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Ein Okular ist eine Linse oder Linsensystem, durch das man mit dem Auge (lateinisch oculus) in ein optisches System blickt.
Diese optischen Systeme sind zum Beispiel Ferngläser, Fernrohre, Teleskope oder Lichtmikroskope. In modernen optischen Systemen bereitet das Okular das in seiner Fokalebene stehende reale Bild (Zwischenbild) für das menschliche Auge auf. Im Teleskop nach Galilei befindet sich das Okular noch vor der Brennebene der Objektivlinse, so dass kein reales Zwischenbild entsteht.
In Verbindung mit der Augenoptik wird mit Hilfe eines Okulars ein Bild auf die Netzhaut projiziert.
Die Austrittspupille (AP) des Okulars muss auf die Eintrittspupille (EP) des Auges abgestimmt sein. Idealerweise ist ihre Größe nicht größer als die der Eintrittspupille, da sonst Licht verschenkt wird. Außerdem sollte die Austrittspupillenschnittweite (der Augenabstand) groß genug sein, dass die Augenpupille an dieser Stelle positioniert werden kann. Ältere Okular-Konstruktionen erlaubten keine vollständige Anpassung an das Auge. Entweder lag die Austrittspupille zu dicht hinter der letzten Linse, so dass sie für Brillenträger ungeeignet waren oder sie machten keine vollständige Farbkorrektur. Fest eingebaute Okulare erlauben häufig einen Dioptrienausgleich zur Anpassung der variierenden Brechkräfte der Augen verschiedener Betrachter an das Okular.
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Die meisten Okulare haben auf der Kante der Augenseite einen Gummiring, der oft auch zurückgeklappt werden kann. Er hat zwei Zwecke: Er verhindert das Eindringen von Streulicht, welches die Beobachtung stört und er hilft durch seine Berührung den Kopf ruhig zu halten. Teilweise sind diese Augenmuscheln asymmetrisch ausgeführt, um die Außenseite des Auges noch besser vor Streulicht zu schützen.
Die Feldblende eines Okulars liegt in der Brennebene des Objektivs und begrenzt damit das sichtbare Gesichtsfeld. Bei einfachen Okularbauformen ist die Feldblende als Ring in der Okularsteckhülse und (vom Objektiv aus gesehen) vor den Linsen des Okulars sichtbar. Wenn die Feldblende eines Okulars entfernt wird, kann sich das scheinbare Gesichtsfeld vergrößern. Der Rand des vergrößerten Gesichtsfeldes wird dann allerdings durch Vignettierung abgedunkelt und meist nicht mehr scharf begrenzt sein. Um bei im Verhältnis zum Steckdurchmesser langbrennweitigen Okularen das maximale Gesichtsfeld zu erreichen, wird die Feldblende gelegentlich vom Hersteller weggelassen und somit die Steckhülse als Feldblende verwendet.
Die maximale Größe der Feldblende ergibt sich aus dem Steckmaß abzüglich der doppelten Materialdicke der Steckhülse.
Auf der Feldseite fast aller Okulare in den Größen 1,25 und 2 Zoll befindet sich auf der Innenseite am vorderen Ende der Steckhülse ein Gewinde, welches Filteradapter aufnehmen kann. Auch kann dort eine Barlow-Linse ohne deren hinterer Steckhülse eingeschraubt werden. Dies verringert den Verlängerungsfaktor der Brennweite, da der Abstand zum Okular nun viel geringer ist als vorgesehen. So kann man mit der Feldlinse einer Barlow mit 2-facher Vergrößerung einen Faktor von ca. 1,4-fach erreichen.
Da es jedoch keinen wirklichen Standard im Gewindedurchmesser und mehr noch in der Gewindesteigung gibt, kann es manchmal passieren, dass ein Filter oder sonstiges Zubehör nicht passt oder sich nur ca. 1 bis 2 Umdrehungen weit aufschrauben lässt.
Die Steckhülse ist der feldseitige, vordere Teil des Okulars. Die Steckhülse verschwindet idealerweise vollständig im Okularauszug und wird dort von einer oder zwei Rändelschrauben oder von einem Klemmring gehalten. Die Außenseite der Steckhülse ist glatt, um ein klemmarmes Tauschen des Okulars zu ermöglichen. Die Innenseite hingegen ist absichtlich rau; Oft ist sie durchgängig mit dem Filtergewinde versehen und sie ist mit matter schwarzer Farbe abgedunkelt. Beide Maßnahmen verringern das immer entstehende Streulicht.
Der Okularauszug nimmt das Okular eines Teleskops auf. Er ist am Tubus eines Teleskops dort angebracht, wo das gebündelte Licht seinen Brennpunkt hat und aus dem Teleskop austritt. Beim Newton-Teleskop ist dies oben seitlich am Tubus, beim Cassegrain-Teleskop und bei Fernrohren am hinteren Ende. In den Okularauszug werden die Okulare eingesteckt. An einem Stellrad kann man dann das Okular fokussieren, so dass die ggf. virtuelle Feldebene des Okulars mit der Brennebene des Teleskops übereinstimmt.
Das Auflagemaß ist der Abstand von der Auflagefläche des Okulars zu seiner ggf. virtuellen Feldebene. Okulare unterschiedlicher Hersteller bzw. Typs haben unterschiedliche Auflagemaße. In der Praxis bedeutet dies, dass nach einem Wechsel des Okulars die Schärfe neu eingestellt werden muss. Dafür ist ein ausreichender Backfokus notwendig.
Der Augenabstand ist definiert über die Entfernung des Schnittpunkts aller austretenden Bündel paralleler Strahlen (Austrittspupillenschnittweite) zur Augenlinse des Okulars. Bei sehr geringem Augenabstand können z. B. Brillenträger mit aufgesetzter Brille nicht mehr das volle Bild des Okulars überblicken. Auch können bei Okularen mit geringem Augenabstand die Wimpern die Augenlinse berühren und verunreinigen. Ein zu großer Augenabstand macht es jedoch schwierig den Kopf ruhig zu halten, da der Kontakt zum Okular verloren gehen kann und das Bild bei der geringsten Bewegung des Betrachters hin und her wandert. Einige Okulare bieten daher eine Verstellmöglichkeit an; es kann der hintere Okularrand herausgedreht werden, so dass das Auge das Okular berühren kann.
Der Abstand zur Augenlinse des Okulars darf nicht mit dem biologischen Augenabstand verwechselt werden.
Die Austrittspupille (AP) ist ein Maß für die scheinbare Größe des Abbildes der Aperturblende im Schärfepunkt. Ist die Austrittspupille des Okulars größer als die Öffnung der Iris des eigenen Auges, so geht „Licht verloren“, weil nicht alles Licht, das vom Objektiv gesammelt wird, in das Auge fallen kann. Ist die AP zu klein, begrenzt die Beugung an der Austrittspupille das Auflösungsvermögen des optischen Systems. Man spricht dann von einer „leeren Vergrößerung“, weil der nominale Vergrößerungsfaktor des optischen Systems größer ist als der kleinste Vergrößerungsfaktor, bei dem das gleiche Auflösungsvermögen erreicht wird. Bei einer zu geringen Austrittspupille des Okulars werden die Beugungserscheinungen durch die geringe AP dominant gegenüber der Bildinformation im Ortsraum. Die minimal sinnvolle AP liegt bei rund 0,5 mm.
Die Eintrittspupille des menschlichen Auges ist die maximale Öffnung der Iris und sie lässt im Alter nach. So haben Kinder noch eine Eintrittspupille von ca. 8 mm, Erwachsene um die 40 Jahre häufig nur noch eine EP von 6 mm.
Die Brennweite eines Okulars ist in Millimetern angegeben und bestimmt zusammen mit der Brennweite des Objektivs die Vergrößerung des optischen Gerätes, in dem es verwendet wird (je kleiner die Brennweite, desto höher die Vergrößerung). Hat ein Teleskop zum Beispiel eine Brennweite von 2000 mm und das Okular von 20 mm, so ergibt sich eine Vergrößerung von 100x (einhundertfach). Für die Vergrößerungsberechnung ergibt sich diese Formel:
Mit <math>v = </math>Vergrößerung und <math>F_\text{Objektiv}</math> der Objektiv- und <math>F_\text{Okular}</math> der Okularbrennweite.
Ist die Brennweite nicht bekannt, da z. B. keine Angaben auf dem Okular zu finden sind, kann sie ermittelt werden. Benötigt wird dazu:
Alle Angaben in derselben Längeneinheit, üblich sind Millimeter.
Siehe Steckmaß
Aus dem Durchmesser d der Feldblende und der Brennweite f des Fernrohrs kann das wahre Gesichtsfeld einer Teleskop-Okular-Kombination, also der Ausschnitt am Himmel, einfach berechnet werden:
<math>\text{wahres Gesichtsfeld wGF in } ^{\circ}=2 \cdot\arctan\left(\frac{d}{2\cdot f} \right)</math>
In der Lichtmikroskopie wird die Größe des beobachtbaren Bereichs mit der Sehfeldzahl angegeben.
Das scheinbare Gesichtsfeld bestimmt, wie "tunnelartig" der Blick durch das optische Instrument ist. Das Gesichtsfeld wird in Winkelgrad angegeben. Ein großes Gesichtsfeld lässt den Beobachter scheinbar tiefer ins Bild eindringen, weil es am Rand Objekte abbildet, die bei einem kleineren Gesichtsfeld abgeschnitten wären. Ab einem Gesichtsfeld von ca. 60° spricht man von einem Weitwinkelokular. Derzeit sind für Amateur-Teleskope Okulare mit Gesichtsfeldern von ca. 35° bis 100° verfügbar.
Das scheinbare Gesichtsfeld des Okulars kann nicht so einfach berechnet werden, da vor allem moderne Weitwinkel-Okularkonstruktionen zum Rand hin eine starke Verzeichnung aufweisen. Bei derartigen Bauformen befindet sich die Feldblende des Okulars oftmals im Inneren zwischen den Linsen. Wenn man die Verzeichnung nicht berücksichtigt, gilt:
<math>\text{scheinbares Gesichtsfeld sGF in } ^{\circ}=2\cdot \arctan \left (\text{Vergr.} \right) \cdot \tan\left(\frac{\text{wGF}}{2} \right)</math>
Das Steckmaß ist der Außendurchmesser der Steckhülse des Okulars. Dieses Maß wird in Zoll angegeben. Üblich sind in der Amateurastronomie drei Steckmaße:
Bei Okularauszügen mit 2"-Steckmaß liegt dem Okularauszug häufig ein Adapter zur Reduzierung auf 1,25 Zoll bei.
Bei einem Steckmaß von 1,25 Zoll beträgt der Innendurchmesser der Steckhülse ca. 30 mm; dies ist gleichzeitig die maximal mögliche Feldblende bei diesem Steckmaß. Da bei längeren Brennweiten der Blickwinkel immer größer wird, begrenzt der Innendurchmesser sinnvolle Okularbrennweiten auf die oben erwähnten 32 mm.
Vereinzelt findet man noch Okulare mit 31 mm Steckhülsendurchmesser, dem alten deutschen Steckmaß.
Siehe Brennweite
Erfles neigen am Rand des Gesichtsfeldes zu Astigmatismus, einer "Kometen"-förmigen Verzerrungen von Lichtquellen. Außerdem kommen leicht interne Reflexionen vor ("Geisterbilder"). Dies macht Erfle-Okulare für die Beobachtung heller Objekte, z.B. von Planeten, in der beobachtenden Astronomie weniger geeignet. Sie eignen sich hingegen gut für lichtschwache, ausgedehntere Objekte wie offene Sternhaufen und Reflexionsnebel.
Erfle-Okulare sind vergleichsweise günstig herzustellen. Sie werden daher noch heute für die Amateur-Astronomie oder Weitwinkel-Ferngläser produziert.
Des Weiteren gibt es noch erweiterte Typen mit asphärischen Flächen. Die Hyperbelflächen treiben, bedingt durch die Herstellprobleme, die Kosten hoch.
Die Barlowlinse wird zwischen Okularauszug und Okular montiert und verlängert die Brennweite des Objektivs. Das kommt im Hinblick auf die Vergrößerung und Austrittspupille einer Verkürzung der Okularbrennweite gleich, im Hinblick auf den Augenabstand allerdings nicht.
Siehe: Barlowlinse
Die Shapleylinse ist das Gegenteil der Barlowlinse: sie verkürzt die Brennweite des Objektivs. Siehe: Barlowlinse
Sie wird auch Flattener genannt und ist eine Linse, hauptsächlich für die Astrofotografie eingesetzt wird. Sie ebnet bei Fernrohren das Bildfeld, welches normalerweise leicht gekrümmt ist. Durch diese Krümmung werden Sterne zum Rand hin immer unschärfer abgebildet. Der Flattener beseitigt diese Unschärfe; er selbst hat keine vergrößernde oder verkleinernde Wirkung, sondern er korririert das Bildfeld lediglich. Der Abstand zur Film- oder Sensorebene der Kamera ist allerdings vorgegeben und wird mit Zwischenringen erzeugt.
Der Komakorrektor ist wie der Flattener (Bildfeldebnungslinse) eine Korrekturlinse, jedoch speziell für Newton-Teleskope. Er korrigiert bei Parabolspiegeln die randseitigen Verzerrungen, welche wie der Schweif eines Kometen aussehen (daher der Name). Es gibt K. mit und ohne Brennweitenverlängerung, je nach Bauart.
Ein Binokular-Ansatz ist ein Strahlenteiler für beidäugiges Betrachten eines Objektes. An seinem hinteren Ende werden zwei identische Okulare eingesetzt. Binokulares Sehen bietet Vorteile; Insbesondere bei Mond und Planeten ermöglicht die Beobachtung mit beiden Augen das Erkennen von mehr Details. Die entspannte Beobachtung verhindert außerdem Ermüdungserscheinungen. Durch das erhöhte Gewicht gerät das Instrument jedoch leichter ins Schwingen, außerdem muss jedes Okular, mit dem beobachtet werden soll, doppelt angeschafft werden. Die eingebaute Barlowlinse verringert zwar den Backfokus, kann ihn aber nicht gänzlich ausgleichen, so dass ein B. nicht für jedes Teleskop bzw. jedes Okular geeignet ist. Durch die zusätzlichen optischen Elemente gehen außerdem sowohl Bildhelligkeit als auch Bildqualität zurück.
Commons: Eyepieces – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
