Mercek - Eyepiece

Farklı göz mercekleri koleksiyonu.

Bir mercek veya oküler mercek , teleskoplar ve mikroskoplar gibi çeşitli optik cihazlara takılan bir mercek türüdür . Birisi cihaza baktığında genellikle göze en yakın olan mercek olduğu için bu şekilde adlandırılmıştır. Objektif mercek veya ayna ışık toplar ve bir görüntü oluştururken odaklanmaya getiriyor. Mercek, bu görüntüyü büyütmek için objektifin odak noktasına yakın bir yere yerleştirilir . Büyütme miktarı , göz merceğinin odak uzaklığına bağlıdır .

Bir mercek , bir uçta bir "namlu" bulunan bir mahfaza içinde birkaç " mercek elemanından" oluşur . Namlu, bağlı olduğu aletin özel bir açıklığına uyacak şekilde şekillendirilmiştir. Göz merceğini hedefe yaklaştırarak ve uzaklaştırarak görüntü odaklanabilir . Çoğu alet, oküleri doğrudan manipüle etmeye gerek kalmadan, okülerin monte edildiği şaftın hareketine izin vermek için bir odaklama mekanizmasına sahiptir.

Dürbünün göz merceği genellikle dürbün içine kalıcı olarak monte edilir ve önceden belirlenmiş bir büyütme ve görüş alanına sahip olmalarını sağlar. Ancak teleskoplar ve mikroskoplar ile göz mercekleri genellikle birbirinin yerine kullanılabilir. Göz merceğini değiştirerek, kullanıcı görüntülenen şeyi ayarlayabilir. Örneğin, bir teleskopun büyütmesini artırmak veya azaltmak için göz mercekleri sıklıkla değiştirilir. Okülerler ayrıca farklı görüş alanları ve onlara bakan kişi için farklı derecelerde göz rahatlığı sunar .

Mercek özellikleri

25 mm'lik bir Kellner mercek

Okülerleri karşılaştırırken ve hangi merceğin ihtiyaçlarına uygun olduğuna karar verirken, bir optik alet kullanıcısının bir okülerin çeşitli özelliklerinin ilgisini çekmesi muhtemeldir.

Giriş öğrencisine tasarım mesafesi

Okülerler, giriş gözbebeğinin her zaman sistemin dışında yer aldığı optik sistemlerdir . Bu giriş öğrencisine belirli bir mesafe (yani bu mesafe için minimum sapma ile) için optimum performans için tasarlanmalıdırlar. Kırıcı bir astronomik teleskopta giriş gözbebeği hedefle aynıdır . Bu, göz merceğinden birkaç fit uzakta olabilir; bir mikroskop mercek ile giriş gözbebeği objektifin arka odak düzlemine yakındır, mercekten sadece birkaç inç uzaktadır. Mikroskop göz mercekleri, teleskop merceklerinden farklı şekilde düzeltilebilir ; ancak çoğu teleskop kullanımı için de uygundur.

Öğeler ve gruplar

Elementler , basit lensler veya "tekliler" ve çimentolu ikililer veya (nadiren) üçlüler olarak gelebilen bireysel lenslerdir . Lensler çiftler veya üçlüler halinde birbirine yapıştırıldığında, birleştirilmiş elemanlara gruplar (mercekler) denir .

İlk göz mercekleri, yüksek oranda çarpık görüntüler veren yalnızca tek bir mercek elemanına sahipti. Kısa süre sonra iki ve üç elemanlı tasarımlar icat edildi ve geliştirilmiş görüntü kalitesi nedeniyle hızla standart hale geldi. Bugün, bilgisayar destekli çizim yazılımı tarafından desteklenen mühendisler, olağanüstü geniş, keskin görüşler sağlayan yedi veya sekiz elemanlı göz mercekleri tasarladılar.

İç yansıma ve saçılma

Bazen "dağılma" olarak adlandırılan iç yansımalar, bir mercekten geçen ışığın dağılmasına ve mercek tarafından yansıtılan görüntünün kontrastını azaltmasına neden olur . Efekt özellikle kötü olduğunda, "gölgelenme" adı verilen "hayalet görüntüler" görülür. Uzun yıllar boyunca, bu sorunu önlemek için minimum sayıda iç hava-cam yüzeyli basit göz merceği tasarımları tercih edildi.

Saçılma için bir çözüm , elemanın yüzeyi üzerinde ince film kaplamaları kullanmaktır . Bu ince kaplamalar yalnızca bir veya iki dalga boyu derinliğindedir ve elementten geçen ışığın kırılmasını değiştirerek yansımaları ve saçılmayı azaltmaya çalışır . Bazı kaplamalar , film üzerine düşen ışığın sığ bir açıda olduğu toplam iç yansıma adı verilen bir süreçte mercekten geçmeyen ışığı da emebilir .

Renk sapmaları

Bir halkanın (1) ideal görüntüsünün ve yalnızca eksenel (2) ve yalnızca enine (3) renk sapması olanların karşılaştırması

Yanal veya enine renk sapmaları , farklı dalga boylarındaki ışıklar için cam yüzeylerdeki kırılmanın farklı olmasından kaynaklanır . Bir mercek elemanından görülen mavi ışık, kırmızı ışıkla aynı noktaya değil, aynı eksen boyunca odaklanacaktır. Efekt, noktasal ışık kaynakları çevresinde yanlış bir renk halkası oluşturabilir ve görüntüde genel bir bulanıklık ile sonuçlanabilir.

Çözümlerden biri, farklı cam türlerinin birden fazla elemanını kullanarak sapmayı azaltmaktır. Akromatlar , iki farklı dalga boyundaki ışığı aynı odak noktasına getiren ve büyük ölçüde azaltılmış sahte renk sergileyen mercek gruplarıdır. Kromatik sapmayı azaltmak için düşük dağılımlı cam da kullanılabilir.

Boyuna kromatik sapma, odak uzunlukları çok uzun olduğu için optik teleskop hedeflerinin belirgin bir etkisidir . Odak uzunlukları genellikle daha kısa olan mikroskoplar bu etkiden etkilenmezler.

Odak uzaklığı

Odak uzaklığı , bir mercek mercek ana düzlemi ile olduğu tek bir noktadan ışık konverjans paralel ışınları. Kullanım sırasında, bir göz merceğinin odak uzaklığı, bağlı olduğu teleskop veya mikroskop hedefinin odak uzunluğu ile birlikte büyütmeyi belirler. Yalnızca göz merceğinden bahsederken genellikle milimetre cinsinden ifade edilir . Bununla birlikte, tek bir alet üzerinde bir oküler setini değiştirirken, bazı kullanıcılar üretilen büyütme ile her bir oküler merceği tanımlamayı tercih eder.

Bir teleskop için, belirli bir oküler ve objektif kombinasyonu tarafından üretilen açısal büyütme MA aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

nerede:

  • hedefin odak uzaklığıdır,
  • göz merceğinin odak uzaklığıdır.

Bu nedenle, göz merceğinin odak uzaklığı kısaldığında veya nesnenin odak uzaklığı daha uzun olduğunda büyütme artar. Örneğin, 1200 mm odak uzaklığına sahip bir teleskoptaki 25 mm'lik bir mercek, nesneleri 48 kez büyütür. Aynı teleskoptaki 4 mm'lik bir mercek 300 kez büyütebilir.

Amatör gökbilimciler, teleskop göz merceklerini milimetre cinsinden odak uzunluklarıyla ifade etme eğilimindedir. Bunlar tipik olarak yaklaşık 3 mm ila 50 mm arasındadır. Ancak bazı gökbilimciler, odak uzaklığından ziyade ortaya çıkan büyütme gücünü belirtmeyi tercih ederler. Gözlemcinin gerçekte ne gördüğüne dair daha hızlı bir izlenim verdiği için, gözlem raporlarında büyütmeyi ifade etmek genellikle daha uygundur. Bununla birlikte, kullanılan belirli bir teleskopun özelliklerine bağlı olması nedeniyle, bir teleskop merceğini tanımlamak için tek başına büyütme gücü anlamsızdır.

Bileşik mikroskop için karşılık gelen formül

nerede

  • olan en yakın farklı görüş mesafesi (genellikle 250 mm)
  • objektifin arka odak düzlemi ile göz merceğinin arka odak düzlemi arasındaki mesafedir (tüp uzunluğu olarak adlandırılır), modern bir alet için tipik olarak 160 mm.
  • objektif odak uzaklığı ve mercek odak uzaklığıdır.

Geleneksel olarak, mikroskop göz mercekleri genellikle odak uzaklığı yerine güç ile belirtilir . Mikroskop mercek gücü ve objektif gücü şu şekilde tanımlanır:

bu nedenle, bir bileşik mikroskobun açısal büyütmesi için daha önce verilen ifadeden

Bir mikroskop görüntüsünün toplam açısal büyütmesi, daha sonra, mercek gücü ile nesnel güç çarpılarak basitçe hesaplanır. Örneğin, 40× objektifli 10× bir oküler, görüntüyü 400 kat büyütür.

Mercek gücünün bu tanımı, aletin açısal büyütmesini göz merceği ve objektif için ayrı faktörlere ayırmaya yönelik keyfi bir karara dayanır. Tarihsel olarak Abbe, mikroskop okülerlerini, merceklerin açısal büyütmesi ve objektifin 'ilk büyütmesi' açısından farklı şekilde tanımladı. Optik tasarımcı için uygun olmakla birlikte, bunun pratik mikroskopi açısından daha az uygun olduğu ortaya çıktı ve bu nedenle daha sonra terk edildi.

En yakın odağın genel olarak kabul edilen görsel mesafesi 250 mm'dir ve göz merceği gücü normalde bu değer varsayılarak belirtilir. Ortak mercek güçleri 8×, 10×, 15× ve 20×'dir. Göz merceğinin odak uzaklığı (mm olarak), gerekirse 250 mm'yi mercek gücüne bölerek belirlenebilir.

Modern aletler genellikle 160 mm yerine sonsuz tüp uzunluğu için optik olarak düzeltilmiş objektifler kullanır ve bunlar tüpte yardımcı bir düzeltme merceği gerektirir.

Odak düzleminin konumu

Gibi bazı göz merceği türleri de Ramsden okülerler büyüteç, göz merceği davranır (aşağıda daha ayrıntılı olarak tarif edilmiştir), ve odak düzlemi önünde mercek dışında bulunduğu alan lens . Bu düzlem, bu nedenle, bir ızgara veya mikrometre çapraz telleri için bir konum olarak erişilebilir. Huygenian göz merceğinde, odak düzlemi göz ve alan mercekleri arasında, göz merceğinin içinde bulunur ve bu nedenle erişilebilir değildir.

Görüş alanı

Farklı göz mercekleri kullanarak bir teleskop aracılığıyla görüntülerin simülasyonu. Ortadaki görüntü, soldakiyle aynı odak uzaklığına sahip bir mercek kullanır, ancak daha geniş bir görüş alanına sahiptir ve daha fazla alan gösteren daha büyük bir görüntü sağlar. Sağdaki görüntü, orta göz merceğiyle aynı görünen görüş alanına sahiptir, ancak daha kısa bir odak uzaklığına sahiptir, bu da soldaki görüntü ile aynı gerçek görüş alanını ancak daha yüksek büyütmede sağlar.
Plössl, geniş bir görüş alanına sahip bir göz merceği

Genellikle FOV olarak kısaltılan görüş alanı, bir mercekten bakıldığında görülebilen bir hedefin alanını (görüş konumundan bir açı olarak ölçülür) tanımlar. Bir göz merceğinden görülen görüş alanı, belirli bir teleskop veya mikroskoba bağlandığında elde edilen büyütmeye ve ayrıca merceğin özelliklerine bağlı olarak değişir. Okülerler, okülere giren ışığın okülerin alan merceğine ulaşmak için geçmesi gereken en dar açıklık olan alan durdurmalarıyla ayırt edilir .

Bu değişkenlerin etkileri nedeniyle, "görüş alanı" terimi neredeyse her zaman iki anlamdan birine atıfta bulunur:

Gerçek görüş alanı
Belirli bir teleskopla kullanıldığında, belirli bir büyütme üreten, bir göz merceğinden görülebilen gökyüzü miktarının açısal boyutu. Tipik olarak 0,1 ile 2 derece arasında değişir.
Görünen görüş alanı
Bu, göz merceğinden görüntülenen görüntünün açısal boyutunun bir ölçüsüdür. Başka bir deyişle, görüntünün ne kadar büyük göründüğüdür (büyütmeden farklı olarak). Bu, sabit odak uzaklığına sahip herhangi bir göz merceği için sabittir ve göz merceği belirli bir teleskopla kullanıldığında gerçek görüş alanının ne olacağını hesaplamak için kullanılabilir. Ölçüm 30 ila 110 derece arasında değişir .

Mercek kullanıcılarının gerçek görüş alanını hesaplamak istemesi yaygındır, çünkü bu, mercek teleskoplarıyla kullanıldığında gökyüzünün ne kadarının görüneceğini gösterir. Gerçek görüş alanını hesaplamanın en uygun yöntemi, görünen görüş alanının bilinip bilinmemesine bağlıdır.

Görünen görüş alanı biliniyorsa, gerçek görüş alanı aşağıdaki yaklaşık formülden hesaplanabilir:

veya

nerede:

  • sağlanan açısal ölçüm biriminde hesaplanan gerçek görüş alanıdır .
  • görünen görüş alanıdır.
  • büyütmedir.
  • teleskopun odak uzaklığıdır.
  • ile aynı ölçü birimlerinde ifade edilen göz merceğinin odak uzaklığıdır .

Odak uzunluğu objektiv amacı kez çapıdır odak oranı . Aynanın veya objektif merceğin ışığın tek bir noktada birleşmesine neden olacağı mesafeyi temsil eder.

Formül, 40° görünür görüş alanına kadar %4 veya daha iyi doğruluktadır ve 60° için %10 hataya sahiptir.

Görünen görüş alanı bilinmiyorsa, gerçek görüş alanı yaklaşık olarak aşağıdakiler kullanılarak bulunabilir:

nerede:

  • hesaplanan görünümün gerçek alanı, bir derece .
  • göz merceği alan durağının mm cinsinden çapıdır.
  • mm cinsinden teleskopun odak uzaklığıdır.

İkinci formül aslında daha doğrudur, ancak alan durdurma boyutu çoğu üretici tarafından genellikle belirtilmez. Alan düz değilse veya çoğu ultra geniş mercek tasarımı için yaygın olan 60°'den yüksekse ilk formül doğru olmayacaktır.

Yukarıdaki formüller yaklaşık değerlerdir. ISO 14132-1:2002 standardı, gerçek görüş açısından (AOV) tam görünen görüş açısının (AAOV) nasıl hesaplandığını belirler.

Göz merceğinden önce diyagonal veya Barlow mercek kullanılırsa merceğin görüş alanı biraz kısıtlanabilir. Bu, öndeki merceğin göz merceğininkinden daha dar bir alan durdurucuya sahip olduğu ve öndeki engelin göz merceğinin önünde daha küçük bir alan durdurucu gibi davranmasına neden olduğu zaman meydana gelir. Kesin ilişki tarafından verilir

Bu formül ayrıca, belirli bir görünür görüş alanına sahip bir göz merceği tasarımı için, namlu çapının, o mercek için mümkün olan maksimum odak uzunluğunu belirleyeceğini, çünkü hiçbir alan durdurucunun namlunun kendisinden daha büyük olamayacağını gösterir. Örneğin, 1,25 inçlik bir namluda 45° görünür görüş alanına sahip bir Plössl, maksimum 35 mm odak uzaklığı sağlar. Daha uzun olan herhangi bir şey daha büyük namlu gerektirir veya görüş kenar tarafından kısıtlanır, bu da görüş alanını etkin bir şekilde 45°'den daha az yapar.

namlu çapı

Teleskoplar ve mikroskoplar için göz mercekleri genellikle büyütmeyi artırmak veya azaltmak ve kullanıcının belirli performans özelliklerine sahip bir tür seçmesini sağlamak için değiştirilir. Buna izin vermek için, göz mercekleri standartlaştırılmış "Namlu çaplarında" gelir.

Teleskop göz mercekleri

2" (51 mm), 1,25" (32 mm) ve 0,965" (24,5 mm) göz merceği örnekleri (soldan sağa).

Teleskoplar için altı standart namlu çapı vardır. Namlu boyutları (genellikle inç olarak ifade edilir ):

  • 0,965 inç (24,5 mm) – Bu en küçük standart namlu çapıdır ve genellikle oyuncak mağazasında ve alışveriş merkezi perakende teleskoplarında bulunur. Bu tür teleskoplarla gelen bu göz merceklerinin çoğu plastiktir ve hatta bazılarında plastik mercekler vardır. Bu namlu boyutuna sahip üst düzey teleskop göz mercekleri artık üretilmemektedir, ancak yine de Kellner türlerini satın alabilirsiniz.
  • 1,25 inç (31,75 mm) – Bu, en popüler teleskop mercek namlu çapıdır. 1,25" namlulu göz mercekleri için pratik odak uzunlukları üst limiti yaklaşık 32 mm'dir. Daha uzun odak uzunluklarında namlunun kenarları görüş alanına girer ve boyutunu sınırlar. 32 mm'den daha uzun odak uzunluklarında , mevcut görüş alanı çoğu amatörün kabul edilebilir minimum genişlik olarak kabul ettiği 50°'nin altına düşer.Bu namlu boyutları 30 mm filtreleri alacak şekilde dişlidir .
  • 2 inç (50.8 mm) – 2" göz merceklerindeki daha büyük namlu boyutu, odak uzunluklarındaki sınırın hafifletilmesine yardımcı olur. 2" göz merceklerinde odak uzaklığının üst sınırı yaklaşık 55 mm'dir. Buradaki takas, bu göz merceklerinin genellikle daha pahalı olması, bazı teleskoplara sığmaması ve teleskopu devirecek kadar ağır olabilmesidir. Bu namlu boyutları, 48 mm (veya nadiren 49 mm) filtreleri alacak şekilde dişlidir .
  • 2,7 inç (68,58 mm) – 2,7" okülerler birkaç üretici tarafından yapılır. Biraz daha geniş görüş alanlarına izin verirler. Birçok üst düzey odaklayıcı artık bu okülerleri kabul etmektedir.
  • 3 inç (76,2 mm) – 3 inçlik göz merceklerinde daha da büyük namlu boyutu, aşırı odak uzunluklarına ve 120°'den fazla görüş alanına sahip göz merceklerine olanak tanır. Dezavantajları, bu merceklerin biraz nadir olması, son derece pahalı olması ve 5 libreye kadar ağırlığa sahip olmasıdır. ve sadece birkaç teleskopta onları kabul edecek kadar büyük odaklayıcılar vardır.Bunların devasa ağırlıkları Schmidt-Cassegrains'de 10 inç'in altında, 5 inç'in altındaki refraktörlerde ve 16 inç'in altındaki reflektörlerde dengeleme sorunlarına neden olur.Ayrıca , geniş alan durakları nedeniyle, daha büyük ikincil aynalar çoğu reflektör ve Schmidt-Cassegrains bu okülerlerle şiddetli vinyet etkisine sahip olacaktır.Bu okülerlerin yapımcıları Explore Scientific ve Siebert Optics'i içerir.Bu okülerleri kabul edebilen teleskoplar Explore Scientific ve Orion Telescopes and Dürbün tarafından yapılır.
  • 4 inç (102 mm) – Bu göz mercekleri nadirdir ve yalnızca gözlemevlerinde yaygın olarak kullanılır. Çok az üretici tarafından yapılırlar ve onlara olan talep düşüktür.

Mikroskop göz mercekleri

Mikroskoplar için göz mercekleri, 23,2 mm ve 30 mm gibi milimetre cinsinden ölçülen namlu çaplarına sahiptir.

Göz kabartma

Göz rahatlaması.
1 Gerçek görüntü 2 - Alan diyaframı 3 - Göz rölyefi 4 - Gözbebeği çıkışı

Görüntüleri düzgün bir şekilde görebilmek için gözün bir göz merceğinin göz merceğinin arkasında belirli bir mesafede tutulması gerekir. Bu mesafeye göz rahatlığı denir. Daha büyük bir göz rölyefi, optimum konumun göz merceğinden daha uzak olduğu anlamına gelir ve bu da görüntüyü görmeyi kolaylaştırır. Bununla birlikte, göz rölyefi çok büyükse, gözü uzun süre doğru pozisyonda tutmak rahatsız edici olabilir, bu nedenle uzun göz rölyefi olan bazı göz merceklerinin göz merceğinin arkasında, gözlemcinin görüşü korumasına yardımcı olmak için göz merceğinin arkasında bardaklar bulunur. doğru gözlem pozisyonu. Göz bebeği , astronomik bir teleskop durumunda nesne camına karşılık gelen giriş öğrencisinin görüntüsü olan çıkış öğrencisi ile çakışmalıdır .

Göz merceğinin yapısına bağlı olarak, göz kabartması tipik olarak yaklaşık 2 mm ila 20 mm arasında değişir. Uzun odak uzaklıklı okülerler genellikle bol göz rahatlığı sağlar, ancak kısa odak uzaklıklı okülerler daha problemlidir. Yakın zamana kadar ve hala oldukça yaygın olarak, kısa odak uzaklığına sahip okülerler kısa bir göz rölyefine sahipti. İyi tasarım yönergeleri, rahatsızlıktan kaçınmak için gözlemcinin kirpiklerine uyum sağlamak için minimum 5-6 mm önerir. Ancak birçok lens elemanına sahip modern tasarımlar bunu düzeltebilir ve yüksek güçte görüntüleme daha rahat hale gelir. Bu, özellikle gözlüklerini yerleştirmek için 20 mm'ye kadar göz açıklığına ihtiyaç duyan gözlük kullanıcıları için geçerlidir .

Mercek tasarımları

Teknoloji zaman içinde gelişmiştir ve teleskoplar, mikroskoplar, nişangahlar ve diğer cihazlarla kullanım için çeşitli mercek tasarımları vardır . Bu tasarımlardan bazıları aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Negatif lens veya "Galile"

Negatif mercek

Objektifin odağının önüne yerleştirilen basit negatif lens, dik bir görüntü sunma avantajına sahiptir, ancak düşük büyütme için daha uygun olan sınırlı görüş alanına sahiptir. Bu tür merceklerin yaklaşık 1608'de Hollanda'da ortaya çıkan ilk kırıcı teleskopların bazılarında kullanıldığından şüpheleniliyor. Aynı zamanda Galileo Galilei'nin bu tür mercek düzenine " Galilean " adını veren 1609 teleskop tasarımında da kullanıldı . Bu tür mercekler hala çok ucuz teleskoplarda, dürbünlerde ve opera gözlüklerinde kullanılmaktadır .

Dışbükey mercek

Dışbükey mercek

Objektif merceğin odağından sonra yerleştirilen basit bir dışbükey mercek, izleyiciye büyütülmüş bir ters görüntü sunar. Bu konfigürasyon Hollanda'daki ilk kırılma teleskoplarında kullanılmış olabilir ve Johannes Kepler'in 1611 tarihli Dioptris kitabında çok daha geniş bir görüş alanına ve teleskoplarda daha yüksek büyütmeye sahip olmanın bir yolu olarak önerilmiştir . Mercek, objektifin odak düzleminden sonra yerleştirildiğinden, odak düzleminde bir mikrometre kullanımına da izin verdi (gözlenen nesneler arasındaki açısal boyutu ve/veya mesafeyi belirlemek için kullanılır).

Huygens

Huygens mercek diyagramı

Huygens göz mercekleri, bir hava boşluğu ile ayrılmış, göze doğru düzlem tarafları olan iki plano-dışbükey mercekten oluşur . Merceklere göz merceği ve alan merceği denir. Odak düzlemi iki lens arasında bulunur. 1660'ların sonlarında Christiaan Huygens tarafından icat edildi ve ilk bileşik (çok lensli) mercekti. Huygens, sıfır enine renk sapması olan bir oküler yapmak için iki adet hava boşluklu merceğin kullanılabileceğini keşfetti. Lensler, rahat bir gözle ve sonsuz uzaklıktaki bir objektife sahip bir teleskopla kullanılmak üzere aynı Abbe numarasına sahip camdan yapılmışsa, ayırma şu şekilde verilir:

bileşen lenslerin odak uzunlukları nerede ve nerededir.

Bu göz mercekleri, çok uzun odak uzunluklu teleskoplarla iyi çalışır (Huygens zamanında , çok uzun odak uzunluklu hava teleskopları dahil olmak üzere, tek elemanlı, uzun odak uzunluklu , akromatik olmayan kırılmalı teleskoplarla kullanılırlardı ). Bugünün daha kısa odak uzunluklu teleskopları ile göz merceği kısa göz rölyefi, yüksek görüntü distorsiyonu, renk sapması ve çok dar görünen bir görüş alanından muzdarip olduğundan, bu optik tasarımın artık modası geçmiş olarak kabul edilmektedir. Bu okülerlerin yapımı ucuz olduğu için genellikle ucuz teleskoplarda ve mikroskoplarda bulunabilirler.

Huygens göz mercekleri, mercek elemanlarını tutmak için çimento içermediğinden, teleskop kullanıcıları bazen bu mercekleri "güneş projeksiyonu" rolünde, yani Güneş'in bir görüntüsünü uzun süre bir ekrana yansıtmak için kullanırlar. Çimentolu göz mercekleri, geleneksel olarak, yoğun ışık konsantrasyonları nedeniyle ısı hasarına karşı potansiyel olarak savunmasız olarak kabul edilir.

Ramsden

Ramsden mercek diyagramı

Ramsden göz merceği, astronomik ve bilimsel alet yapımcısı Jesse Ramsden tarafından 1782'de yaratılan bir tasarım olan, aynı camdan ve benzer odak uzunluklarına sahip, bir göz merceğinden daha az odak uzaklığına yerleştirilmiş iki dışbükey mercekten oluşur . Mercek ayrımı farklı tasarımlar arasında değişiklik gösterir. , ancak tipik olarak göz merceğinin odak uzunluğunun 7/10'u ile 7/8'i arasında bir yerdedir; seçim, artık enine renk sapması (düşük değerlerde) ile alan merceği riskini taşıyan yüksek değerler arasında bir dengedir. Miyop bir gözlemci gibi yakın bir sanal görüntüyle çalışan bir gözlemci veya yakın bir sanal görüntüyle baş edebilen bir genç tarafından kullanıldığında odak düzlemine dokunmak (bu, bir mikrometre ile kullanıldığında ciddi bir sorundur). cihaza zarar verebilir).

Tam olarak 1 odak uzaklığı ayrılması da saha merceğindeki tozu rahatsız edici bir şekilde odakta hale getirdiğinden tavsiye edilmez. İki kavisli yüzey içe dönüktür. Odak düzlemi böylece göz merceğinin dışında yer alır ve bu nedenle, bir ızgara veya mikrometre artı işaretlerinin yerleştirilebileceği bir konum olarak erişilebilir. Enine renk sapmasını düzeltmek için tam olarak bir odak uzaklığının ayrılması gerekeceğinden, enine renk sapmasını düzeltmek için Ramsden tasarımını tamamen düzeltmek mümkün değildir. Tasarım Huygens'ten biraz daha iyi ama yine de günümüz standartlarına uygun değil.

Yakın monokromatik ışık kaynakları, örneğin polarimetreler kullanarak çalışan aletlerle kullanım için oldukça uygun olmaya devam etmektedir .

Kellner veya "Akromat"

Kellner mercek diyagramı

Bir Kellner göz merceğinde, artık enine kromatik sapmayı düzeltmek için Ramsden tasarımındaki basit plano-dışbükey göz merceği yerine akromatik bir ikili kullanılır. Carl Kellner, bu ilk modern akromatik göz merceğini 1849'da tasarladı ve aynı zamanda " akromatikleştirilmiş Ramsden " olarak da adlandırıldı . Kellner göz mercekleri 3 lensli bir tasarımdır. Ucuzdurlar ve düşükten orta güce kadar oldukça iyi bir imaja sahiptirler ve Huygenian veya Ramsden tasarımından çok daha üstündürler. Göz rölyefi Huygenian'dan daha iyi ve Ramsden göz merceklerinden daha kötü. Kellner göz merceklerinin en büyük sorunu iç yansımalardı. Günümüzün yansıma önleyici kaplamaları , f/6 veya daha uzun odak oranına sahip küçük ila orta açıklıklı teleskoplar için bu kullanışlı, ekonomik seçimleri yapar. Tipik görünen görüş alanı 40–50°'dir.

Plössl veya "Simetrik"

Plössl mercek diyagramı

Plössl , 1860 yılında Georg Simon Plössl tarafından tasarlanan, genellikle iki çift ​​ikili setinden oluşan bir göz merceğidir . İki çift aynı olabileceğinden, bu tasarıma bazen simetrik mercek denir . Bileşik Plössl lens, nispeten büyük FOV ile birlikte 50° veya daha fazla görünür bir görüş alanı sağlar . Bu, bu göz merceğini derin gökyüzü ve gezegensel görüntüleme dahil olmak üzere çeşitli gözlem amaçları için ideal kılar . Plössl optik tasarımının en büyük dezavantajı, ortoskopik ile karşılaştırıldığında kısa göz rölyefidir, çünkü Plössl göz rölyefi odak uzaklığının yaklaşık %70-80'i ile sınırlıdır. Görüşün özellikle gözlük takan kişiler için rahatsız edici hale gelebildiği yaklaşık 10 mm'nin altındaki kısa odak uzunluklarında kısa göz rölyefi daha kritiktir.

Plössl mercek, astronomik ekipman üreticilerinin yeniden tasarlanmış versiyonlarını satmaya başladığı 1980'lere kadar belirsiz bir tasarımdı. Bugün, Plössl adının en az dört optik elemanlı bir dizi göz merceğini kapsadığı amatör astronomik pazarda çok popüler bir tasarımdır .

Bu göz merceği, camın kalitesi ve iç yansımaları önlemek için iyi uyumlu dışbükey ve içbükey merceklere ihtiyaç duyulması nedeniyle üretimi daha pahalı olanlardan biridir. Bu nedenle, farklı Plössl göz merceklerinin kalitesi değişmektedir. En basit yansıma önleyici kaplamalara sahip ucuz Plössl'ler ile iyi yapılmış olanlar arasında kayda değer farklar vardır.

Ortoskopik veya "Abbe"

Ortoskopik mercek diyagramı

4 elemanlı ortoskopik mercek, bir plano-dışbükey tekli göz merceğinden ve bir çimentolu dışbükey-dışbükey üçlü alan merceğinden akromatik alan merceğinden oluşur. Bu, göz merceğine neredeyse mükemmel bir görüntü kalitesi ve iyi bir göz rahatlığı sağlar , ancak dar bir görüş alanı - yaklaşık 40°–45°. 1880'de Ernst Abbe tarafından icat edildi . Düşük derecede bozulma nedeniyle " ortoskopik " veya " ortografik " olarak adlandırılır ve bazen "orto" veya "Abbe" olarak da adlandırılır.

Çoklu kaplamaların ortaya çıkışına ve Plössl'nin popülaritesine kadar, ortoskopikler teleskop göz mercekleri için en popüler tasarımdı. Bugün bile bu göz mercekleri, gezegen ve ay gözlemi için iyi göz mercekleri olarak kabul edilir. Düşük distorsiyon dereceleri ve karşılık gelen küre etkisi nedeniyle, cihazın aşırı kaydırılmasını gerektiren uygulamalar için daha az uygundurlar.

tek merkezli

Tek merkezli mercek diyagramı

Monosentrik, çakmaktaşı bir cam elemanın her iki tarafına yapıştırılmış iki parça taç cama sahip akromatik bir üçlü mercektir. Elemanlar kalın, kuvvetli kavislidir ve yüzeyleri, ona " tek merkezli " adını veren ortak bir merkeze sahiptir . 1883 civarında Hugo Adolf Steinheil tarafından icat edildi . Bu tasarım, Robert Tolles , Charles S. Hastings ve E. Wilfred Taylor'ın yekpare göz merceği tasarımları gibi, hayalet yansımaları içermez ve parlak kontrastlı bir görüntü verir, arzu edilen bir özelliktir. icat edildi ( anti-yansıtıcı kaplamalardan önce ). Yaklaşık 25°'lik dar bir görüş alanına sahiptir ve gezegen gözlemcileri arasında favoridir.

Erfle

Erfle mercek diyagramı

Erfle, aralarında ekstra mercek bulunan iki akromatik mercekten oluşan 5 elemanlı bir mercektir . Heinrich Erfle'nin Ağustos 1921 tarihli 1,478,704 numaralı ABD patentinde açıklanan askeri amaçlar için birinci dünya savaşı sırasında icat edildiler ve Plössls gibi dört elementli göz merceğinin daha geniş alanlarının mantıksal bir uzantısıdır .

Erfle göz mercekleri geniş görüş alanına (yaklaşık 60 derece) sahip olacak şekilde tasarlanmıştır, ancak astigmatizma ve hayalet görüntüden muzdarip oldukları için yüksek güçlerde kullanılamazlar . Bununla birlikte, düşük güçlerde ( 20 mm ve üzeri odak uzunlukları) lens kaplamaları ile kabul edilebilirler ve 40 mm'de mükemmel olabilirler. Erfles, büyük göz lensleri, iyi bir göz rahatlığı ve kullanımı çok rahat olabileceği için çok popülerdir.

König

König mercek diyagramı

König göz merceğinde bir içbükey-dışbükey pozitif ikili ve bir düz-dışbükey tekli bulunur . Çift ve tek yüzün güçlü dışbükey yüzeyleri ve (neredeyse) birbirine değmektedir. Çift, ışık kaynağına bakan içbükey bir yüzeye ve göze bakan neredeyse düz (hafif dışbükey) bir yüzeye sahiptir. 1915 yılında Alman gözlükçü Albert König (1871-1946) tarafından basitleştirilmiş bir Abbe olarak tasarlandı. Tasarım önemli ölçüde yüksek olan yüksek büyütme sağlar göz kabartma - yüksek göz kabartma öncesinde herhangi bir tasarım odak uzunluğuna orantılı Nagler , 1979 yılında yaklaşık 55 görüş alanını ° Plossl için performans benzer kılar, avantaj ile daha az lens gerektirir.

Königs'in modern versiyonları, geliştirilmiş cam kullanabilir veya çeşitli ikili ve tekli kombinasyonları halinde gruplandırılmış daha fazla lens ekleyebilir . En tipik adaptasyon pozitif, konkav-konveks eklemektir basit bir lens önce çiftli bir ışık kaynağı ve dublet bakan konveks yüzeye doğru konkav yüzü ile. Modern iyileştirmeler tipik olarak 60°-70° görüş alanlarına sahiptir.

RKE

RKE mercek diyagramı

Bir RKE göz merceği, Kellner mercekinin ters bir uyarlaması olan akromatik bir alan merceğine ve çift dışbükey göz merceğine sahiptir. Dr. David Rank tarafından, 1960'ların sonlarında ve 1970'lerin başında pazarlayan Edmund Scientific Corporation için tasarlandı  . Bu tasarım, klasik Kellner tasarımından biraz daha geniş bir görüş alanı sağlar ve tasarımını König'in geniş aralıklı bir versiyonuna benzer hale getirir .

Edmund Scientific Corporation'a göre, RKE "Rank Kellner Mercek" anlamına gelir. 16 Ocak 1979'da ticari marka başvurusunda yapılan bir değişiklikte, göz merceğinin türetildiği üç tasarım olan "Rank-Kaspereit-Erfle" olarak verildi. Bir Mart 1978 Edmund Astronomy News (Cilt 16 No 2) " Edmund Tarafından Geliştirilen Yeni Mercek Tasarımı " manşetini attı ve "Yeni 28mm ve 15mm Rank-Kaspereit-Erfle (RKE) göz mercekleri, ünlü Tip II Kellner merceklerinin Amerikan yeniden tasarımlarıdır. "

nagler

Nagler tip 2 mercek diyagramı
Nagler tipi göz mercekleri

Albert Nagler tarafından icat edilen ve 1979'da patenti alınan Nagler göz merceği, astigmatizma ve diğer sapmalar için iyi bir düzeltmeye sahip ultra geniş bir görüş alanı (82°) sağlamak üzere astronomik teleskoplar için optimize edilmiş bir tasarımdır. 2007'de tanıtılan Ethos, esas olarak Paul Dellechiaie tarafından Albert Nagler'in Tele Vue Optics'teki rehberliği altında geliştirilen ve 100-110° AFOV talep eden gelişmiş bir ultra geniş alan tasarımıdır. Bu, egzotik yüksek indeksli cam ve dört veya beş grupta sekiz adede kadar optik eleman kullanılarak elde edilir; Nagler , Nagler tip 2 , Nagler tip 4 , Nagler tip 5 ve Nagler tip 6 olarak adlandırılan birkaç benzer tasarım vardır . Daha yeni Delos tasarımı, 'yalnızca' 72 derecelik bir FOV'a sahip ancak 20 mm'lik uzun bir göz rölyefi olan değiştirilmiş bir Ethos tasarımıdır.

Bir Nagler'deki öğelerin sayısı onları karmaşık hale getirir, ancak tasarım fikri oldukça basittir: Her Nagler, büyütmeyi artıran negatif bir ikili alan lensine ve ardından birkaç pozitif gruba sahiptir. Birinci negatif gruptan ayrı düşünülen pozitif gruplar, uzun odak uzaklığına sahip olmak için birleşir ve pozitif bir mercek oluşturur. Bu, tasarımın düşük güçlü lenslerin birçok iyi özelliğinden faydalanmasını sağlar. Aslında, bir Nagler, uzun odak uzaklığına sahip bir mercekle birleştirilmiş bir Barlow merceğinin üstün bir versiyonudur . Bu tasarım, diğer geniş alan veya uzun göz kabartmalı göz merceklerinde yaygın olarak kopyalanmıştır .

Naglers'ın ana dezavantajı ağırlıklarıdır; ağırlıkları ve büyüklükleri nedeniyle genellikle acı bir şekilde ' el bombaları ' olarak anılırlar . Uzun odak uzaklığı versiyonları 0,5 kg'ı (1,1 lb) aşar, bu da küçük ve orta büyüklükteki teleskopların dengesini bozmak için yeterlidir. Diğer bir dezavantaj, küçük bir teleskopun maliyetiyle karşılaştırılabilir büyük Naglers fiyatlarıyla yüksek satın alma maliyetidir. Bu nedenle, bu göz mercekleri birçok amatör gökbilimci tarafından bir lüks olarak kabul edilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  • AE Conrady, Applied Optics, ve optik tasarımı, Cilt I . Oxford 1929.
  • R. Kingslake, Lens Tasarımının Temelleri . Akademik Basın 1978.
  • H. Rutten ve M. van Venrooij, Telescope Optics . Willmann-Bell 1988, 1989. ISBN  0-943396-18-2 .
  • PS Harrington, Star Ware: Amatör Bir Gökbilimcinin Teleskop ve Aksesuarları Seçme, Satın Alma ve Kullanma Kılavuzu: Dördüncü Baskı . John Wiley & Sons, Inc.

Dış bağlantılar