Окуляры для телескопа

Окуляры для телескопа

Окуляром называется сменная система линз, которая вставляется в фокусировщик телескопа и позволяет рассматривать увеличенное изображение в фокальной плоскости. Увеличение телескопа равно отношению фокусных расстояний его объектива и окуляра, таким образом, меняя последнее, можно задействовать весь диапазон полезных увеличений телескопа. Кроме фокусного расстояния окуляры различаются по обеспечиваемому полю зрения, по выносу выходного зрачка, по допустимой светосиле объектива с которым работают, по посадочному размеру, по парфокальности и по степени просветления линз.

Поле зрения представляет собой круг, в пределах которого окуляр способен дать четкое изображение. Реально оно ограничивается полевой диафрагмой, которая ставится в фокальную плоскость и на которую иногда ставится измерительная сетка. Измеряется поле зрения в градусах дуги. В современных окулярах поле зрения не должно быть меньше 40 – 50 градусов, поле в 80 – 85 градусов считается хорошим, а окуляры, обеспечивающее качественное изображение на полях 90 – 100 градусов стоят дороже большинства малоапертурных телескопов. Тем не менее, это не предел – в изделиях специального назначения, в частности в танковых прицелах, поле зрения окуляра может доходить до 120 градусов.

Применительно к наблюдениям поле зрения окуляра определяет собой поле зрения всего телескопа, которое равно частному поля зрения окуляра и увеличения. Поле зрения неизвестного окуляра может быть получено прямыми измерениями. Для этого ставят линейку с миллиметровыми делениями на расстоянии 25 - 30 см от глаза и смотрят вторым глазом через исследуемый окуляр, совмещая край полевой диафрагмы с делениями. Поле зрения в градусах равно в этом случае двойному арктангенсу частного половины измеренного поля зрения в миллиметрах и расстояния от глаза до линейки.

Выносом выходного зрачка называется расстояние от поверхности последней линзы окуляра до выходного зрачка – изображения оправы объектива. Смысл этого параметра состоит в том, что поле зрения довольно сильно уменьшается если глаз наблюдателя находится не на этом расстоянии от окуляра. Считается приемлемым вынос 12 – 25 мм. При меньших значениях возникает риск коснуться роговицей стекла, что, в частности, в мороз, может вызвать тяжелую травму из-за примерзания. Большие значения используются в окулярах оптических прицелов, где вынос выходного зрачка может доходить до 50 и больше миллиметров. В настоящее время многие окуляры для телескопа имеют резиновый наглазник, прижавшись к которому глаз оказывается на оптимальном расстоянии от окуляра.

Светосилой объектива телескопа называют отношение его апертуры к фокусному расстоянию. Применительно к окулярам этот параметр сильно влияет на совместимость их с объективами разной светосилы. Общее правило таково, что малосветосильные объективы (в частности рефракторов и катадиоптриков) допускают применение любых окуляров. Граница применимости пролегает с 1:10 – 1:15 и ниже. От 1:5 до 1:10 изображение простых окуляров Гюйгенса и Рамсдена оказывается уже неудовлетворительного качества, а больше 1:5 неудовлетворительно показывают почти все окуляры, не оснащенные специальным корректором. Причина этого – аберрация комы, приводящая к нерезкости изображений точечных объектов на краях поля зрения и превращающая точки в треугольники с размытым краем. На светосильных телескопах, которыми в частности оказываются большие визуальные рефлекторы Ньютона, проблема решается приобретением корректора комы, который ставится в фокусировщик перед окуляром.

Посадочный размер окуляров в настоящее время стандартизирован и выражается в дюймах. Наиболее употребительны 1,25- и двухдюймовые окуляры, фокусировщики под которые ставятся на самые крупные любительские телескопы, но изредка могут встретиться и трех- и даже четырехдюймовые. Последние чаще ставятся на крупные апохроматические рефракторы. В фокусировщик большего посадочного размера может быть вставлен адаптер под меньший окуляр, обратный переход невозможен.

Парфокальностью называется способность разных окуляров при смене сохранять фокусировку на одном и том же телескопе. Такое качество достигается соответствующим размещением линз относительно оправы и, как правило обеспечивается одним и тем же производителем. Окуляры разных производителей в большинстве случаев свойством парфокальности не обладают.

Степень просветления определяется свойствами наносимого на линзы просветляющего интерференционного покрытия, снижающего блики при отражениях света от их поверхностей. В лучших окулярах оно многослойное, что обозначается на корпусе как Multi-Coated. Если многослойное покрытие нанесено на все линзы, то должно стоять обозначение Full Multi-Coated. Изображение в такой окуляр выглядит гораздо сочнее и насыщеннее чем в любой другой с тем же количеством линз.

Все эти параметры зависят от оптической схемы окуляра, к рассмотрению которой мы и перейдем.

Рассеивающий окуляр исторически был первым из известных. Он состоит из одной или нескольких линз, дающих прямое изображение, но применяется в настоящее время только в театральных биноклях. К недостаткам рассеивающего окуляра относятся малое поле зрения (не больше 10 градусов) и всегда нерезкий его край – так как такой окуляр ставится перед фокальной плоскостью телескопа, то в последнюю невозможно поставить полевую диафрагму и поле зрения ограничивается глазом наблюдателя.

Следующей конструкцией был окуляр Рамсдена. Он состоит из двух плосковыпуклых линз, обращенных выпуклостями друг к другу и разнесенных воздушным промежутком. Этот окуляр, как и все последующие – положительный, он ставится за фокальной плоскостью и создает обратное (перевернутое) изображение. Поле его зрения составляет порядка 30 градусов. В настоящее время окуляр Рамсдена имеет ограниченное применение в микроскопах.

Окуляр Гюйгенса в отличие от предыдущего состоит из двух плоско-выпуклых линз разного диаметра. Большая устанавливается выпуклой стороной к объективу и называется полевой линзой. Меньшая ставится со стороны наблюдателя плоской стороной к нему и называется глазной линзой. Оптическая сила обеих линз и расстояние между ними подбираются таким образом, чтобы полевая диафрагма находилась внутри окуляра примерно посередине между линзами. Поле зрения достигает 30 – 40 градусов. Окуляр Гюйгенса серийно производится для микроскопов, в телескопах он может использоваться при светосилах объектива 1:15 и менее.

Окуляр Кёлльнера является модификацией окуляра Гюйгенса, в которой глазная линза выполнена в виде ахроматической склейки. Эта система с полем зрения порядка 40 градусов может применяться при светосилах 1:8 и менее и выпускается в основном под стандарт 1,25 дюйма. К недостаткам его, как и окуляра Гюйгенса, может быть отнесен малый вынос зрачка, что затрудняет создание короткофокусных окуляров этой системы.

Окуляр системы Плёссла – самый распространенный в настоящее время. Он состоит из двух одинаковых ахроматических склеек, разнесенных воздушным промежутком и установленных положительными компонентами друг к другу. Характеризуется качественным ровным полем зрения достигающим 50 градусов и выносом выходного зрачка до 60 – 70% фокусного расстояния. Обычно применяется при светосилах объектива 1:5 и ниже.

Ортоскопический окуляр Аббе способен давать качественное изображение при любых светосилах объектива. Эта конструкция состоит из полевой линзы, выполненной в виде тройной склейки с центральным положительным компонентом и одиночной двояковыпуклой глазной линзы. К недостаткам системы относят низкое в сравнении с другими вариантами поле зрения в 40 градусов, но для светосильных телескопов стоимость ортоскопического окуляра гораздо меньше чем корректора комы в сочетании с широкоугольным.

Широкоугольные окуляры состоят из большого количества линз, что налагает жесткие требования на их просветление. Исторически первым был широкоугольный окуляр Эрфле, состоящий из пяти линз, который до сих пор производится серийно. Эта схема может иметь поле зрения до 70 градусов, но применима лишь в телескопах с малой светосилой объектива. Другие широкоугольные окуляры обладают большими возможностями, но в светосильных телескопах все они должны работать через корректор комы.

Окуляры для телескопа с удаленным зрачком как правило содержат отрицательную линзу в качестве первого компонента. Большинство окуляров современных биноклей и зрительных труб выполнено именно по этой схеме.

В отличие от всех предыдущих, зум-окуляры могут иметь переменное фокусное расстояние. При неизменных габаритных размерах изменение масштаба осуществляется перемещением подвижных блоков линз.

Стоимость их качественных реализаций значительна, но такой окуляр может заменить 3 - 4 обычных, поэтому в целом зум-окуляр – выгодное приобретение. Наряду с обычными окулярами в телескопах используют и биноприставки – устройства, позволяющие рассматривать двумя глазами изображение, создаваемое одним объективом. Устройство вставляется в фокусировщик и комплектуется двумя одинаковыми окулярами, которые можно менять. Несмотря на название, биноприставка не обладает стереоэффектом, характерным для настоящего бинокулярного телескопа с двумя объективами.

Из экзотических конструкций можно отметить чисто зеркальный окуляр, применяющийся в биноприставке к прибору ночного видения и в изделиях специального назначения. Если такое устройство поставить на телескоп, то яркость даваемых им изображений можно поднять в тысячи раз по сравнению с обычными визуальными окулярами. Данные приборы пока пользуются небольшим спросом на любительском рынке, но уже производятся серийно.

Специфической разновидностью окуляра является линза Барлоу, названная по имени английского оптика XIX века, предложившего эту конструкцию. В настоящее время линза Барлоу представляет собой трубку с рассеивающей линзой на одном конце, которая ставится в фокусировщик. С другого конца в трубку вставляется окуляр. Результатом является повышение эквивалентного фокусного расстояния объектива в 2 – 5 раз, также повышается и увеличение при фиксированном окуляре. Одна линза Барлоу в сочетании с набором окуляров удваивает диапазон возможных увеличений, поэтому выбирать ее кратность следует применительно к конкретному телескопу.

По конструктивному исполнению линзы Барлоу бывают стандартные (“длинные”) с линзой небольшой оптической силы и трубкой длиной 10 – 15 см, и “короткие”, трубка которых имеет в длину 3 – 5 см. Первые лучше по оптическим свойствам, но в сочетании с тяжелым окуляром требуют очень жесткого фокусировщика с малыми люфтами, вторые не так требовательны к механике, но содержат сильные линзы, которые трудно выполнить качественно, и поэтому стоят дороже. Вне зависимости от исполнения, предлагаются простые, ахроматические и апохроматические линзы Барлоу. Первые хорошо могут работать только с неахроматизированными окулярами Гюйгенса и Рамсдена, вторые – с большинством современных окуляров. Разница между ахроматическими и апохроматическими линзами Барлоу визуально не ощущается но может быть заметно при фотосъемке через телескоп, когда последняя используется как телеконвертор.

В любом случае окуляры для телескопа должны быть качественными и тогда они вознаградят наблюдателя незабываемыми видами открывающегося через них звездного неба.


Статьи по теме:

  1. Самодельный телескоп

    Самодельный телескоп Реально ли это? Высокоточное устройство с увеличением в десятки и сотни раз – и вдруг руками неспециалиста? Практика со всей убедительностью вынуждает ответить на этот вопрос положительно. Ничего сверхъестественного в оптике нет…

  2. Телескоп рефлектор

    Телескоп рефлектор Рефлектор – телескоп, создающий изображение в своей фокальной плоскости с помощью только зеркал. В настоящее время телескоп рефлектор – основной инструмент профессиональной астрономии и самые крупные телескопы выполнены именно по этой схеме.

  3. Телескопы Meade

    Телескопы Meade Фирма Meade Instruments Сorporation, в дальнейшем Meade, была основана в США в 1972 году Джоном Дибелем как дистрибьютор японской оптической фирмы Towa Optical Manufacturing Company, специализировавшейся на небольших рефракторах и принадлежностях к ним.

Социальные закладки:

Комментарии к этой заметке больше не принимаются.



Рейтинг популярности - на эти заметки чаще всего ссылаются:

WalkSpace.Ru | Астрооборудование