ОКУЛЯРЫ

Окуляр (от латинского ocularis - глазной) , оптическая система, расположенная непосредственно перед глазом и предназначенная для рассматривания изображения образованного предыдыщей оптической системы.
Оптические свойства окуляра характеризуются: фокусным расстоянием f' и определяемым f' угловым увеличением оптическим Г' — отношением тангенса угла, под которым видно мнимое изображение вокуляра к тангенсу угла, под которым глаз без окуляра видел бы на экране или фотослое промежуточное изображение, удалённое на т. н. расстояние наилучшего видения (для нормального глаза 250 мм), углом поля зрения 2 ' в пространстве изображений (углом между крайними лучами, выходящими из окуляра).
Окуляр имеет входное и выходное поле зрения. Входное поле зрения у окуляра линейное-диаметр его полевой диафрагмы. Выходное поле зрения у окуляра угловое. Его можно измерить двойным углом 2w' пересечения главным лучом оптической оси на выходе из окуляра. Обычно, когда говорят о поле зрения окуляра имеют ввиду именно его угловое поле зрения.Угол. под которым видна диафрагма окуляра , называется угловым полем зрения окуляра. Выходное поле зрения у окуляра угловое. Обычно, когда говорят о поле зрения окуляра имеют ввиду именно его угловое поле зрения.Угловое поле зрения и линейное связаны простым соотношением 2w' = D/f'o*57.3 угл. градусов в так называемом приближении "нулевых лучей", где f'o - фокусное расстояние окуляра в мм. Угловое поле зрения дает возможность быстро определить какое поле зрения 2w видно через телескоп фокусом f' с установленным в него окуляром. Входное поле зрения телескопа равно 2w = 2w'/Г, где Г - увеличение телескопа. Оно в свою очередь равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра (мм): Г = f'/f'о. То есть 2w = f'o*2w'/f'.
Формула для вычисления поля зрения телескопа с каждым конкретным окуляром такая: W=w/G, где W - поле зрения телескопа в градусах с данным окуляром; w - субъективное поле зрения окуляра в градусах (обычно указанное производителем); G - увеличение телескопа с этим окуляром.
Диаметр окулярного зрачка p можно вычислить по формуле p=D/W, где D - диаметр объектива, а W - увеличение получаемое с этим окуляром на данном телескопе.
Типы окуляров

Окуляр Гюйгенса. Состоит из двух плоско-выпуклых линз, обращенных выпуклостью к объективу. Несмотря на отсутствие склеенных линз, позволяет добиться хорошей коррекции хроматизма увеличения. Поле зрения до 35...40°, В системе плохо исправлены кривизна поля и астигматизм, к тому же, удаление выходного зрачка довольно мало (около 0.3F), что не позволяет применять короткофокусные конструкции. Передний фокус окуляра расположен внутри, в междулинзовом промежутке, что затрудняет размещение там измерительных приборов (например, микрометра для измерения двойных звезд).


Окуляр Рамсдена состоит из двух одинаковых плоско-выпуклых линз и неплохо корректирует сферическую и хроматическую аберрации. Астигматизм исправлен незначительно, и окуляр обладает очень маленьким выносом зрачка. Поле зрения этого окуляра 30÷40 градусов. Окуляр применим только с объективами небольшого относительного отверстия.


Окуляр Кельнера. Это усовершенствованный окуляр Рамсдена. Его глазная линза ахроматизирована. При относительном отверстии объектива телескопа 1/6 и выходных зрачках не более 3мм сферическая аберрация и хроматизм на оси окуляра равны нулю. Окуляр применяется в биноклях, зрительных трубах, микроскопах. Это один из самых распространенных окуляров. Его поле зрения 40-45 градусов.


Симметричный окуляр или окуляр Плессла. Это так же один из наиболее совершенных окуляров и, что особенно важно, он хорошо работает при A=1/6 и больших со зрачками от 1 до 4 мм. Этот окуляр один из самых распространенных, так как его серийное производство просто. Обе его склееные компоненты совершенно одинаковы. Он часто используется в оборачивающих системах зрительных труб и для окулярной проэкции. Выходной зрачок вынесен далеко, поле зрения 40-55 градусов.


Ортоскопический окуляр. Для астрономических целей это наиболее подходящий окуляр. Окуляр свободен от сферической и хроматической аберраций. Он свободен, кроме того, и от дисторсии. Его выходной зрачок вынесен, и окуляр удобен при наблюдениях с большими увеличениями. Астигматизм и кривизна поля ограничивают поле зрения до 45-50 градусов.


Окуляры Эрфле. Это целое семейство высококачественных широкоугольных окуляров.. Эрфле предложил лишь 2 разновидности широкоугольных окуляров. Первая является развитием симметричного окуляра, между линзами которого размещена дополнительная двояковыпуклая линза. Это позволило достичь 60-65° поля при удовлетворительном качестве изображения на его краю. В этой конструкции удалось сохранить достаточно большой вынос зрачка, свойственный симметричному окуляру и достигающий 0.7-0.8F, что позволяет использовать ее для достаточно короткофокусных вариантов. Второй тип окуляра Эрфле представляет собой усовершенствованный окуляр Кельнера. Увеличения полезного поля зрения удалось добиться путем расщепления склеенной глазной линзы на две одинаковые склейки. Этот окуляр имеет немного лучшее качество изображения, чем предыдущий, но отличается меньшим удалением выходного зрачка (0.3-0.4F). В любой из этих конструкций простая линза может заменяться на склеенную, образуя шестилинзовую схему, которую тоже иногда называют окуляром Эрфле. При этом удается дополнительно снизить хроматизм увеличения, коррекция же полевых аберраций (астигматизма и дисторсии) остается на прежнем уровне. Несмотря на усложненную конструкцию, качество изображения, даваемое окулярами этого типа, оставляет желать лучшего, особенно на краю поля. Поле зрения 62-65 градусов.


Окуляр с вынесенным зрачком благодаря отрицательной первой компоненте его выходной зрачок вынесен значительно дальше, чем у других окуляров того же фокусного расстояния. Этот окуляр особенно удобен как короткофокусный для больших увеличений, когда у других окуляров выходной зрачок расположен слишком близко к последней линзе. Диаметр поля окуляра 45—50°



Широкоугольные окуляры. Первыми широкоугольными окулярами стали конструкции Эрфле. Широкоугольные окуляры представляют собой многолинзовые окуляры (имеют от 6-ти до 9-ти линз в своей конструкции) с использованием стекол типа лантановый крон и тяжелый флинт, что позволяет улучшить качество изображения на краю поля зрения, или с использованием отрицательной линзы Барлоу. Поле зрения 65-85 градусов.

Панкратические окуляры. Панкратическими называют системы с изменяемым значением фокусного расстояния. Окуляры с переменным фокусным расстоянием известны давно. В большинстве своем это многолинзовые конструкции, применение которых в астрономии сдерживается по причинам, о которых уже упоминалось выше. Из наиболее часто применяемых простейших конструкций можно выделить две основных. Первая подразумевает использование окуляра обычной системы совместно с перемещаемой по определенному закону линзой Барлоу. Как известно, эквивалентное фокусное расстояние системы с такой линзой зависит от ее расстояния до фокуса объектива. Вторая система применяется в зрительных трубах. Здесь под "панкратическим окуляром" понимается совокупность непосредственно окуляра зрительной трубы и двухлинзовой оборачивающей системы, перемещением линз которой по заранее рассчитанному закону и производится изменение увеличения. При всей заманчивости использования такого окуляра вместо набора из нескольких, всегда следует помнить, что все панкратические системы (а особенно простейшие!) имеют хорошую коррекцию аберраций только для одного, первоначально заданного значения фокусного расстояния. Чем больше отличается текущее значение фокуса окуляра от этой величины, тем хуже становится качество изображения.

Присоединительные размеры окуляровОсновным размером присоединительной втулки окуляра считается 1.25" (1.25 дюйма = 31.8 мм). Для широкоугольных или длиннофокусных конструкций окуляров применяется увеличенный двухдюймовый (2" = 50.8 мм) стандарт. Сейчас большинство фирм, производящих окуляры и адаптеры, используют именно эти размеры. Вместе с этим, в Японии и США применяется и еще один стандарт на окуляры небольших зрительных труб, присоединительная втулка которых имеет диаметр 0.965" (24.5 мм). Иногда можно встретить упоминание и о еще большем (правда не стандартизованном) присоединительном размере окуляра. Он составляет 68.5 мм (2.69") и используется для самых длиннофокусных широкоугольных окуляров. Часто для телескопических наблюдений любители используют окуляры, предназначенные для микроскопии. В Японии для окуляров микроскопов принят отдельный стандарт, устанавливающий диаметр посадочной втулки равным 0.917" (или 23.3 мм). Российский стандарт на такие окуляры практически не отличается от японского. У нас ГОСТ3361-75 устанавливает наружный диаметр окуляра равным 23.2 мм Для окуляров стереомикроскопов установлен увеличенный диаметр втулки, равный 30.0 f7 мм и 32мм.