Vytisknout
Nadřazená kategorie: Teorie
Kategorie: Optické přístroje
Zobrazení: 5489

V minulé části miniseriálu jsem se věnovali základním parametrům okulárů. V dnešním dokončení se podíváme na nejčastěji používané konstrukce.

 

Porovnání nejčastějších konstrukcí

V průběhu čtyř století existence dalekohledu byla k němu vyvinuta celá řada okulárů nejrůznějších konstrukcí i vlastností. V následujícím přehledu nejčastěji  využívaných konstrukcí okulárů jsou zjednodušené slovní popisy tak, aby byl zvýrazněn rozdíl mezi jednotlivými konstrukcemi tak jak je vnímá běžný uživatel (slovní pojmy se tak mohou mírně lišit od přesných definic). Pod pojmem ostrost a kontrast obrazu je zde zjednodušeně řečeno považována schopnost okuláru soustředit obraz hvězdy do jednoho bodu bez poklesu kontrastu okolí. Stupeň barevné korekce udává, jak dobře je potlačena barevná vada okuláru (do jaké míry je otlačeno vytváření barevných hal kolem hvězd a jasných planet). Zakřivení pole pak v tomto zjednodušeném pojetí způsobuje nemožnost současného ostrého obrazu ve středu a u okraje zorného pole.

Za zvýrazněnými názvy konstrukcí okulárů jsou stručně uvedeny typické vlastnosti dané konstrukce a to v pořadí: zaužívaná zkratka (-y), zorné pole a vzdálenost výstupní pupily v násobcích ohniskové vzdálenosti okuláru. Pokud je namísto některé hodnoty uvedeno pouze číslo značí to, že daná hodnota není na konstrukci závislá, a je pevně stanovena.

 

V dnešní době se s nejjednoduššími dvoučočkovými okuláry Ramsdenova či Huygesnova typu (R, H; oba 40°; 0.1f) setkáváme u astronomických dalekohledů pouze ojediněle. Tyto okuláry jsou schopny zajistit dostatečně kvalitní zorné pole jen v do cca 30-40°. Jsou rovněž vhodné pouze pro méně světelné soustavy (f/8, popř. ještě lépe nad f/10).  U jasnějších objektů může být patrné slabé barevné halo. Vlastní zakřivení pole je sice akceptovatelné, nicméně patrné.

Mnohem častěji se dnes setkáváme s nejrůznějšími modifikacemi tříčočkové soustavy Kellnerova typu (K, MA, SMA, popř. inverzní uspořádání RMA; 45°; 0.4f). Okulár tohoto typu je velmi často dodáván jako základní (setový) přímo se samotným dalekohledem. Je vhodný pro malá a střední zvětšení pro dalekohledy o světelnosti maximálně f/6 (nebo ještě lépe f/8). Pro obecné pozorování poskytuje dobrou ostrost kresby ve středu zorného pole. U okrajů jsou již patrné známky nevykorigovaných optických vad (zejména astigmatismus). Zakřivení pole je sice akceptovatelné, nicméně u okrajů zorného pole patrné.

Plössl, Super Plössl  (P, SP; 50°; 0.8f) je rovněž velmi oblíbená čtyř (resp. pěti u Super Plösslu) čočková konstrukce okuláru. Podobně jako výše uvedené jednodušší typy je vzdálenost výstupní pupily závislá na ohniskové vzdálenosti. Obecně jsou okuláry této konstrukce vhodné do malých až po vysoká zvětšení a to i pro světelné dalekohledy (až f/4). Kontrast a ostrost zobrazení je u dobře vyrobeného okuláru příkladný. Velmi často okulár této konstrukce běžné kvality  převyšuje  kontrast i špičkových širokoúhlých okulárů. Okulár má rovněž velmi dobře vykorigované aberace (astigmatismus, sklenutí), jen u okrajů si může pozorovatel zpravidla povšimnout mírného zkreslení rovných linií. Pro svoji jednoduchost (a tím i nízkou cenu) a vynikající vlastnosti je tento typ okulárů velmi oblíbený. Nezřídka se s ním proto setkáte jako se setovým. Pokud přemýšlíte nad nějakým výchozím okulárem o středních ohniskových vzdálenostech lze doporučit právě tuto konstrukci.

Ortoskopický okulár (O; AO; 40°, 0.8f) byl navrhl samotný E. Abé a věhlasný matematik K. F. Gauss. I přes dobu, která uplynula od jeho návrhu patří tento okulár a z něj odvozené modifikace mezi dodnes vyráběné a oblíbené. Díky velmi vysokému kontrastu i ostrosti obrazu je přímo ideální pro velká zvětšení a pozorování planet, kde nevadí jeho menší zorné pole. Optické aberace jsou u této konstrukce při kvalitní výrobě potlačeny v celém zorném poli na samotné minimum. Je vhodný prakticky pro všechny světelnosti dalekohledů.

Konstrukce označované výrobci zpravidla jako Wide (např. Super Wide Angle – SWA, Ultra Wide Angle – UWA) ve velké míře vychází právě z konstrukce Plössl.  Oproti němu poskytují až o 70% větší zorné pole,  kontrast obrazu je však znatelně nižší. U celé řady z nich je dosaženo konstantní vzdálenosti výstupní pupily nezávisle na konkrétní ohniskové délce okuláru integrací Barllow čočky přímo do okuláru. Lze je doporučit pro malá a střední zvětšení i pro světelnější přístroje. Od Plösslovi konstrukce převzali velmi dobrou barevnou korekci a minimální sklenuti obrazového pole. Se slabými duchy ale musíme stejně jako u většiny okulárů počítat.

Širokoúhlá konstrukce určená původně pro vojenské přístroje má označení po svém tvůrci Erfle (E, EII; 60°-70°; 0.8f). Tato konstrukce okuláru poskytuje v průměru o 50% větší zorné pole než klasický Plössl. S ohledem na původní určení asi nikoho nepřekvapí, že obraz má velmi dobrý kontrast i ostrost v celém zorném poli. Jeho hodnota je však nižší než u klasické Plösslovi konstrukce. V okraji je již obvykle patrné mírné sklenutí obrazu. Okuláry této konstrukce jsou vhodné i pro světelnější přístroje. V současnosti jsou z Erfleova okuláru odvozené konstrukce široce využívány. Za všechny zmiňme např. firmu  Baader Planetarium a jejich okuláry, které prodává pod obchodním názvem Hyperion, kde je klasický Erfleho okulár doplněn pro různé ohniskové vzdálenosti čočkou Barllow.

Vixen Lanthalum  (LV, LVW; 45 resp. 65°; 20) byly jedny z prvních širokoúhlých okulárů využívající v té době exotická nízkodisperzní skla pro snížení barevné vady. Vícečoková (v základní řadě šesti) konstrukce zajišťuje konstantní vzdálenost výstupní pupily 20 mm bez ohledu na ohniskovou vzdálenost konkrétního okuláru. Optické vlastnosti se přibližují konstrukci  Plössl v okolí středu zorného pole jen s mírně horším kontrastem zobrazení.

Televue Nagler (Tv N; 82°; 12-19) pod tímto označením se skrývá celá skupina sedmi až osmi čočkových konstrukcí pro různé ohniskové označení se společným velmi velkým zorným polem cca 3x větším než u běžné Plösslovi konstrukce. Barevná korekce je na velmi vysoké úrovni. Při pozorování jasných objektů mohou občas vzniknout problémy se slabými falešnými odrazy (duchy). Průměrný  pozorovatel si zpravidla ani nepovšimne mírného sklenutí obrazu a mírného zhoršení kontrastu při zobrazení planet. Tyto okuláry jsou vhodné prakticky pro jakýkoliv přístroj, tedy i pro světelné konstrukce (f/4).

Televue Panoptic (Tv Pa; 68°; 0.6f) je šestičočková konstrukce vyrobená podobně jako Vixen LVs využitím nízkodisperzních skel. Je charakteristický svým vynikajícím kontrastem a  ostrostí obrazu při širokém zorném poli. Pro menší a střední zvětšení je vhodný prakticky pro jakýkoliv přístroj, nicméně úspěšně jej lze použít i pro světelné dalekohledy (f/4).

Pentan XW (XW; 70°; 20) představují vlastní řešení širokoúhlého okuláru firmy Pentax. Mimo samozřejmého precisního mechanického zpracování nabízí unikátní řešení antireflexních vrstev (označované jako SMC), které ve spojení s použitými skly zajišťují minimalizaci optických ztrát uvnitř okuláru.  Svými vlastnostmi jsou velmi blízké okulárům Televue Panoptik. Poskytují tak velmi vysokou kvalitu obrazu v celém zorném poli bez patrného sklenutí obrazu jen s minimálními falešnými odrazy a duchy u jasných objektů. Jsou vhodné podobně jako Televue Panoptik pro všechny druhy pozorování i pro světelné přístroje.

Televue Ethos (Tv E; 100°; 15) je rovněž bezesporu velmi zajímavý okulár, který si i přes svoji krátkou existenci získal mnohé příznivce a to zejména svému velmi velkému zornému poli (100°). Kontrast a ostrost zobrazení je sice oproti jiným špičkovým okulárům, např. Panoptik či Pentan XW, o trochu nižší (pro stejná zorná pole v průměru o 5-10%,), přesto je ale velmi dobrý. Optické vady jsou poměrně dobře kompenzovány. Z nich asi nejpatrnější je slabá barevná vada u okrajů zorného. Je ale k poměrně slabá a pozorovatel si ji zpravidla povšimne jen u jasnějších objektů (např. planet).

Okuláry Ethos mají sice velké, zdaleka však ne největší zorné pole dosažené u okulárů. Tím se mohou pochlubit okuláry Köhlerovi  (Ko; 120°; 0.7f) konstrukce. Tyto okuláry byly původně navrženy v 60. letech firmou Zeiss  pro vojenské triedry. Výsledné zorné pole 120° tak představuje prakticky dosažitelný limit pro účely vizuálního pozorování. Kvalitou obrazu se velmi blíží klasické konstrukci Erfle (zejména v okrajích ji však nedosahují). V okrajích zorného pole jsou ale při těchto velikostech  zorných polí patrné zbytkové optické vady (zejména astigmatismus) i slabá barevná vada. Okulár této konstrukce je vhodný pro přístroje do světelnosti cca f/6 až f/5 (pro tuto světelnost objektiv; byl původně navržen).

 

Kolik okulárů je třeba

            První dalekohledy si vystačily s jednou čočkou coby okulárem. To dnešním potřebám průměrného pozorovatele rozhodně nevyhovuje. Zpravidla požaduje celu řadu zvětšení pr různé situace. Po většinu času využívá spíše malé zvětšení. Pro úhlově menší objekty pak zpravidla využijete zvětšení větší. Proto za  rozumné minimum lze považovat set dvou okulárů (jeden pro malé a jeden pro vysoké zvětšení – viz. tab. 2). Např. pro dalekohled f/10 jsou coby základ vhodné okuláry o ohniskové vzdálenosti 9 a 25 mm. Ten pak lze později doplnit okuláry pro střední a velmi vysoké zvětšení (např. 15 a 6 mm).

            Mimo vlastní ohniskové vzdálenosti je rovněž třeba mít na mysli i primární určení konkrétního okuláru. Okuláry větších ohniskových vzdáleností jsou nejčastěji využívány pro pozorování úhlově velkých objektů (zpravidla deep sky). Proto u nich oceníte velké zorné pole. Namístě je proto uvažovat o širokoúhlém okuláru. Okuláry pro vysoká a velmi vysoká zvětšení  jsou povětšinou využívána pro pozorování planet či jiných malých objektů. Prioritou u nich je zpravidla co nejlepší kresba (tj. co nejlepší ostrost i kontrast zobrazení). Pro pozorování planet existuje celá řada „planetárních“ speciálů, z nichž asi nejznámější je ortoskopické konstrukce.

V případě potřeby minimalizovat počet okulárů pak nastupuje celá řada „univerzálních okulárů“, které splňují všechny základní požadavky. Mají tedy při požadované ohniskové vzdálenosti relativně velké zorné pole. Určitou daní za univerzálnost pak jsou některé optické vady, které mohou být pozorovatelné u jeho okraje, popř. které mohou pozorování poněkud znepříjemnit. Příkladem vhodného kompromisu může být již zmíněný okulár  Plössl nebo z něj odvozené konstrukce, který při nízké pořizovací ceně má velmi vysokou kvalitu obrazu. V okraji zorného pole může náročnému pozorovateli vadit menší zkreslení obrazu (zpravidla ledvinkové), u kratších ohniskových vzdáleností (zpravidla pod 9 mm) pak je na obtíž malá vzdálenost výstupní pupily.

 

Závěrem

Více než doporučuji proto krotit přirozené nutkání mít co nejrychleji co největší sbírku okulárů pro všechna myslitelná zvětšení a spíše si pořídit méně, ale kvalitnějších okulárů. Levný nekvalitní okulár totiž dokáže učinit i z jinak velmi kvalitního přístroje pouhou hračku, kterou nebudete moci smysluplně využít. Vynikající teleskop nedokáže zachránit špatné vlastnosti okuláru. Naopak kvalitní okulár dokáže i z průměrného přístroje dostat maximum. Při koupi okuláru pak potlačte touhu po co největším zvětšení a podřiďte se podmínkám ve kterých nejčastěji pozorujete (míra světelného znečištění, průměrný stav atmosféry- tzv. seeingu, …).

Tento článek je zkrácenou verzí článku o teorii optických přístrojů, který vyšel v Astropisu č. 4/2008 a 1/2009.

 

 

Tab. 1: Smysluplné hodnoty zvětšení

Zvětšení

Výst. Pupila

Zvětšení na 10 mm průměru

Rel zvětšení

Vhodné pro

Velmi malé

4-7 mm

1.5-2x

 

Nejnižší smysluplné zvětšení. Vhodné pro širokoúhlé pozorování velkých partií oblohy.

Velmi malé

2-4 mm

2.5-5x

D/2 

Obecná pozorování, dohledávání objektů, pozorování větších deep ksy objektů

Malé

1-2 mm

5-10x

 

Měsíc, planety, malé deep sky objekty, některé dvojhvězdy.

Střední

0.7-1 mm

10-20x

D

Měsíc, planety za dobrých podmínek, dvojhvězdy, malé hvězdokupy.

Vysoké

0.7-0.5 mm

20x

2D

Planety za velmi dobrých podmínek, těsné dvojhvězdy.

 

Tab. 2: Vhodné ohniskové vzdálenosti

Dalekohled

Zvětšení

 

f/4

 

f/8

 

f/10

 

f/15

Velmi malé

16-28 mm

32-56 mm

40-70 mm

60-105 mm

Malé

8-16 mm

16-32 mm

20-40mm

30-60 mm

Střední

4-8 mm

8-16 mm

10-20 mm

15-30 mm

Vysoké

2.8-4 mm

6-8 mm

7-10 mm

10-15 mm

Velmi vysoké

2-2.8 mm

4-6 mm

5-7 mm

7-10 mm

 

 

Obr. 4: Rozlišovací schopnost typických okulárových konstrukcí (K-Kellner, P- Plössl,        E-Erfle, O-ortospokický)

 

Obr. 5: Typický průběh zkreslení vybraných typů okulárů (K-Kellner, P- Plössl, E-Erfle,      O-ortospokický)