou vzdáleností 1200mm dá zvětšení 48x, 4mm okulár se stejným dalekohledem dá zvětšení 300x.

Amatérští astronomové rozlišují okuláry podle jejich ohniskové vzdálenosti, vyjádřené v milimetrech. Obvykle se pohybují od 3 do 50 mm. Někteří astronomové však dávají přednost rozlišování okulárů podle zvětšení, které poskytují pomocí jednoho nebo druhého nástroje. V astronomických zprávách je lepší uvádět zvětšení, protože to poskytne lepší představu o tom, co pozorovatel viděl. Bez vázání na dalekohled se však zvětšení stává prakticky nepoužitelným pro popis jakýchkoli vlastností okuláru. Podle ohniskové vzdálenosti lze teleskopické okuláry rozdělit na dlouhé ohniskové, středně ohniskové a krátké ohniskové.

Pro složený mikroskop je odpovídající vzorec:

\Gamma ={\frac {DD_{{{\mathrm {EO}}}}}{Ff}}={\frac {D}{f}}\times {\frac {D_{({\mathrm {EO} }}}}{F}}

kde:

$D$ - jedná se o minimální vzdálenost pro pohodlné vidění (obvykle 250 mm);
$D_{{\mathrm {EO}}}$ je vzdálenost mezi zadní ohniskovou rovinou objektivu a zadní ohniskovou rovinou okuláru (nazývaná délka tubusu), u moderních přístrojů obvykle asi 160 mm;
$F$ je ohnisková vzdálenost objektivu a je ohnisková vzdálenost okuláru. $F$

Na rozdíl od teleskopických okulárů je hlavní charakteristikou mikroskopických okulárů zvětšení, nikoli ohnisková vzdálenost. Zvětšení okuláru mikroskopu a zvětšení objektivu se určují podle vzorců: $P_{{\mathrm {E}}}$ $P_{{\mathrm {O}}}$

P_{{\mathrm {E}}}={\frac {D}{f)),\qquad P_{{\mathrm {O}}}={\frac {D_{{{\mathrm {EO}}} }}{F}}

odkud lze zvětšení vyjádřit jako součin zvětšení objektivu a okuláru:

\Gamma =P_{{\mathrm {E}}}\times P_{{\mathrm {O}}}

Například při použití okuláru 10x a objektivu 40x mikroskop zvětší 400x.

Tato definice úhlového zvětšení vychází z potřeby měnit nejen okuláry, ale i objektivy, díky čemuž se ukazuje, že zvětšení závisí na dvou faktorech. Historicky Abbe popisoval mikroskopické okuláry odděleně z hlediska úhlového zvětšení okuláru a počátečního zvětšení objektivu. To se ukázalo jako vhodné pro vývoj optických obvodů. ale pro praktickou mikroskopii to bylo nepohodlné, a proto se od tohoto systému upustilo.

Obecně uznávaná minimální zaostřovací vzdálenost je 250 mm a z této hodnoty se vypočítává zvětšení okuláru. Obvykle jsou zvětšení 8×, 10×, 15× a 20×. Ohniskovou vzdálenost okulárů v milimetrech lze určit vydělením 250 mm zvětšením okuláru. $D$

Moderní přístroje používají objektivy s korekcí na nekonečno spíše než objektivy s korekcí na 160 mm, a proto vyžadují další korekční čočky v tubusu mikroskopu.

Poloha ohniskové roviny

Obvykle se ohnisková rovina okuláru nachází mimo jeho čočky, před čočkou pole. Do této roviny lze umístit mřížku nebo mikrometrický nitkový kříž. U některých typů okulárů, jako jsou okuláry Huygens a Nagler, je ohnisková rovina umístěna mezi čočkami okuláru, a proto umístění nitkového kříže v ohniskové rovině není možné.

Ohnisková rovina je umístěna na řezu nosné objímky okuláru zařízení, a tedy i nosné objímky okuláru. Pokud je ohnisková rovina okuláru posunuta, hodnota tohoto posunutí se nazývá parfokalita a měří se od referenčního okulárového pouzdra přístroje směrem k objektivu.

Zorné pole

Zorné pole určuje, kolik toho lze okulárem vidět. Zorné pole se může lišit v závislosti na zvětšení získaném daným dalekohledem nebo mikroskopem a také závisí na vlastnostech samotného okuláru.

Termín "zorné pole" může mít tři významy:

Skutečné úhlové zorné pole: Úhlová velikost části oblohy při pohledu okulárem používaným s jakýmkoli dalekohledem a při vhodném zvětšení. Tato hodnota je zpravidla od jedné desetiny stupně do 2°.
Úhlové zorné pole okuláru: Úhlová velikost obrazu viděného okulárem. Jinými slovy: jak velký obrázek vypadá. Tato hodnota je konstantní pro jakýkoli okulár s pevnou ohniskovou vzdáleností a lze ji použít k výpočtu skutečného zorného pole při použití s jakýmkoli dalekohledem. Zorné pole okuláru se může měnit přibližně mezi 35-100°.
Lineární zorné pole okuláru v obrazové rovině, nebo jinými slovy velikost zarážky pole okuláru. [1] Součin lineárního zorného pole okuláru a jeho zvětšení se nazývá okulárové číslo. [1] Například dva okuláry – pole 10 × 20 mm a pole 20 × 10 mm – budou mít stejné číslo okuláru rovné 200. Číslo okuláru se číselně rovná lineární velikosti zorného pole, vztaženo na vzdálenost nejlepšího pohledu rovná 250 mm. Zorné pole viděné okulárem s okulárovým číslem 200 je tedy z hlediska zorného úhlu ekvivalentní poli 200 mm ve vzdálenosti 250 mm.

Pokud je známo úhlové pole okuláru, lze skutečné zorné pole dalekohledu s tímto okulárem vypočítat pomocí následujícího vzorce:

2W={\frac {2W'}\Gamma }

nebo

2W={\frac {2W'}{({\frac {F}{f))))}

kde

$2W$ je skutečné zorné pole vypočtené ve stejných jednotkách jako . $2 W'$
$2 W'$ je zorné pole okuláru.
$\Gamma$ - zvýšit.
$F$ - ohnisková vzdálenost čočky (u refraktoru ) nebo hlavního zrcadla (u reflektorů a katadioptrie ) dalekohledu.
$F$ je ohnisková vzdálenost okuláru vyjádřená ve stejných jednotkách jako . $F$

Ohnisková vzdálenost je vzdálenost, ve které čočka nebo zrcadlo shromáždí světelné paprsky do jednoho bodu.

Vzorec má chybu asi 4 % nebo méně pro zorné pole okuláru do 40° a asi 10 % pro 60°.

Pokud je zorné pole okuláru neznámé, lze skutečné zorné pole přibližně vypočítat podle vzorce:

2W={\frac {57,3d}{F}}

kde:

$2W$ — skutečné zorné pole, °;
$d$ — průměr clony okulárového pole, mm;
$F$ je ohnisková vzdálenost objektivu nebo hlavního zrcadla dalekohledu, mm.

Druhý vzorec je obecně přesnější, ale výrobci průměr dorazu pole většinou neuvádějí. První vzorec nebude přesný, pokud zorné pole není ploché nebo přesahuje 60°, což je u okulárů s ultra širokým zorným polem zcela běžné.

Podle velikosti zorného pole se okuláry dělí na: širokoúhlé, střední a s „efektem klíčové dírky“.

Oční úleva

Odstranění výstupní pupily - vzdálenost od oční čočky okuláru k bodu na jeho optické ose, kam má být oko umístěno, aby bylo vidět celé zorné pole.

Oční reliéf se zpravidla pohybuje mezi 2 a 20 mm, v závislosti na konstrukci okuláru. Okuláry s dlouhou ohniskovou vzdáleností mívají delší oční reliéf. a krátké ohnisko - malé, což, jak je uvedeno výše, může být problematické. Doporučený minimální oční reliéf je asi 5-6 mm.

Komfort pozorování závisí na odstranění zornice. Při použití okuláru s malým očním reliéfem tedy musí pozorovatel přiložit oko velmi blízko k čočce okuláru (jako by oko tlačilo do okuláru), což někdy způsobuje nepohodlí a v chladném období hrozí omrzliny. oční rohovka. Řasy, opřené o čočky okuláru, navíc zanechávají stopy na antireflexní vrstvě. Zpravidla platí, že čím kratší je ohnisková vzdálenost okuláru, tím menší je oční reliéf. Vzhledem k tomu, že návrháři o tomto problému vědí, nabízejí různá optická schémata navržená pro umístění výstupní pupily do pohodlné vzdálenosti. Některé modely okulárů tedy mají pevný oční reliéf bez ohledu na ohniskovou vzdálenost. Příliš velký oční reliéf však také způsobuje nepříjemnosti při pozorování. Pokud má okulár s dlouhým ohniskem například zornici řádově 30-40 mm, budete muset obrazně řečeno „chytit obraz okem“. Praxe ukazuje, že komfortní hodnota oční úlevy je omezena horní hranicí 25 mm. Při použití brýlí se doporučuje vybrat okuláry s očním reliéfem asi 20 mm, bez nich - asi 12 mm. [2]

Vlastnosti použití některých optických zařízení ukládají specifická omezení pro odstranění výstupní pupily. Aby byla zajištěna bezpečnost oka střelce při zpětném rázu při výstřelu, mohou mít optická mířidla pro ruční palné zbraně vzdálenost zornice od 40 do 80 mm. [3] V roce 1940 se uvažovalo [4] , že oční reliéf optického zaměřovače pušky má být minimálně 80 mm.

Optická schémata okulárů

Konvergující čočka nebo Keplerův okulár

Jednoduchá spojná čočka umístěná za ohniskem čočky vytváří zvětšený převrácený obraz. Tento typ okuláru použil v mikroskopech Zacharias Jansen v roce 1590 [5] a pro použití v dalekohledech jej navrhl Johannes Kepler v roce 1611 ve své knize „Dioptrics“ jako způsob, jak zvětšit zorné pole a zvětšit stávající dalekohledy.

Konvergující čočka (Galileův okulár)

Jednoduchá divergenční čočka umístěná před ohniskem objektivu vytváří přímý obraz, ale s omezeným zorným polem. Tento typ čoček byl použit v prvních dalekohledech, které se objevily v Nizozemí v roce 1608, a poté byly s drobnými vylepšeními zkopírovány Galileem v roce 1609, což byl důvod, proč byly takové okuláry nazývány galilejskými. Tento typ okuláru se stále používá ve velmi levných dalekohledech a dalekohledech (hlavně divadelních).

Herschelův okulár

Herschelův okulár je skleněná koule s broušeným segmentem, plochá část směřuje k oku pozorovatele. Byl vynalezen Williamem Herschelem v roce 1768.

Huygens okulár

Huygensův okulár se skládá ze dvou plankonvexních čoček, umístěných svými plochými částmi směrem k oku pozorovatele a oddělených určitou mezerou. Čočky se nazývají oční čočky a polní čočky. Ohnisková rovina se nachází mezi dvěma čočkami. Byl vynalezen Christianem Huygensem na konci 60. let 17. století a byl prvním složeným (vícečočkovým) okulárem [6] . Huygens objevil, že dvě čočky oddělené mezerou lze použít k výrobě okuláru s nulovou chromatickou aberací. Pokud jsou čočky vyrobeny ze skla se stejným indexem lomu, oko pozorovatele je uvolněné a objekt pozorování je nekonečně vzdálený od dalekohledu, pak je vzdálenost mezi čočkami určena podle vzorce:

d={\frac {1}{2}}(f_{A}+f_{B})

kde a jsou ohniskové vzdálenosti čoček okuláru. $f_{A}$ $f_B$

Tyto okuláry se používají s dalekohledy s velmi dlouhou ohniskovou vzdáleností (v Huygensově době se používaly jednoprvkové neachromatické refraktory s dlouhou ohniskovou vzdáleností, včetně leteckých dalekohledů s velmi dlouhou ohniskovou vzdáleností). Tato optická konstrukce je nyní považována za zastaralou, protože se nyní používají dalekohledy s kratším ohniskem a při použití s nimi mají tyto okuláry velké zkreslení obrazu, chromatickou aberaci a velmi úzké zorné pole. Ale kvůli nízkým nákladům na výrobu jsou jimi vybaveny levné dalekohledy a mikroskopy [7] .

Vzhledem k tomu, že okuláry Huygens nepoužívají k držení čočky na místě lepidlo, nadšenci do astronomie je někdy používají k projekčnímu pozorování Slunce, tedy k promítání obrazu Slunce na plátno. Jiné typy okulárů, které používají lepidlo, mohou být poškozeny intenzivním soustředěným slunečním zářením, pokud jsou používány tímto způsobem.

Okulár Mittenzwei

Optické schéma je podobné Huygensově okuláru, ale s meniskem jako polní čočkou. Používá se jako okulár se zvláště dlouhým ohniskem, když je požadováno pole až 55-60°. Aberace jsou korigovány stejným způsobem jako u Huygensova okuláru.

Ramsdenův okulár

Ramsdenův okulár se skládá ze dvou plankonvexních čoček stejné ohniskové vzdálenosti a vyrobených ze stejného skla, které jsou od sebe vzdáleny méně než jednu ohniskovou vzdálenost. Tento okruh vytvořil výrobce vědeckého a astronomického vybavení Jesse Ramsden v roce 1782. vzdálenost mezi čočkami se liší v závislosti na konstrukci, ale obvykle je něco mezi 7/10 a 7/8 ohniskové vzdálenosti čoček.

Dollondův okulár

Okulár Dollond je sbíhající se achromatický dublet. Vytvořil jej anglický optik John Dollond v roce 1760 a jde prakticky o achromatickou verzi Keplerova okuláru.

Fraunhoferův okulár

Navrhl německý optik Josef Fraunhofer a obsahuje dvě identické plankonvexní čočky umístěné blízko sebe. V tom se liší od jemu podobného Ramsdenova okuláru. Astigmatismus je v okuláru výborně korigován, ale zakřivení pole je výrazné, omezuje užitečné zorné pole na 30-35°. Vzhledem k absenci lepených ploch nebyl korigován chromatismus zvětšení. Podle tohoto schématu jsou stavěny některé dnes vyráběné plastové lupy.

"Solid Eyepieces"

Dlouhá nepřítomnost účinných způsobů, jak bojovat proti zbloudilému oslnění z povrchů čoček bez povlaku, přiměla optiky hledat jiná řešení, jak se s nimi vypořádat. Za jednu z těchto metod lze považovat „pevný“ okulár navržený optikem Tollesem. Principem činnosti je podobný okuláru Huygens, ale je vyroben z jednoho kusu skla. Funkci polní clony plní prstencová drážka podél obruby okuláru. Z hlediska aberace se tento okulár od Huygens prakticky neliší.

Za jiný typ „pevného“ okuláru lze považovat obdobu Kelnerova okuláru navrženého americkým fyzikem Charlesem Hastingsem. Skládá se z bikonvexní tlusté čočky a na ní nalepeného negativního menisku. Kvalita obrazu se neliší od kvality okuláru Kellner. Nyní má pouze historický význam.

Velmi podobný je mu monocentrický okulár vytvořený ve Státním optickém ústavu D. D. Maksutovem v roce 1936 pro použití v laboratorních přístrojích. Lze jej také považovat za „pevnou“ obdobu Kellnerova okuláru. Má poměrně dobrou korekci aberace v poli 25-30°. Stejně jako u všech okulárů se společným středem zakřivení všech ploch je pole omezeno zakřivením pole a astigmatismem. Konstrukce je vhodná z hlediska výroby a provozu, protože nevyžaduje přesné centrování vzhledem k ose dalekohledu.

I přes poměrně jednoduchý design a nepříliš dokonalou kvalitu obrazu mohou být takové okuláry zajímavé pro moderního amatéra. Jsou nejvhodnější pro pozorování planet, kdy je potřeba zohlednit malé a málo kontrastní detaily na jejich povrchu. Faktem je, že jakýkoli antireflexní povlak má jemnozrnnou strukturu a vždy mírně rozptyluje světlo, které jím prochází, díky čemuž se kolem jasných objektů tvoří znatelné halo, proti kterému se ztrácejí detaily obrazu. Čím více osvětlených ploch v systému, tím více se snižuje kontrast obrazu pozorovaného objektu. Moderní vícevrstvé antireflexní povlaky mají poměrně velký rozptyl. Obvyklý vysoce leštěný povrch čočky přináší nejmenší rozptyl, takže ideálním okulárem pro planetární pozorování (když není vyžadováno velké pole) zůstává jednoduchá čočka bez povlaku, která je bez oslnění a prakticky nerozptyluje světlo.

Hastingsův okulár typu II

"Single lens" okulár, což je symetrická lepená trojice. Běžněji známý jako aplanární trojitá lupa. Sférická aberace, chromatismus a koma jsou v okuláru dobře korigovány. Zorné pole 30-35° je omezeno astigmatismem a zakřivením pole, které jsou v tomto systému zásadně nevyhnutelné. Skleněné lupy vyrobené podle tohoto schématu se často nacházejí v prodeji. Dříve se hojně používal jako okulár s krátkým ohniskem.

Okulár Kellner

Kellnerův okulár používá achromatický Ramsdenův dublet místo plankonvexní čočky k odstranění zbytkové chromatické aberace. Dr. Karl Kellner vyvinul svůj první achromatický okulár v roce 1849 [8] . Toto schéma se také nazývá „achromatický Ramsden“. Kellnerův okulár je tříčočkový optický design používaný v základních dalekohledech s malou až střední clonou a clonou f/6 nebo vyšší. Typické zorné pole je 40 až 50° a mají dobrou kvalitu obrazu při nízkých až středních výkonech, v tomto ohledu mnohem lepší než okuláry Huygens a Ramsden, a jsou významným krokem vpřed. [9] . Největším problémem okulárů Kellner byly odlesky, ale příchod antireflexních vrstev čoček tento problém vyřešil, díky čemuž byly okuláry Kellner populární. Vzhled okulárů Plössl, které nejsou cenově výrazně dražší než okuláry Kölner, ale výrazně převyšují kvalitu, znemožňoval jejich použití.

Plössl ("symetrický") okulár

Okulár Plössl se obvykle skládá ze dvou dubletů a navrhl ho Georg Simon Plössl v roce 1860. Protože dublety mohou být stejné, nazývá se tento okulár někdy také symetrický. [10] Kompozitní čočky Plössl poskytují relativně široké (50° nebo více) zdánlivé zorné pole. Díky tomu je tento okulár ideální pro aplikace od pozorování hluboké oblohy až po pozorování planet. Hlavní nevýhodou okulárů Plössl je malý oční reliéf oproti ortoskopickým. V okulárech Plössl je odstranění zornice 70-80 % ohniskové vzdálenosti. To je zvláště důležité při ohniskových vzdálenostech menších než 10 mm, kde může být sledování nepříjemné, zejména pro lidi, kteří nosí brýle.

Plösslovo schéma bylo nejasné[ termín neznámý ] až do 80. let, kdy výrobci astronomických zařízení začali prodávat přepracované verze těchto okulárů. [11] Nyní jsou velmi populární na trhu amatérské astronomie, [12] kde název „Plössl“ zahrnuje okuláry s minimálně čtyřmi optickými členy.

Výroba tohoto okuláru je nákladná kvůli vysokým požadavkům na kvalitu skla a nutnosti přesně sladit sbíhavé a divergentní čočky, aby se zabránilo vnitřním odrazům. Z tohoto důvodu se kvalita různých okulárů Plössl liší. Mezi levným okulárem Plössl s jednoduchým optickým povlakem a kvalitně vyrobeným okulárem Plössl jsou patrné rozdíly.

Ortoskopický ("Abbe")

Čtyřprvkový ortoskopický okulár se skládá z plankonvexního sbíhavého singletu a vázaného sbíhavého tripletu. To dává okuláru téměř dokonalou kvalitu obrazu a dobrý oční reliéf, ale skromné zorné pole v řádu 40-45° (firmě Baader Planetarium se však podařilo vytvořit ortoskopy se zorným polem 50° díky používání extra těžkých brýlí a speciální osvěta). Vynalezl je Ernst Abbe v roce 1880. [7] Nazývá se „ortoskopický“ nebo „ortografický“ kvůli malému zkreslení výsledného obrazu a někdy se mu také říká jednoduše „ortho“ nebo „Abbe“.

Před vynálezem vícevrstvých čoček a popularitou okulárů Plössl byly nejoblíbenějšími teleskopickými okuláry ortoskopické okuláry. Dokonce i nyní jsou považovány za dobré pro pozorování Měsíce a planet. .

Monocentrický

Monocentrický okulár je achromatický triplet složený ze dvou korunkových skleněných prvků spojených s pazourkovým sklem. Prvky jsou tlusté, silně zakřivené a jejich plochy mají společný střed, proto se tomuto okuláru říkalo monocentrický. Byl vynalezen Adolfem Steinheilem kolem roku 1883. [13] Tento okulár, stejně jako „pevné“ okuláry Roberta Tollese, Charlese Hastingse a Wilfreda Taylora [14] , je neoslňující a poskytuje jasný kontrastní obraz, což bylo velmi důležité faktor před vynálezem antireflexních vrstev. [15] Má úzké zorné pole asi 25° [16] a je vyhledáván amatérskými pozorovateli planet. [17]

Okulár Erfle

Okulár Erfle je pětičlenný optický systém sestávající ze dvou achromatických a jedné jednoduché čočky. Tento typ okuláru byl vytvořen během první světové války pro vojenské účely a byl popsán Heinrichem Erflem v US patentu č. 1478704 v srpnu 1921 a byl určen k získání širších zorných polí než u čtyřprvkových systémů a byl dalším vývojem okulárů Köllner a Plössl a typ 2 - dvousložkový okulár s zornicí Koenig. Existují dva druhy okuláru Erfle, které jsou svými optickými vlastnostmi přibližně rovnocenné - v prvním je jednoduchá čočka umístěna blízko ohniska, na straně dvojice dubletů a ve druhém mezi nimi. Někdy byl druhý typ okulárů Erfle nazýván „superplössl“. Ve středu zorného pole tohoto okuláru jsou sférická aberace a polohový chromatismus obvykle dokonale korigovány. Kóma ve střední části zorného pole může být malá. Clona čočky, se kterou může tento okulár efektivně pracovat, je omezena pouze projevy polních aberací.

Existují dvě schémata pro optimalizaci okulárů Erfle ohledně kvality korekce zakřivení pole.

Schéma, které koriguje zakřivení ve velkém zorném poli (řádově 60°), je nedostatečně korigováno pro jiné aberace pole. Tyto okuláry nejsou příliš dobré při velkém zvětšení kvůli astigmatismu a oslnění. Nicméně s antireflexními vrstvami při malých zvětšeních (ohniskové vzdálenosti 20 mm a více) jsou přijatelné a jsou vynikající při ohniskových vzdálenostech 40 mm a více.

S dalším schématem pro optimalizaci korekce aberací se získá okulár, který není ve všech ohledech horší než Plösl a ortoskopie a je vynikající pro velká zvětšení a pozorování planet.

Okuláry Erfle jsou velmi oblíbené, protože mají velké oční čočky, dobrý oční reliéf a jejich použití je velmi pohodlné.

Erfleho okuláry byly vyvinuty v šestičočkových schématech modifikované Erfle, která zahrnuje tři dublety, schéma „Paragon“ – dva blízkoohniskové singlety a dva dublety a schéma „Panoptic“ – dva singlety mezi dvěma dublety.

Koenigův okulár

Okulár Koenig se skládá z konkávně-konvexního sbíhavého dubletu a plankonvexní sbíhavé čočky. Silně konvexní povrchy dubletu a sbíhavé čočky se téměř dotýkají. Konkávní část dubletu směřuje ke světelnému zdroji a téměř plochá část sbíhající čočky směřuje k oku pozorovatele. Tento okulár byl vyvinut v roce 1915 německým optikem Albertem Königem (1871-1946) jako zjednodušená verze okuláru Abbe. Optická konstrukce umožňuje získat vysoké zvětšení s dlouhým očním reliéfem - největší oční reliéf před vynálezem Naglerova optického designu v roce 1979. Zorné pole asi 55° dělá tyto okuláry podobné okulárům Plössl, ale s výhodou, že k jejich výrobě je potřeba o jednu čočku méně.

Moderní verze okuláru Koenig používají vylepšená skla nebo přidávají další čočky sestavené v různých kombinacích dubletů a tílek. Nejběžnější úpravou je přidání pozitivní konkávně-konvexní čočky před dublet, konkávní strana ke zdroji světla a konvexní strana ke dubletu. Moderní modifikace mají obvykle zorné pole 60-70 °.

Tento typ okuláru je také známý jako vzdálený okulár.

RKE

Okulár RKE se skládá z achromatické čočky a bikonvexní sbíhavé čočky v opačném pořadí než okulár Kellner. Byl vyvinut Davidem Rankem z Edmund Scientific Corporation, který je uvedl na trh koncem 60. a začátkem 70. let. Tato optická konstrukce poskytuje širší zorné pole než klasický Kellnerův okulár a je podobná optické konstrukci běžnějšího okuláru Koenig.

Okulár Zeiss

Jedná se o vývoj okuláru Koenig. Přidáním jednoduché čočky bylo možné získat dokonalejší korekci astigmatismu a zkreslení.

Naglerův okulár

Byl vynalezen a patentován Albertem Naglerem v roce 1979 a je optimalizován pro astronomické dalekohledy: poskytuje velmi široké zorné pole (82°) a je dobře korigován na astigmatismus a jiné aberace. Naglerova nejmodernější optická konstrukce Ethos má zorné pole 100°. [18] Toho je dosaženo použitím exotického skla s vysokým indexem indexu a až osmi optických prvků seskupených do čtyř nebo pěti skupin. Existuje pět podobných optických konstrukcí, nazývaných také Nagler: „Nagler“ ( Nagler ), „Nagler typ 2“ ( Nagler typ 2 ), „Nagler typ 4“ ( Nagler typ 4 ), „Nagler typ 5“ ( Nagler typ 5 ) , "Nagler typ 6" ( Nagler typ 6 ).

Počet optických prvků v okulárech Nagler se může zdát skličující, ale myšlenka je ve skutečnosti docela jednoduchá: každý okulár Nagler má difuzní dublet, který zvyšuje zvětšení a je doprovázen několika sbíhajícími se skupinami. Tyto skupiny, oddělené od rozbíhavého dubletu, se spojí, aby získaly velkou ohniskovou vzdálenost a vytvořily konvergující čočku. To vám umožní těžit z použití čoček s malým zvětšením. V praxi je okulár Nagler kombinací Barlowovy čočky s okulárem s dlouhým ohniskem. Toto optické schéma je široce používáno v okulárech se širokým zorným polem nebo dlouhým očním reliéfem.

Hlavní nevýhodou těchto okulárů je jejich hmotnost. Verze s dlouhou ohniskovou vzdáleností váží více než 0,5 kg, což je dost na to, aby vyvážilo většinu dalekohledů. Hobbyisté někdy označují tyto okuláry jako "těžítka" kvůli jejich hmotnosti nebo "granáty dobré ruky" kvůli jejich tvaru a velikosti. Další nevýhodou je jejich vysoká cena, srovnatelná s cenou malého dalekohledu, proto jsou mnohými amatéry považovány za luxus. [19]

Viz také

Očnice

Poznámky

↑ 1 2 Egorova O. V. S mikroskopem na „vás“. Vstupte do XXI století. Světelné mikroskopy pro biologii a medicínu. - M. : "Reprocentre", 2006. - S. 301‒303. — 416 s. - ISBN 5-94939-060-1 .
↑ Výběr okulárů. . Získáno 4. června 2011. Archivováno z originálu 10. června 2011. (neurčitý)
↑ BelOMO: Optická mířidla pro ruční palné zbraně. . Získáno 29. září 2016. Archivováno z originálu 29. září 2016. (neurčitý)
↑ Solodilov K. E. Vojenská opticko-mechanická zařízení. - M . : Státní nakladatelství obranného průmyslu, 1940. - S. 154. - 262 s.
↑ Molecular Expressions: Science, Optics and You – Časová osa – Zacharias Janssen Archivováno 12. listopadu 2021 na Wayback Machine
↑ Philip S. Harrington, „Star Ware“, strana 181 . Získáno 2. října 2017. Archivováno z originálu 30. listopadu 2021. (neurčitý)
↑ 12 Huygens . _ Získáno 13. února 2011. Archivováno z originálu 20. července 2002. (neurčitý)
↑ Jack Kramer. Starý dobrý okulár Plossl . Lake County Astronomical Society). Získáno 25. prosince 2009. Archivováno z originálu 31. května 2004. (neurčitý)
↑ "Vojenská příručka MIL-HDBK-141", kapitola 14 (nedostupný odkaz) . Získáno 13. února 2011. Archivováno z originálu 6. srpna 2010. (neurčitý)
↑ Steven R. Coe, Mlhoviny a jak je pozorovat, str. 9 Archivováno 30. listopadu 2021 na Wayback Machine .
↑ Philip S. Harrington, Star Ware: The Amateur Astronomer's Guide, strana 183 . Získáno 2. října 2017. Archivováno z originálu 30. listopadu 2021. (neurčitý)
↑ John W. McAnally, Jupiter a jak ho pozorovat - Strana 156 . Získáno 2. října 2017. Archivováno z originálu 19. června 2013. (neurčitý)
↑ Komentáře ke zprávě o testu monocentrického okuláru TMB Gary Seronik // Sky & Telescope. Aug. 2004. Pp. 98-102 od Chrise Lorda . Získáno 30. května 2011. Archivováno z originálu 4. května 2006. (neurčitý)
↑ Handbook of Optical Systems, Survey of Optical Instruments by Herbert Gross, Hannfried Zügge, Fritz Blechinger, Bertram Achtner, str. 110 . Získáno 2. října 2017. Archivováno z originálu 19. června 2013. (neurčitý)
↑ "Demystifying Multicoatings" od Rodgera Gordona ( původně se objevilo v TPO Volume 8, Issue 4. 1997 ) (odkaz není dostupný) . Získáno 30. května 2011. Archivováno z originálu 18. května 2008. (neurčitý)
↑ Martin Mobberley, „Astronomické vybavení pro amatéry“, strana 71 . Získáno 2. října 2017. Archivováno z originálu 20. června 2013. (neurčitý)
↑ Gerald North, „Pokročilá amatérská astronomie“, strana 36 . Získáno 2. října 2017. Archivováno z originálu 19. června 2013. (neurčitý)
↑ Daniel Moonsey. Cloudynights review Ethos — 21mm vydaný v roce 2009 má velikost plechovky od piva a váží téměř kilo . Získáno 3. června 2011. Archivováno z originálu 8. června 2007. (neurčitý)
↑ Martin C. Cohen. Televue: Historická perspektiva . Získáno 3. června 2011. Archivováno z originálu 15. června 2011. (neurčitý)

Literatura

Yashtold-Govorko V.A. Fotografie a zpracování. Střelba, vzorce, termíny, recepty. Ed. 4., zkr. M., "Umění", 1977.
Erpylev N. P. Encyklopedický slovník mladého astronoma, Ed. 2., přepracovaná a doplněná, "Pedagogika", 1986.
Bryukhanov A. V., Pustovalov G. E., Rydnik V. I. Vysvětlující fyzikální slovník: obecné pojmy. Ed. 2., opraveno., "Ruský jazyk", 1988.

Odkazy

Výběr okulárů. Archivováno 3. ledna 2009 na Wayback Machine
Vše o okulárech dalekohledů. Archivováno 10. června 2011 na Wayback Machine
Evoluce okulárů. Archivováno 27. února 2021 na Wayback Machine
Okuláry pro dalekohledy. Archivováno 25. května 2011 na Wayback Machine
Popis a přehled různých typů a modelů astronomických okulárů.
A. Gerasimenko. Okuláry: Typy optických systémů . Projekt průzkumu sluneční soustavy. Získáno 5. června 2011. Archivováno z originálu 16. října 2011. (Ruština)
Kalkulačka výkonu dalekohledu ve spojení s různými okuláry. Archivováno 15. března 2022 na Wayback Machine