mini|Plössl-Okular (32 mm) zum Einsatz an einem Teleskop
Ein Okular ist der augenseitig (lateinisch oculus = Auge) optisch wirksame Teil eines optischen Systems, wie zum Beispiel eines Fernglases, Fernrohrs, Teleskops oder Lichtmikroskops. Ein Okular besteht aus einer einzelnen Linse oder aus einem Linsensystem. Ein objektseitiger optischer Teil heißt entsprechend Objektiv. Es kann sich aber, wie beispielsweise bei einem elektronischen Sucher, auch um einen Bildschirm handeln, der mit einem Okular betrachtet wird.
Die Funktion des Okulars ist in der Regel, ein reelles Zwischenbild einer optischen Abbildung für das menschliche Auge virtuell abzubilden. Dazu wird das Zwischenbild ins Unendliche projiziert, so dass das virtuelle Bild für ein auf Unendlich akkommodiertes Auge zu beobachten ist. Im Teleskop nach Galilei befindet sich das Okular noch vor der Brennebene des Objektivs, so dass kein reelles Zwischenbild entsteht.
In der afokalen Fotografie benutzt man spezielle Projektionsokulare, die auf eine Abbildung in endlichem Abstand optimiert sind, zur Projektion des Bilds auf einen Film oder Kamerachip.
Die Austrittspupille (AP) eines optischen Systems sollte auf die Eintrittspupille (EP) des Auges abgestimmt sein. Idealerweise ist ihre Größe nicht größer als die der Eintrittspupille, da sonst Licht verschenkt wird, weil das austretende Lichtbündel nur teilweise ins Auge gelangt. Außerdem sollte die Austrittspupillenschnittweite (der Augenabstand) des Okulars 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.
Als Nebeneffekt werden bei kleiner Austrittspupille (kurze Brennweite) die im Strahlengang befindlichen Inhomogenitäten des Auges besonders deutlich auf die Netzhaut projiziert. Diese entoptischen Phänomene können in Mouches volantes oder Skotom unterschieden werden.
Bestandteile Augenmuschel 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.
Feldblende Die Gesichtsfeldblende eines Okulars liegt in der Brennebene des Objektivs und begrenzt damit die Größe des durch das Okular betrachteten Bilds. Je nach Konstruktion des Okulars liegt die Feldblende vor oder innerhalb der Optik des Okulars. Bei einfachen Okulardesigns wie den gängigen Kellner, Plössl oder Erfle-Okularen oder deren Abwandlungen liegt die Feldblende vor den Linsen des Okulars. Dabei ist die Feldblende meist als Ring in der Okularsteckhülse ausgeführt und (vom Objektiv aus gesehen) vor den Linsen des Okulars sichtbar. Die Feldblende dient zum einen dazu, Bildbereiche zu kaschieren, in denen Abbildungsfehler des Okulars vorliegen, und zum anderen, den Einfall von Streulicht aus diesen Bereichen ins Linsensystem des Okulars zu verhindern. Wenn die Feldblende eines Okulars entfernt wird, kann sich das 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 bei dieser Konstruktion aus dem Steckmaß abzüglich der doppelten Materialdicke der Steckhülse. Dabei muss aber bereits Vignettierung am Gesichtsfeldrand in Kauf genommen werden, da der Lichtkegel vom Objektiv konisch verläuft, und der äußere Bereich des Lichtkegels dann bereits abgeschnitten wird. Moderne Okularentwürfe seit dem Nagler-Okular besitzen eine Feldblende, die innerhalb des Okulars sitzt.
Filtergewinde 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 Filtergewinde, welches Filteradapter aufnehmen kann. Auch kann dort eine Barlow-Linse ohne deren hintere 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.
Steckhülse 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.
Befestigung am Teleskop: Okularauszug 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.
Eigenschaften mini|hochkant=2|Strahlengang im Teleskop mit Okular und Maße mini|Verschiedene Okulare für Amateur-Teleskope;v. l. n. r: 5 mm, 9 mm, 20 mm, 50 mm mit 2″-Steckmaß
Auflagemaß 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.
Augenabstand Der Augenabstand eines Okulars ist, abweichend von der Definition in der Augenoptik, die Entfernung entlang der optischen Achse zwischen dem Schnittpunkt aller austretenden Bündel paralleler Strahlen (Austrittspupillenschnittweite) und der 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.
Brennweite
Die Brennweite eines Okulars (Formelzeichen: , oder oft ) ist der Abstand entlang der optischen Achse zwischen der Hauptebene des Okulars und dem reellen Zwischenbild bei einer Abbildung des Zwischenbilds ins augenseitige Unendliche. Sie wird in Millimetern angegeben und bestimmt zusammen mit der Brennweite des Objektivs die Vergrößerung des optischen Gerätes, in dem es verwendet wird.
Feldblendendurchmesser Der Feldblendendurchmesser (Formelzeichen, meist: ) eines Okulars ist der Durchmesser des Okulars an der Stelle, die die Menge der ausfallenden Strahlenbündel am meisten einschränkt. In vielen Fällen entspricht er dem Durchmesser der Blende am Ort des reellen Zwischenbilds.
Bei Okulardesigns, bei denen kein reelles Zwischenbild existiert, oder es zwischen den Linsen des Okulars liegt, wie bspw. Huygens- und Mittenzwey-Okularen, entspricht der Feldblendendurchmesser nicht notwendigerweise dem physischen Durchmesser einer realen Blende, sondern dem des zugehörigen virtuellen Zwischenbilds.
Scheinbares Gesichtsfeld Das scheinbare Gesichtsfeld (Formelzeichen: ) ist der Winkel, den der Durchmesser des Bilds für einen Betrachter einnimmt, also der Winkel zwischen den Hauptrichtungen der Strahlenbündel, den die Strahlen von zueinander entgegengesetzten Stellen am Bildrand bilden. Es wird in Winkelgrad angegeben.
Das scheinbare Gesichtsfeld bestimmt, wie „tunnelartig“ der Blick durch das optische Instrument ist. 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. 30° bis 120° verfügbar.
Bei einem Okular der Brennweite und einem Feldblendendurchmesser gilt – unter der Annahme einer verzeichnungsfreien Abbildung:
Steckmaß bzw. Durchmesser mini|Barlow-Element am Okular Das Steckmaß ist der Außendurchmesser der Steckhülse des Okulars. Dieses Maß wird in Zoll angegeben. Üblich sind in der Amateurastronomie drei Steckmaße: 0,96″, ist entweder von einem sehr einfachen Teleskop der untersten Preisklasse oder veraltet, 1,25″, ist ein sehr verbreitetes Maß; es wird häufig für Okulare mit geringeren Brennweiten eingesetzt. Die Grenze hängt vom Okulardesign ab, bspw. bei Okularen im Plössl-Design bis 32 mm, im Erfle-Design bis 25 mm, 2″, ist ein Steckmaß für Okulare, üblicherweise mit besonders langer Brennweite ab 28 mm und höher.
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 mit längerer Brennweite die zum Erzielen eines bestimmten scheinbaren Gesichtsfeldes nötige Feldblende auch immer größer wird, begrenzt der Innendurchmesser sinnvolle Okularbrennweiten auf die oben erwähnten 32 mm (ausgehend von einem minimalen erwünschten scheinbaren Gesichtsfeld von 50°). Ein Plössl mit 40 Millimetern Brennweite kann allerdings sinnvoll eingesetzt werden, wenn bei einer kürzeren Brennweite die damit an einem Teleskop erzielbare Austrittspupille für ein Objekt geringer Flächenhelligkeit zu klein würde.
Vereinzelt findet man noch Okulare mit 31 mm Steckhülsendurchmesser, dem alten deutschen Steckmaß.
Spektive und einige ältere Teleskope haben Schraubanschlüsse statt Stecksysteme.
Eigenschaften von Okularen im Zusammenhang mit einem Objektiv Austrittspupille mini| 1 Reelles Bild 2 Feldblende 3 Augenabstand 4 Austrittspupille