Okulaari

Okulaari - optisen järjestelmän elementti , joka on tarkkailijan silmään päin , osa optista laitetta ( etsin , etäisyysmittari , kiikarit , mikroskooppi , teleskooppi jne.), joka on suunniteltu katsomaan linssin tai pääpeilin muodostamaa kuvaa laitteesta.

Joskus optisessa järjestelmässä ei tarvitse käyttää okulaareja, vaan laitteen fokukseen asennetaan valokuva- tai videolaitteisto .

Okulaarien käyttö

Nykyään okulaareja käytetään laajalti optisissa mikroskoopeissa , kaukoputkissa , kiikareissa, tarkkailulaseissa, optisissa tähtäimissä, yönäkölaitteissa . Aiemmin okulaareja käytettiin joidenkin valokuva-, elokuva- ja videolaitteiden etsimeissä, mutta nykyaikaisissa laitteissa ne on korvattu näytöillä. Myös okulaarien korvaaminen näytöillä on käynnissä mikroskoopissa ja kaukoputkissa.

Suunnitteluominaisuudet

Yksinkertaisin okulaari, kuten Huygensin okulaari, koostuu kahdesta linssistä : kollektiivisesta (kutsutaan myös kenttälinssiksi) ja silmälinssistä; monimutkaiset okulaarit koostuvat neljästä viiteen tai useammasta linssistä. Joissakin okulaareissa on tarkennusvaihtoehdot liki- ja kaukonäköisyyteen . Mikrovalokuvaukseen soveltuvat vain kompensoivat okulaarit, valokuvausokulaarit ja niin sanotut gomaalit tai vahvistusjärjestelmät. Joissakin okulaareissa voi myös olla sisäänrakennettu silmäkuppi .

Okulaarivaihtoehdot

Elementit ja ryhmät

Elementit ovat erillisiä peruslinssejä, "singlettejä".

Ryhmä on monimutkainen linssi, joka on liimattu yhteen useista yksinkertaisista peruslinsseistä (elementeistä). Kun ryhmä liimataan yhteen elementiparista (kaksilinssinen ryhmä), sitä kutsutaan dubletiksi ; jos kolmesta - kolmos .

Ensimmäisissä okulaareissa oli vain yksi linssi, joka toi erittäin vääristyneitä kuvia. Kaksi- ja kolmielementtiset linssit keksittiin hieman myöhemmin ja niistä tuli nopeasti standardi hyvän kuvanlaadun ansiosta. Nyt tietokoneita ja erikoisohjelmistoja käyttävät insinöörit ovat kehittäneet okulaarit, joissa on seitsemän tai kahdeksan elementtiä, jotka antavat hyvän ja terävän kuvan.

Sisäiset heijastukset ja häikäisy

Sisäiset heijastukset , joita kutsutaan myös heijastuksiksi , johtuvat okulaarin läpi kulkevan valon hajoamisesta ja vähentävät okulaarin projisoiman kuvan kontrastia. Joskus tämän takia ns. "haamukuvia". Tästä johtuen pitkään (ennen heijastamattomien pinnoitteiden keksintöä ) suositeltiin käyttää yksinkertaisia optisia piirejä, joissa lasin ja ilman välillä oli mahdollisimman vähän kontakteja.

Yksi ratkaisu tähän ongelmaan tällä hetkellä on ohutkalvopinnoitteiden käyttö optisten elementtien pinnalla. Nämä pinnoitteet ovat yhdestä kahteen aallonpituutta paksuja ja suunniteltu vähentämään sisäisten heijastusten vaikutusta muuttamalla elementin läpi kulkevan valon taittumista. Jotkut pinnoitteet voivat myös absorboida valoa niin sanotussa prosessissa. täydellinen sisäinen heijastus, jos valo osuu pinnoitteeseen pienessä kulmassa.

Kromaattiset poikkeamat

Lateraaliset kromaattiset poikkeamat johtuvat eri aallonpituuksien valon taitekertoimien eroista. Esimerkiksi okulaarielementin läpi kulkeva sininen valo ei tarkenna samaan kohtaan kuin punainen valo. Tästä johtuen esineiden ympärille voi ilmestyä värillinen reunus tai kuvassa voidaan havaita yleistä epäterävyyttä.

Ainoa ratkaisu tähän ongelmaan on useiden erityyppisistä lasista valmistettujen elementtien käyttö. Akromaatit ( apokromaatit ) - linssiryhmät, jotka keräävät valoa vastaavasti kahdella tai kolmella tai useammalla eri aallonpituudella yhteen tarkennukseen ja melkein eliminoivat värihajoja. Mataladispersioisia linssejä voidaan käyttää myös kromaattisen poikkeaman vähentämiseen (mutta ei poistamiseen).

Pituussuuntainen kromaattinen aberraatio - sama vaikutus, joka ilmenee refraktorilinssien liian suurten polttovälien vuoksi. Mikroskoopit, joiden linssin polttovälit ovat yleensä paljon pienemmät, eivät kärsi tästä vaikutuksesta.

Laskeutumishalkaisija

Optisissa instrumenteissa käytetään pääsääntöisesti seuraavia okulaarin putken vakiosovitushalkaisijoita: kaukoputket - 0,965", 1,25", 2" ja 2,4" (lineaarisessa mitassa 24,51, 31,75 mm, 50,8 mm, 61 mm) , mikroskoopeille - 23,2 mm, 30 mm, 32 mm.

Laskeutumisholkin (hame, piippu) pituus on yleensä 1,25 "okulaarit: 15-30 mm, 2" okulaarit: 30 mm.

Polttoväli

Okulaarin polttoväli on etäisyys sen päätasosta pisteeseen, jossa valonsäteet tai niiden jatkeet (Galilean okulaarin tapauksessa) leikkaavat yhdessä pisteessä. Okulaarin ja objektiivin tai pääpeilin (heijastimen tapauksessa) polttovälit määräävät kulman suurennuksen. Tyypillisesti yksittäisen okulaarin polttoväli ilmaistaan millimetreinä. Kun okulaareja käytetään tietyn instrumentin kanssa, on joskus parempi lajitella ne niiden tuottamien suurennusten mukaan.

Teleskooppia varten minkä tahansa okulaarin kanssa käytetty kulman suurennus voidaan laskea kaavalla:

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

missä:

$\Gamma$ — kulman suurennus;
$F$ — linssin tai ensisijaisen peilin polttoväli;
$f$ on okulaarin polttoväli. ilmaistaan samoissa yksiköissä kuin . $F$

Suurennus kasvaa, kun okulaarin polttoväli pienenee tai objektiivin tai ensisijaisen peilin polttoväli kasvaa. Esimerkiksi 25 mm:n okulaari kaukoputkella, jonka polttoväli on 1200 mm, antaa 48-kertaisen suurennuksen, 4 mm:n okulaari samalla kaukoputkella antaa 300-kertaisen suurennuksen.

Amatööritähtitieteilijät erottavat okulaarit niiden polttovälin perusteella, joka ilmaistaan millimetreinä. Yleensä ne ovat 3-50 mm. Jotkut tähtitieteilijät kuitenkin mieluummin erottavat okulaarit niiden suurennuksesta jollakin työkalulla. Tähtitieteellisissä raporteissa on parempi ilmoittaa suurennus, koska se antaa paremman käsityksen siitä, mitä tarkkailija näki. Ilman teleskooppia sidottua suurennuksesta tulee kuitenkin käytännössä hyödytöntä kuvaamaan okulaarin ominaisuuksia. Polttovälin mukaan teleskooppiokulaarit voidaan jakaa pitkän tarkennukseen, keskitarkennukseen ja lyhyeen tarkennukseen.

Yhdistelmämikroskoopille vastaava kaava on:

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

missä:

$D$ - tämä on mukavan näön vähimmäisetäisyys (yleensä 250 mm);
$D_{{\mathrm {EO}}}$ on objektiivin takapolttotason ja okulaarin takapolttotason välinen etäisyys (kutsutaan putken pituudeksi) nykyaikaisessa instrumentissa, yleensä noin 160 mm;
$F$ on objektiivin polttoväli ja okulaarin polttoväli. $f$

Toisin kuin teleskooppiokulaarit, mikroskooppisten okulaarien pääominaisuus on suurennus, ei polttoväli. Mikroskoopin okulaarin suurennus ja objektiivin suurennus määritetään seuraavilla kaavoilla: $P_{{\mathrm {E}}}$ $P_{{\mathrm {O}}}$

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

jolloin suurennus voidaan ilmaista objektiivin ja okulaarin suurennusten tulona:

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

Esimerkiksi käytettäessä 10x okulaaria ja 40x objektiivia mikroskooppi suurentaa 400x.

Tämä kulmasuurennuksen määritelmä johtuu tarpeesta vaihtaa paitsi okulaareja myös objektiiveja, minkä vuoksi suurennus osoittautuu kahdesta tekijästä riippuvaiseksi. Historiallisesti Abbe kuvasi mikroskooppisia okulaareja erikseen okulaarin kulmasuurennuksen ja objektiivin alkuperäisen suurennuksen suhteen . Tämä osoittautui käteväksi optisten piirien kehittämisessä. mutta se oli hankalaa käytännön mikroskopialle, minkä vuoksi tämä järjestelmä hylättiin.

Yleisesti hyväksytty pienin tarkennusetäisyys on 250 mm, ja okulaarin suurennus lasketaan tästä arvosta. Tyypillisesti suurennokset ovat 8×, 10×, 15× ja 20×. Okulaarien polttoväli millimetreinä voidaan määrittää jakamalla 250 mm okulaarin suurennuksella. $D$

Nykyaikaiset instrumentit käyttävät äärettömyyteen korjattuja objektiiveja 160 mm korjattujen objektiivien sijaan ja vaativat siksi ylimääräisen korjaavan linssin mikroskoopin putkeen.

Polttotason sijainti

Yleensä okulaarin polttotaso sijaitsee sen linssien ulkopuolella, kenttälinssin edessä. Tähän tasoon voidaan sijoittaa ruudukko tai mikrometrinen ristikko. Joissakin okulaarityypeissä, kuten Huygens- ja Nagler-okulaarit, polttotaso sijaitsee okulaarin linssien välissä, joten hiusristikon sijoittaminen polttotasoon ei ole mahdollista.

Polttotaso sijaitsee laitteen okulaarin tukiholkin leikkauksessa ja vastaavasti okulaarin tukiholkissa. Jos okulaarin polttotasoa siirretään, tämän siirtymän arvoa kutsutaan parfokaliteetiksi, ja se mitataan laitteen vertailuokulaariholkista kohti objektiivia.

Näkökenttä

Näkökenttä määrittää, kuinka paljon okulaarin läpi voidaan nähdä. Näkökenttä voi vaihdella tietyllä kaukoputkella tai mikroskoopilla saadun suurennuksen mukaan, ja se riippuu myös itse okulaarin ominaisuuksista.

Termillä "näkökenttä" voi olla kolme merkitystä:

Todellinen kulmanäkökenttä: Taivaan osan kulmakoko katsottuna minkä tahansa kaukoputken kanssa käytettävän okulaarin läpi sopivalla suurennuksella. Yleensä tämä arvo on asteen kymmenesosa - 2°.
Okulaarin kulmakuvakenttä: okulaarin läpi näkyvän kuvan kulmakoko. Toisin sanoen: kuinka suurelta kuva näyttää. Tämä arvo on vakio kaikille kiinteän polttovälin okulaarille, ja sitä voidaan käyttää todellisen näkökentän laskemiseen käytettäessä minkä tahansa kaukoputken kanssa. Okulaarin näkökenttä voi vaihdella noin 35-100° välillä.
Okulaarin lineaarinen näkökenttä kuvatasossa, eli toisin sanoen okulaarin kenttärajoittimen koko. [1] Okulaarin lineaarisen näkökentän ja sen suurennuksen tuloa kutsutaan silmälukuksi. [1] Esimerkiksi kahdella okulaarilla - 10 × 20 mm:n kenttä ja 20 × 10 mm:n kenttä - on sama silmäluku, joka on 200. Silmän luku on numeerisesti yhtä suuri kuin näkökentän lineaarikoko, johon viitataan parhaan näkymän etäisyys otettuna 250 mm . Siten okulaarin, jonka silmäluku on 200, läpi nähty näkökenttä vastaa näkökulman suhteen 200 mm:n kenttää 250 mm:n etäisyydellä.

Jos okulaarin näkökulmakulma tiedetään, voidaan kaukoputken todellinen näkökenttä okulaarin kanssa laskea seuraavalla kaavalla:

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

tai

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

missä

$2W$ on todellinen näkökenttä laskettuna samoissa yksiköissä kuin . $2W'$
$2W'$ on okulaarin näkökenttä.
$\Gamma$ - lisääntyä.
$F$ - kaukoputken linssin ( refraktorille ) tai pääpeilin ( heijastimille ja katadioptrialle ) polttoväli .
$f$ on okulaarin polttoväli ilmaistuna samoissa yksiköissä kuin . $F$

Polttoväli on etäisyys, jolla linssi tai peili kerää valonsäteet yhteen pisteeseen.

Kaavan virhe on noin 4 % tai vähemmän okulaarin näkökentässä 40° asti ja noin 10 % 60°:een.

Jos okulaarin näkökenttä on tuntematon, todellinen näkökenttä voidaan laskea likimäärin kaavalla:

2W={\frac {57.3d}{F}}

missä:

$2W$ — todellinen näkökenttä, °;
$d$ — okulaarikentän kalvon halkaisija, mm;
$F$ on kaukoputken objektiivin tai pääpeilin polttoväli, mm.

Toinen kaava on yleensä tarkempi, mutta valmistajat eivät yleensä mainitse kentän pysäyttimen halkaisijaa. Ensimmäinen kaava ei ole tarkka, jos näkökenttä ei ole tasainen tai ylittää 60°, mikä on melko yleistä erittäin laajan näkökentän okulaareilla.

Näkökentän koon mukaan okulaarit jaetaan: laajakulmaisiin, keskikokoisiin ja "avaimenreikäefektillä".

Silmän helpotus

Poistumispupillin poistaminen - etäisyys okulaarin silmälinssistä sen optisen akselin pisteeseen, johon silmä tulisi sijoittaa, jotta koko näkökenttä näkyy.

Yleensä silmän kohouma vaihtelee 2 - 20 mm okulaarin suunnittelusta riippuen. Pitkän polttovälin okulaareilla on yleensä pidempi silmäkosketus. ja lyhyt keskittyminen - pieni, mikä, kuten edellä mainittiin, voi olla ongelmallista. Suositeltu pienin silmien helpotus on noin 5-6 mm.

Havainnoinnin mukavuus riippuu pupillin poistamisesta. Joten käytettäessä okulaaria, jossa on pieni silmäkosketus, tarkkailijan on sijoitettava silmä hyvin lähelle okulaarilinssiä (ikään kuin se painaisi silmää okulaariin), mikä aiheuttaa toisinaan epämukavuutta ja kylmänä vuodenaikana uhkaa paleltumia. silmän sarveiskalvo. Lisäksi silmäripset, jotka lepäävät okulaarin linssejä vasten, jättävät jälkiä heijastamattomaan pinnoitteeseen. Yleensä mitä lyhyempi okulaarin polttoväli on, sitä pienempi silmän helpotus. Tietäen tämän ongelman suunnittelijat tarjoavat erilaisia optisia järjestelmiä, jotka on suunniteltu sijoittamaan ulostulopupilli mukavalle etäisyydelle. Joten joissakin okulaarimalleissa on kiinteä silmän helpotus polttovälistä riippumatta. Liian suuri silmän helpotus aiheuttaa kuitenkin myös havainnointia vaivaa. Esimerkiksi, jos pitkän tarkennuksen okulaarin pupilli on luokkaa 30-40 mm, sinun on kuvainnollisesti "ottava kuva silmälläsi". Käytäntö osoittaa, että silmien helpotuksen mukavuutta rajoittaa 25 mm:n yläraja. Silmälaseja käytettäessä on suositeltavaa valita okulaarit, joiden silmäetäisyys on noin 20 mm, ilman niitä - noin 12 mm. [2]

Joidenkin optisten laitteiden käytön ominaisuudet asettavat erityisiä rajoituksia ulostulopupillin poistamiselle. Joten ampujan silmän turvallisuuden takaamiseksi rekyylin aikana laukauksen aikana, pienaseiden optisissa tähtäimissä voi olla pupillien poisto 40 - 80 mm. [3] Vuonna 1940 ajateltiin [4] , että optisen kiväärin tähtäimen silmäkorkeuden tulisi olla vähintään 80 mm.

Okulaarien optiset kaaviot

Lähestyvä linssi tai Kepler-okulaari

Yksinkertainen linssi, joka on sijoitettu linssin polttopisteen taakse, tuottaa suurennetun käänteisen kuvan. Zacharias Jansen käytti tämän tyyppistä okulaaria mikroskoopeissa vuonna 1590 [5] , ja Johannes Kepler ehdotti sitä käytettäväksi kaukoputkissa vuonna 1611 kirjassaan "Dioptrics" keinona lisätä näkökenttää ja suurentaa olemassa olevia kaukoputkia.

Konvergoiva linssi (Galilean okulaari)

Yksinkertainen hajaantuva linssi, joka on sijoitettu linssin tarkennuksen eteen, tuottaa suoran kuvan, mutta rajoitetulla näkökentällä. Tämän tyyppistä linssiä käytettiin ensimmäisissä kaukoputkissa, jotka ilmestyivät Alankomaissa vuonna 1608, ja sitten Galileo kopioi niitä pienin parannuksin vuonna 1609, minkä vuoksi tällaisia okulaareja kutsuttiin Galilealaisiksi. Tämän tyyppistä okulaaria käytetään edelleen erittäin halvoissa teleskoopeissa ja kiikareissa (pääasiassa teatterissa).

Herschel-okulaari

Herschel-okulaari on lasipallo, jossa on leikattu segmentti, litteä osa katsojan silmää kohti. Sen keksi William Herschel vuonna 1768.

Huygensin okulaari

Huygens-okulaari koostuu kahdesta tasokuperasta linssistä, jotka sijaitsevat litteät osat kohti tarkkailijan silmää ja joita erottaa tietty rako. Linssejä kutsutaan silmälinsseiksi ja kenttälinsseiksi. Polttotaso sijaitsee kahden linssin välissä. Sen keksi Christian Huygens 1660-luvun lopulla, ja se oli ensimmäinen monilinssinen yhdisteokulaari [6] . Huygens havaitsi, että kahdesta raolla erotettua linssiä voitaisiin käyttää okulaarin tekemiseen, jolla ei ole kromaattista aberraatiota. Jos linssit on valmistettu lasista, jolla on sama taitekerroin, tarkkailijan silmä on rento ja havaintokohde on äärettömän kaukana kaukoputkesta, linssien välinen etäisyys määritetään kaavalla:

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

missä ja ovat okulaarin linssien polttovälit. $fa}$ $f_B$

Näitä okulaareja käytetään erittäin pitkän polttovälin kaukoputkien kanssa (Huygensin aikana käytettiin yhden elementin pitkän polttovälin ei-akromaattisia refraktoreita, mukaan lukien erittäin pitkäpolttoiset antenniteleskoopit). Tätä optista rakennetta pidetään nyt vanhentuneena, koska nyt käytetään lyhyempiä tarkennusteleskooppeja, ja niiden kanssa käytettäessä näissä okulaareissa on paljon kuvan vääristymiä, kromaattista aberraatiota ja erittäin kapea näkökenttä. Mutta alhaisten tuotantokustannusten vuoksi niillä on halpoja teleskooppeja ja mikroskooppeja [7] .

Koska Huygensin okulaarit eivät käytä liimaa linssin pitämiseen paikallaan, tähtitieteen harrastajat käyttävät niitä joskus Auringon projisointihavaintoihin eli Auringon kuvan heijastamiseen näytölle. Muuntyyppiset liimaa käyttävät okulaarit voivat vaurioitua voimakkaasta, keskittyneestä auringonvalosta, kun niitä käytetään tällä tavalla.

Mittenzwei-okulaari

Optinen malli on samanlainen kuin Huygensin okulaari, mutta kenttälinssinä on meniski. Sitä käytetään erityisen pitkän tarkennuksen okulaarina, kun vaaditaan jopa 55-60° kenttä. Poikkeamat korjataan samalla tavalla kuin Huygensin okulaarissa.

Ramsden okulaari

Ramsden-okulaari koostuu kahdesta tasokuperasta linssistä, joilla on sama polttoväli ja jotka on valmistettu samasta lasista ja jotka on sijoitettu alle yhden polttovälin välein. Tämän piirin loi tieteellisten ja tähtitieteellisten laitteiden valmistaja Jesse Ramsden vuonna 1782. Linssien välinen etäisyys vaihtelee suunnittelusta riippuen, mutta on yleensä jotain 7/10 ja 7/8 linssien polttovälistä.

Dollondin okulaari

Dollond-okulaari on yhtenäinen akromaattinen dupletti. Sen loi englantilainen optikko John Dollond vuonna 1760, ja se on käytännössä akromaattinen versio Keplerin okulaarista.

Fraunhofer okulaari

Sen on ehdottanut saksalainen optikko Josef Fraunhofer ja se sisältää kaksi identtistä tasokuperia linssiä, jotka on sijoitettu lähelle toisiaan. Tässä se eroaa sen kaltaisesta Ramsden-okulaarista. Astigmatismi on korjattu erinomaisesti okulaarissa, mutta kentän kaarevuus on merkittävä, mikä rajoittaa hyödyllisen näkökentän 30-35°:een. Liimattujen pintojen puuttumisen vuoksi suurennuskromatismia ei ole korjattu. Tämän järjestelmän mukaan rakennetaan osa nykyään valmistetuista muovisista suurennuslaitteista.

"Solid Eyepieces"

Tehokkaiden menetelmien puuttuminen pinnoittamattomien linssien pintojen hajahäikäisystä jo pitkään pakotti optikot etsimään muita ratkaisuja niiden ratkaisemiseksi. Yhtä näistä menetelmistä voidaan pitää optikko Tollesin ehdottamana "kiinteänä" okulaarina. Toimintaperiaatteeltaan se on samanlainen kuin Huygensin okulaari, mutta on tehty yhdestä lasipalasta. Kenttäkalvon toiminnon suorittaa rengasmainen ura okulaarin reunaa pitkin. Aberraation suhteen tämä okulaari ei käytännössä eroa Huygensin okulaarista.

Toista "kiinteää" okulaarityyppiä voidaan pitää amerikkalaisen fyysikon Charles Hastingsin ehdottaman Kelner-okulaarin analogina. Se koostuu kaksoiskuperasta paksusta linssistä ja siihen liimatusta negatiivisesta meniskistä. Kuvanlaatu ei eroa Kellnerin okulaarin laadusta. Nyt sillä on vain historiallinen kiinnostus.

Hyvin samanlainen kuin yksikeskinen okulaari, jonka D. D. Maksutov loi Valtion optisessa instituutissa vuonna 1936 käytettäväksi laboratorioinstrumenteissa. Sitä voidaan pitää myös Kellner-okulaarin "kiinteänä" analogina. Sillä on melko hyvä aberraatiokorjaus 25-30° kentässä. Kuten kaikissa okulaareissa, joissa kaikilla pinnoilla on yhteinen kaarevuuskeskus, kenttää rajoittavat kentän kaarevuus ja astigmatismi. Suunnittelu on kätevä valmistuksessa ja käytössä, koska se ei vaadi tarkkaa keskitystä teleskoopin akseliin nähden.

Melko yksinkertaisesta suunnittelustaan ja epätäydellisestä kuvanlaadustaan huolimatta tällaiset okulaarit voivat kiinnostaa nykyaikaista amatööriä. Ne ovat kätevimpiä planeettojen havainnointiin, kun niiden pinnoilla on otettava huomioon pieniä ja vähäkontrastisia yksityiskohtia. Tosiasia on, että millä tahansa heijastuksenestopinnoitteella on hienorakeinen rakenne ja se hajottaa aina hieman sen läpi kulkevaa valoa, minkä vuoksi kirkkaiden esineiden ympärille muodostuu havaittava halo, jota vasten kuvan yksityiskohdat katoavat. Mitä enemmän valaistuja pintoja järjestelmässä on, sitä enemmän havaittavan kohteen kuvan kontrasti pienenee. Nykyaikaisissa monikerroksisissa heijastuksenestopinnoitteissa on melko suuri sironta. Tavallinen erittäin kiillotettu linssin pinta tuo vähiten sirontaa, joten ihanteellinen okulaari planeettahavainnointiin (kun ei vaadita suurta kenttää) on yksinkertainen pinnoittamaton linssi, joka ei häikäise ja joka ei käytännössä hajota valoa.

Hastings Eyepiece Type II

"Single lens" okulaari, joka on symmetrinen liimattu kolmio. Tunnetaan yleisemmin aplanaarisena kolminkertaisena luuppina. Pallopoikkeama, kromatismi ja kooma on korjattu hyvin okulaarissa. 30-35°:n näkökenttää rajoittaa kentän astigmatismi ja kaarevuus, jotka ovat pohjimmiltaan väistämättömiä tässä järjestelmässä. Tämän järjestelmän mukaan valmistettuja suurennuslasia löytyy usein myynnistä. Sitä käytettiin aiemmin laajalti lyhyen tarkennuksen okulaarina.

Okulaari Kellner

Kellner-okulaari käyttää akromaattista Ramsden-dublettia tasokuperan linssin sijasta kromaattisen jäännöspoikkeaman poistamiseksi. Dr. Karl Kellner kehitti ensimmäisen akromaattisen okulaarinsa vuonna 1849 [8] . Tätä järjestelmää kutsutaan myös "akromaattiseksi Ramsdeniksi". Kellner-okulaari on kolmilinsinen optinen rakenne, jota käytetään lähtötason teleskoopeissa, joissa on pienet ja keskikokoiset aukot ja aukot f/6 tai nopeammat. Tyypillinen näkökenttä on 40–50°, ja niiden kuvanlaatu on hyvä pienillä ja keskisuurilla tehoilla, paljon parempi kuin Huygensin ja Ramsdenin okulaarit tässä suhteessa, ja se on merkittävä askel eteenpäin. [9] . Suurin ongelma Kellner -okulaarien kanssa oli häikäisy, mutta heijastamattomien linssipinnoitteiden tulo ratkaisi tämän ongelman ja teki Kellnerin okulaareista suosittuja. Plössl-okulaarien ulkonäkö, jotka eivät ole hinnaltaan merkittävästi kalliimpia kuin Kölnerin okulaarit, mutta laadultaan huomattavasti parempia, teki niiden käytöstä epäkäytännöllistä.

Plössl ("symmetrinen") okulaari

Plössl-okulaari koostuu yleensä kahdesta dubletista, ja sen suunnitteli Georg Simon Plössl vuonna 1860. Koska dupletit voivat olla samoja, tätä okulaaria kutsutaan joskus myös symmetriseksi. [10] Komposiitti Plössl-linssit tarjoavat suhteellisen laajan (50° tai enemmän) näennäisen näkökentän. Tämä tekee tästä okulaarista ihanteellisen sovelluksiin, jotka vaihtelevat syvän taivaan havainnoista planeettojen havaintoihin. Plössl-okulaarien suurin haittapuoli on pieni silmän helpotus verrattuna ortoskooppisiin okulaariin. Plössl-okulaarien pupillin poisto on 70-80 % polttovälistä. Tämä on erityisen tärkeää alle 10 mm:n polttovälillä, jolloin katselu voi tuntua epämukavalta erityisesti silmälaseja käyttäville.

Plösslin suunnitelma oli epäselvä[ termi tuntematon ] 1980-luvulle asti, jolloin tähtitieteellisten laitteiden valmistajat alkoivat myydä näiden okulaarien uudelleen suunniteltuja versioita. [11] Ne ovat nykyään erittäin suosittuja amatööritähtitieteen markkinoilla, [12] missä nimi "Plössl" kattaa okulaarit, joissa on vähintään neljä optista elementtiä.

Tämä okulaari on kallis valmistaa johtuen lasin korkeista laatuvaatimuksista ja tarpeesta sovittaa yhteen sulautuvat ja hajaantuvat linssit tarkasti sisäisten heijastusten estämiseksi. Tästä johtuen eri Plössl-okulaarien laatu vaihtelee. Halvan, yksinkertaisella optisella pinnoitteella varustetun Plössl-okulaarin ja hyvin tehdyn Plössl-okulaarin välillä on huomattavia eroja.

Ortoskooppinen ("Abbe")

Nelielementtinen ortoskooppinen okulaari koostuu tasokuperasta suppenevasta singletistä ja sidotusta suppenevasta kolmiosasta. Tämä antaa okulaarille lähes täydellisen kuvanlaadun ja hyvän silmien helpotuksen, mutta vaatimattoman näkökentän luokkaa 40-45 ° (Baader Planetarium -yhtiö onnistui kuitenkin luomaan ortoskooppeja , joiden näkökenttä on 50 °, koska erittäin raskaiden lasien ja erityisen valaistuksen käyttö). Ernst Abbe keksi ne vuonna 1880. [7] Sitä kutsutaan "ortoskooppiseksi" tai "ortografiseksi" tuloksena olevan kuvan vähäisen vääristymän vuoksi ja joskus myös yksinkertaisesti "ortho" tai "Abbe".

Ennen monipäällysteisten linssien keksintöä ja Plössl-okulaarien suosiota ortoskooppiset okulaarit olivat suosituimpia teleskooppiokulaareja. Jo nyt niitä pidetään sopivina kuun ja planeettojen havainnointiin. .

Yksikeskinen

Yksikeskinen okulaari on akromaattinen kolmio, joka koostuu kahdesta kruunulasielementistä, jotka on liitetty piilasielementtiin. Elementit ovat paksuja, voimakkaasti kaarevia ja niiden pinnoilla on yhteinen keskus, minkä vuoksi tätä okulaaria kutsuttiin yksikeskiseksi. Sen keksi Adolf Steinheil noin vuonna 1883. [13] Tämä okulaari, kuten Robert Tollesin, Charles Hastingsin ja Wilfred Taylorin "kiinteät" okulaarit [14] , on häikäisemätön ja antaa kirkkaan kontrastikuvan, mikä oli erittäin tärkeää. tekijä ennen heijastuksenestopinnoitteiden keksintöä. [15] Sillä on kapea näkökenttä, noin 25° [16] , ja planeetta-amatööritarkkailijat haluavat sitä. [17]

Eyepiece Erfle

Erfle-okulaari on viisielementtinen optinen järjestelmä, joka koostuu kahdesta akromaattisesta ja yhdestä yksinkertaisesta linssistä. Tämäntyyppinen okulaari luotiin ensimmäisen maailmansodan aikana sotilaallisiin tarkoituksiin, ja Heinrich Erfle kuvasi sen US-patentissa nro 1478704 elokuussa 1921. Sen tarkoituksena oli saada laajemmat näkökentät kuin nelielementtijärjestelmissä, ja se oli jatkokehitys. Köllner- ja Plössl-okulaarit ja tyyppi 2 - kaksikomponenttinen okulaari Koenig-pupillilla. Erfle-okulaareja on kahta lajiketta, jotka ovat suunnilleen vastaavia optisilta ominaisuuksiltaan - ensimmäisessä yksinkertainen linssi sijaitsee lähellä tarkennusta, kaksinkertaisen parin puolella ja toisessa niiden välissä. Joskus toista Erfle-okulaarityyppiä kutsuttiin "superplössl". Tämän okulaarin näkökentän keskellä pallopoikkeama ja sijaintikromatismi korjataan yleensä täydellisesti. Näkökentän keskiosan kooma voi olla pieni. Linssin aukkoa, jolla tämä okulaari voi toimia tehokkaasti, rajoittavat vain kenttäpoikkeamat.

Erfle-okulaarien optimoimiseksi on kaksi järjestelmää kentän kaarevuuden korjauksen laadun suhteen.

Menetelmää, joka korjaa kaarevuutta suuressa näkökentässä (luokkaa 60°), ei ole korjattu riittävästi muiden kenttäpoikkeamien suhteen. Nämä okulaarit eivät ole kovin hyviä suurilla suurennoksilla astigmatismin ja häikäisyn vuoksi. Heijastamattomilla pinnoitteilla pienillä suurennoksilla (polttovälit 20 mm ja enemmän) ne ovat kuitenkin hyväksyttäviä, ja ne ovat erinomaisia polttovälillä 40 mm tai enemmän.

Toisella poikkeamien korjauksen optimointimenetelmällä saadaan okulaari, joka ei ole kaikilta osin huonompi kuin Plösl ja ortoskooppi, ja joka sopii erinomaisesti suuriin suurennoksiin ja planeettojen havaintoihin.

Erfle-okulaarit ovat erittäin suosittuja, koska niissä on suuret silmälinssit, hyvät silmät ja ne voivat olla erittäin mukavia käyttää.

Erflen okulaarit kehitettiin modifioidun Erflen kuuden linssin järjestelmissä, jotka sisältävät kolme duplettia, "Paragon" -malli - kaksi lähes fokaalista singlettiä ja kaksi duplettia ja "Panoptic" -malli - kaksi singlettiä kahden dupletin välillä.

Koenigin okulaari

Koenig-okulaari koostuu kovera-kupera suppenevasta dupletista ja tasokuperasta suppenevasta linssistä. Dupletin ja suppenevan linssin vahvasti kuperat pinnat lähes koskettavat toisiaan. Dupletin kovera osa on valonlähdettä päin, ja lähes litteä suppenevan linssin osa on havainnoijan silmää päin. Tämän okulaarin kehitti vuonna 1915 saksalainen optikko Albert König (1871-1946) Abbe-okulaarin yksinkertaistetuksi versioksi. Optisen rakenteen ansiosta saat suurennoksia pitkällä silmän kohokuviolla – suurin silmän kohokuvio ennen Naglerin optisen suunnittelun keksintöä vuonna 1979. Noin 55°:n näkökenttä tekee näistä okulaareista samanlaisia kuin Plössl-okulaarit, mutta etuna on, että niiden tekemiseen tarvitaan yksi linssi vähemmän.

Koenig-okulaarin nykyaikaiset versiot käyttävät parannettuja laseja tai lisäävät linssejä, jotka on koottu erilaisiin duplettien ja singlettien yhdistelmiin. Yleisin sovitus on lisätä positiivinen kovera-kupera linssi dupletin eteen, kovera puoli valonlähdettä kohti ja kupera puoli dupletin eteen. Nykyaikaisilla modifikaatioilla on yleensä näkökenttä 60-70 °.

Tämäntyyppinen okulaari tunnetaan myös etäokulaarina.

RKE

RKE-okulaari koostuu akromaattisesta linssistä ja kaksoiskuperasta suppenevasta linssistä käänteisessä järjestyksessä kuin Kellner-okulaari. Sen on kehittänyt David Rank Edmund Scientific Corporationista, joka markkinoi niitä 1960-luvun lopulla ja 1970-luvun alussa. Tämä optinen muotoilu tarjoaa laajemman näkökentän kuin klassinen Kellner-okulaari ja on samanlainen kuin tavallisemman Koenig-okulaarin optinen muotoilu.

Zeissin okulaari

Se on Koenig-okulaarin kehitystyö. Lisäämällä yksinkertainen linssi oli mahdollista saada täydellisempi astigmatismin ja vääristymän korjaus.

Nagler okulaari

Albert Nagler keksi ja patentoi sen vuonna 1979, ja se on optimoitu tähtitieteellisiä teleskooppeja varten: se tarjoaa erittäin laajan näkökentän (82°) ja on hyvin korjattu astigmatismiin ja muihin poikkeamiin. Naglerin modernein optinen muotoilu Ethos tarjoaa 100°:n näkökentän. [18] Tämä saavutetaan käyttämällä eksoottista korkean indeksin lasia ja jopa kahdeksaa optista elementtiä, jotka on ryhmitelty neljään tai viiteen ryhmään. On olemassa viisi samanlaista optista mallia, joita kutsutaan myös Nagleriksi: "Nagler" ( Nagler ), "Nagler type 2" ( Nagler type 2 ), "Nagler type 4" ( Nagler type 4 ), "Nagler type 5" ( Nagler type 5 ) , "Nagler type 6" ( Nagler type 6 ).

Nagler-okulaarien optisten elementtien määrä saattaa tuntua pelottavalta, mutta idea on itse asiassa melko yksinkertainen: jokaisessa Nagler-okulaarissa on hajaantuva dupletti, joka lisää suurennusta ja siihen liittyy useita lähentyviä ryhmiä. Nämä hajaantuvasta dupletista erotetut ryhmät yhdistetään suuren polttovälin saamiseksi ja muodostavat suppenevan linssin. Näin voit hyötyä pienen suurennoksen linssien käytöstä. Käytännössä Nagler-okulaari on yhdistelmä Barlow-linssistä pitkällä tarkkuudella. Tätä optista mallia käytetään laajalti okulaareissa, joissa on laaja näkökenttä tai pitkä silmän kohokuvio.

Näiden okulaarien suurin haitta on niiden paino. Pitkän polttovälin versiot painavat yli 0,5 kg, mikä riittää useimpien kaukoputkien epätasapainoon. Harrastajat kutsuvat näitä okulaareja joskus "paperipainoiksi" niiden painon vuoksi tai "hyvin käsikranaateiksi" niiden muodon ja koon vuoksi. Toinen haittapuoli on niiden korkea hinta, joka on verrattavissa pienen kaukoputken hintaan, joten monet amatöörit pitävät niitä ylellisyytenä. [19]

Katso myös

Silmäkuppi

Muistiinpanot

↑ 1 2 Egorova O. V. Mikroskoopilla "sinulle". Astu XXI-luvulle. Valomikroskoopit biologiaan ja lääketieteeseen. - M. : "Reprocentre", 2006. - S. 301‒303. — 416 s. - ISBN 5-94939-060-1 .
↑ Okulaarien valinta. . Haettu 4. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 10. kesäkuuta 2011. (määrätön)
↑ BelOMO: Optiset tähtäimet pienaseisiin. . Haettu 29. syyskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 29. syyskuuta 2016. (määrätön)
↑ Solodilov K. E. Sotilaalliset optis-mekaaniset laitteet. - M . : Puolustusteollisuuden valtion kustantamo, 1940. - S. 154. - 262 s.
↑ Molecular Expressions: Science, Optics and You - Aikajana - Zacharias Janssen Arkistoitu 12. marraskuuta 2021 Wayback Machinessa
↑ Philip S. Harrington, "Star Ware", sivu 181 . Haettu 2. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 30. marraskuuta 2021. (määrätön)
↑ 12 Huygensia . _ Haettu 13. helmikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 20. heinäkuuta 2002. (määrätön)
↑ Jack Kramer. Vanha hyvä Plossl-okulaari . Lake County Astronomical Society). Haettu 25. joulukuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 31. toukokuuta 2004. (määrätön)
↑ "Military handbook MIL-HDBK-141", luku 14 (linkki ei saatavilla) . Haettu 13. helmikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 6. elokuuta 2010. (määrätön)
↑ Steven R. Coe, Sumut ja niiden tarkkailu, s. 9 Arkistoitu 30. marraskuuta 2021 Wayback Machinessa .
↑ Philip S. Harrington, Star Ware: Amateur Astronomer's Guide, sivu 183 . Haettu 2. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 30. marraskuuta 2021. (määrätön)
↑ John W. McAnally, Jupiter ja kuinka tarkkailla sitä - sivu 156 . Haettu 2. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 19. kesäkuuta 2013. (määrätön)
↑ Kommentteja Gary Seronikin TMB Monocentric Eyepiece -testiraportista // Sky & Telescope. elokuu 2004. Ss. 98-102 kirjoittanut Chris Lord . Haettu 30. toukokuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 4. toukokuuta 2006. (määrätön)
↑ Optisten järjestelmien käsikirja, Optisten instrumenttien tutkimus, Herbert Gross, Hannfried Zügge, Fritz Blechinger, Bertram Achtner, sivu 110 . Haettu 2. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 19. kesäkuuta 2013. (määrätön)
↑ Rodger Gordonin "Demystifying Multicoatings" ( alunperin ilmestynyt TPO:n osa 8, numero 4. 1997 ) (linkki ei ole käytettävissä) . Haettu 30. toukokuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 18. toukokuuta 2008. (määrätön)
↑ Martin Mobberley, "Astronomical Equipment for Amateurs", sivu 71 . Haettu 2. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 20. kesäkuuta 2013. (määrätön)
↑ Gerald North, "Advanced Amateur Astronomy", sivu 36 . Haettu 2. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 19. kesäkuuta 2013. (määrätön)
↑ Daniel Moonsey. Cloudynights arvostelu Ethosista – vuonna 2009 julkaistu 21mm on oluttölkin kokoinen ja painaa lähes kilon . Haettu 3. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 8. kesäkuuta 2007. (määrätön)
↑ Martin C. Cohen. Televue: Historiallinen näkökulma . Haettu 3. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 15. kesäkuuta 2011. (määrätön)

Kirjallisuus

Yashtold-Govorko V.A. Valokuvaus ja käsittely. Ammunta, kaavat, termit, reseptit. Ed. 4., lyhenne M., "Taide", 1977.
Erpylev N. P. Nuoren tähtitieteilijän tietosanakirja, toim. 2., tarkistettu ja täydennetty, "Pedagogia", 1986.
Bryukhanov A. V., Pustovalov G. E., Rydnik V. I. Selittävä fyysinen sanakirja: yleiset termit. Ed. 2., korjattu, "Venäjän kieli", 1988.

Linkit

Okulaarien valinta. Arkistoitu 3. tammikuuta 2009 Wayback Machinessa
Kaikki teleskooppiokulaareista. Arkistoitu 10. kesäkuuta 2011 Wayback Machinessa
Okulaarien kehitys. Arkistoitu 27. helmikuuta 2021 Wayback Machinessa
Okulaarit kaukoputkeen. Arkistoitu 25. toukokuuta 2011 Wayback Machinessa
Kuvaus ja katsaus erilaisiin tähtitieteellisten okulaarien tyyppeihin ja malleihin.
A. Gerasimenko. Okulaarit: Optisten järjestelmien tyypit . Aurinkokunnan tutkimusprojekti. Haettu 5. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 16. lokakuuta 2011. (Venäjän kieli)
Teleskoopin suorituskykylaskin yhdessä eri okulaarien kanssa. Arkistoitu 15. maaliskuuta 2022 Wayback Machinessa