Окуляр
Окуля́р (от лат. oculus – глаз), часть оптической системы (зрительной трубы, телескопа, бинокля, микроскопа, визира, дальномера и т. п.), обращённая к глазу наблюдателя; служит для рассматривания действительного оптического изображения, создаваемого объективом или комбинацией объектива с оборачивающей либо иной оптической системой.
Большинство окуляров – положительные, т. е. собирают (сужают) проходящие через них световые лучи. По своему действию такие окуляры сходны с лупами; их располагают так, чтобы промежуточное изображение находилось непосредственно за передней фокальной плоскостью окуляра (практически в этой плоскости). При этом окуляр даёт мнимое увеличенное (по сравнению с промежуточным) изображение, преобразуемое глазом наблюдателя в действительное, которое проецируется на сетчатку глаза. Отличие положительного окуляра от лупы, связанное с его использованием в сложной системе, включающей объектив, состоит в значительно меньшей апертуре пучка попадающих в него лучей. Перемещение положительного окуляра относительно промежуточного изображения (так, чтобы оно находилось перед фокальной плоскостью окуляра) превращает окуляр в проекционную систему, дающую действительное изображение объекта. Такое изображение нельзя наблюдать непосредственно визуально, но можно зафиксировать, например, на экране или на матовой поверхности.
Основные оптические характеристики окуляра: 1) видимое увеличение Г = tgω′ / tgω (где ω – угол, под которым наблюдался бы предмет в отсутствие окуляра, ω′ – угол, под которым видно изображение того же предмета); связано с фокусным расстоянием окуляра f′ соотношением Г = 250 / f′ (250 – расстояние наилучшего видения, измеряется в миллиметрах). Для большинства оптических систем Г заключено в пределах 5–20, в отдельных случаях может достигать 40–60 (с добавочной отрицательной линзой) либо составлять всего 1,5–3; 2) угловое поле зрения 2ω′ (в пространстве изображения) – угол между крайними лучами, выходящими из окуляра; составляет около 20° для микроскопов и 90–100° для широкоугольных окуляров зрительных труб; 3) удаление (расстояние) выходного зрачка, которым является изображение объектива от наружной поверхности последней линзы окуляра; определяется удобством работы наблюдателя и составляет около 7 мм у окуляров.
Существует большое разнообразие оптических схем окуляров. Первый окуляр, применённый в 1609 г. Г. Галилеем для астрономических наблюдений, представлял собой простую отрицательную (рассеивающую) линзу. Широкое распространение получили окуляры Х. Гюйгенса (изобретён во 2-й половине 17 в.) и Дж. Рамсдена (конец 18 в.), сконструированные из двух положительных (плоско-выпуклых) линз. В таких окулярах при углах поля зрения, равных 35–45°, частично исправлены основные аберрации, что достигается подбором соотношения фокусных расстояний линз и величины воздушного промежутка между ними; фокусное расстояние не менее 15–20 мм. Окуляр Рамсдена отличается от окуляра Гюйгенса тем, что его передний фокус действителен, вследствие чего в передней фокальной плоскости (с промежуточным изображением) можно совместить шкалу и крест нитей для измерительных целей.
В конце 19 в. были разработаны широкоугольные окуляры с полем зрения 65–70°; в дальнейшем усложнение конструкций, увеличение числа линз (до 7–8) и применение линз с асферическими (в основном параболоидальными) поверхностями позволило создать окуляры с углами поля зрения до 100° и выше. Стали также применяться окуляры большой оптической силы, у которых отношение расстояния до выходного зрачка к фокусному расстоянию превышает 1.