العدسة العينية

العدسات العينية هي أنظمة بصرية تقع فيها بؤبؤة الدخول دائمًا خارج النظام. ويجب تصميمها لتحقيق الأداء الأمثل عند مسافة محددة من بؤبؤة الدخول (أي بأقل قدر من الانحرافات عند هذه المسافة). في التلسكوب الفلكي الكاسر، تكون بؤبؤة الدخول مطابقة للعدسة الشيئية ، وقد تبعد عدة أقدام عن العدسة العينية. أما في عدسة المجهر، فتكون بؤبؤة الدخول قريبة من مستوى البؤرة الخلفية للعدسة الشيئية، على بُعد بوصات قليلة من العدسة العينية. قد تختلف طريقة تصحيح عدسات المجهر عن عدسات التلسكوب، إلا أن معظمها مناسب للاستخدام في التلسكوبات.

العناصر هي العدسات الفردية، والتي قد تأتي كعدسات بسيطة أو "مفردة" وعدسات مزدوجة ملتصقة أو (نادراً) عدسات ثلاثية . عندما يتم لصق العدسات معًا في أزواج أو ثلاثيات، تسمى العناصر المجمعة مجموعات (من العدسات).

كانت العدسات العينية الأولى تحتوي على عنصر عدسة واحد فقط، مما أدى إلى صور مشوهة للغاية. وسرعان ما تم ابتكار تصميمات ثنائية وثلاثية العناصر، وأصبحت هذه التصميمات معيارية بفضل جودة الصورة المحسّنة. واليوم، صمّم المهندسون، بمساعدة برامج التصميم بمساعدة الحاسوب، عدسات عينية بسبعة أو ثمانية عناصر توفر رؤية واسعة وواضحة بشكل استثنائي.

تتسبب الانعكاسات الداخلية، التي تُسمى أحيانًا "التشتت"، في تشتت الضوء المار عبر العدسة العينية، مما يقلل من تباين الصورة المُسقطة. وعندما يكون التأثير سيئًا للغاية، تظهر "صور شبحية"، تُسمى "الظلال". ولسنوات عديدة، فُضِّل استخدام تصميمات بسيطة للعدسات العينية ذات الحد الأدنى من أسطح التلامس بين الهواء والزجاج لتجنب هذه المشكلة.

أحد حلول تشتت الضوء هو استخدام طبقات رقيقة تغطي سطح العدسة. لا يتجاوز سمك هذه الطبقات الرقيقة طول موجة أو موجتين ، وتعمل على تقليل الانعكاسات والتشتت عن طريق تغيير انكسار الضوء المار عبر العدسة. قد تمتص بعض هذه الطبقات أيضًا الضوء الذي لا يمر عبر العدسة في عملية تُسمى الانعكاس الداخلي الكلي، حيث يسقط الضوء على الطبقة بزاوية منخفضة.

يحدث الانحراف اللوني الجانبي أو المستعرض نتيجة لاختلاف انكسار الضوء على أسطح الزجاج باختلاف أطوال موجاته. فالضوء الأزرق، عند رؤيته من خلال عدسة العين، لا يتركز في نفس النقطة التي يتركز فيها الضوء الأحمر، بل على نفس المحور. وقد يؤدي هذا التأثير إلى ظهور حلقة من الألوان الزائفة حول مصادر الضوء النقطية، مما ينتج عنه ضبابية عامة في الصورة.

يتمثل أحد الحلول في تقليل الانحراف اللوني باستخدام عناصر متعددة من أنواع مختلفة من الزجاج. العدسات اللا لونية هي مجموعات عدسات تجمع موجتين ضوئيتين مختلفتين في نفس البؤرة، مما يقلل بشكل كبير من الألوان الزائفة. كما يمكن استخدام الزجاج منخفض التشتت لتقليل الانحراف اللوني.

يُعدّ الانحراف اللوني الطولي ظاهرةً بارزةً في عدسات التلسكوبات البصرية ، نظراً لطول أطوالها البؤرية. أما المجاهر، التي تتميز بأطوال بؤرية أقصر عموماً، فلا تعاني عادةً من هذه الظاهرة.

البعد البؤري للعدسة العينية هو المسافة من المستوى الرئيسي للعدسة إلى النقطة التي تتجمع عندها أشعة الضوء المتوازية في نقطة واحدة. عند الاستخدام، يحدد البعد البؤري للعدسة العينية، بالإضافة إلى البعد البؤري لعدسة التلسكوب أو المجهر التي تُركّب عليها، مقدار التكبير. يُعبّر عنه عادةً بالملليمترات عند الإشارة إلى العدسة العينية وحدها. أما عند تبديل مجموعة من العدسات العينية على جهاز واحد، فيُفضّل بعض المستخدمين تحديد كل عدسة عينية بمقدار التكبير الذي تُنتجه.

بالنسبة للتلسكوب، التكبير الزاوي التقريبي${\displaystyle M_{\mathsf {A}}}$يمكن حساب الناتج الناتج عن الجمع بين عدسة عينية وعدسة موضوعية معينة باستخدام الصيغة التالية:

${\displaystyle \ M_{\mathsf {A}}\approx {\frac {\ f_{\mathsf {O}}\ }{\ f_{\mathsf {E}}\ }}\ }$

أين:

• ${\displaystyle f_{\mathsf {O}}}$يمثل البعد البؤري للعدسة الشيئية،
• ${\displaystyle f_{\mathsf {E}}}$هو البعد البؤري للعدسة العينية.

لذا، يزداد التكبير عندما يكون البعد البؤري للعدسة العينية أقصر أو البعد البؤري للعدسة الشيئية أطول. على سبيل المثال،  عدسة عينية بقطر 25 مم في تلسكوب ببعد  بؤري 1200 مم تُكبّر الأجسام 48  مرة. بينما عدسة عينية بقطر 4  مم في التلسكوب نفسه تُكبّرها 300  مرة.

يميل هواة الفلك إلى الإشارة إلى عدسات التلسكوب ببعدها البؤري بالملليمترات، والذي يتراوح عادةً بين 3  و50  مليمترًا. مع ذلك، يُفضّل بعض الفلكيين تحديد قوة التكبير الناتجة بدلًا من البعد البؤري. غالبًا ما يكون التعبير عن التكبير في تقارير الرصد أكثر ملاءمة، إذ يُعطي انطباعًا فوريًا عن المشهد الذي رآه الراصد. ولكن نظرًا لاعتماد قوة التكبير على خصائص التلسكوب المستخدم، فإنها وحدها لا تُعطي وصفًا دقيقًا لعدسة التلسكوب.

أما بالنسبة للمجهر المركب، فإن الصيغة المقابلة هي

${\displaystyle \ M_{\mathsf {A}}={\frac {~~~D\ \cdot \ D_{\mathsf {EO}}\ }{\ f_{\mathsf {E}}\ \cdot \ f_{\mathsf {O}}\ }}={\frac {D}{~f_{\mathsf {E}}\ }}\cdot {\frac {~~D_{\mathsf {EO}}\ }{~f_{\mathsf {O}}\ }}\ }$

أين

• ${\displaystyle D}$هي مسافة أقرب رؤية واضحة (عادةً 250  مم).
• ${\displaystyle D_{\mathsf {EO}}}$وهي المسافة بين مستوى البؤرة الخلفية للعدسة الشيئية ومستوى البؤرة الخلفية للعدسة العينية (تسمى بشكل عام "طول الأنبوب" )، وعادة ما تكون 160  مم للأجهزة الحديثة.
• ${\displaystyle f_{\mathsf {O}}}$البعد البؤري للعدسة و${\displaystyle f_{\mathsf {E}}}$هو البعد البؤري للعدسة العينية.

بحسب المتعارف عليه، تُحدد عدسات المجهر عادةً بقوة التكبير بدلاً من البعد البؤري. قوة عدسة المجهر${\displaystyle P_{\mathrm {E} }}$والسلطة الموضوعية${\displaystyle P_{\mathsf {O}}}$يتم تعريفها بواسطة

${\displaystyle \ P_{\mathsf {E}}={\frac {D}{~f_{\mathsf {E}}\ }}\ ,\qquad P_{\mathsf {O}}={\frac {~~D_{\mathsf {EO}}\ }{~f_{\mathsf {O}}\ }}\ }$

وبالتالي، من التعبير المذكور سابقًا للتكبير الزاوي للمجهر المركب

${\displaystyle \ M_{\mathsf {A}}=P_{\mathsf {E}}\times P_{\mathsf {O}}\ }$

يُحسب التكبير الزاوي الكلي لصورة المجهر ببساطة عن طريق ضرب قوة العدسة العينية بقوة العدسة الشيئية. على سبيل المثال، عدسة عينية بقوة 10× مع عدسة شيئية بقوة 40× ستُكبّر الصورة 400  مرة.

يعتمد هذا التعريف لقوة العدسة على قرار تعسفي بفصل التكبير الزاوي للجهاز إلى عاملين منفصلين للعدسة العينية والعدسة الشيئية. تاريخيًا، وصف آبي العدسات العينية للمجهر بشكل مختلف، من حيث التكبير الزاوي للعدسة العينية و"التكبير الأولي" للعدسة الشيئية. ورغم أن هذا كان مناسبًا لمصمم البصريات، إلا أنه تبين أنه أقل ملاءمة من وجهة نظر المجهر العملي، وبالتالي تم التخلي عنه لاحقًا.

المسافة البصرية المقبولة عمومًا لأقرب تركيز${\displaystyle D}$يبلغ طول العدسة العينية 250  مم، وعادةً ما تُحدد قوة العدسة العينية بناءً على هذه القيمة. تتراوح قوى العدسات العينية الشائعة بين 8× و10× و15× و20×. وبالتالي، يمكن تحديد البعد البؤري للعدسة العينية (بالملليمتر) عند الحاجة بقسمة 250  مم على قوة العدسة العينية.

غالباً ما تستخدم الأجهزة الحديثة عدسات موضوعية مصححة بصرياً لطول أنبوب لا نهائي بدلاً من 160  مم، وهذه تتطلب عدسة تصحيح مساعدة في الأنبوب.

في بعض أنواع العدسات العينية، مثل عدسات رامسدن (الموصوفة بمزيد من التفصيل أدناه)، تعمل العدسة العينية كمكبر، ويقع مستوى بؤرتها خارج العدسة العينية أمام عدسة المجال . وبالتالي، يمكن الوصول إلى هذا المستوى كموقع لشبكة قياس أو أسلاك ميكرومترية متقاطعة. أما في عدسة هيوجين، ^{[ 1 ]} فيقع مستوى البؤرة بين عدسة العين وعدسة المجال، داخل العدسة العينية، وبالتالي لا يمكن الوصول إليه.

مجال الرؤية، الذي يُختصر غالبًا إلى FOV، يصف مساحة الهدف (مقاسة كزاوية من موقع الرؤية) التي يمكن رؤيتها عند النظر من خلال العدسة العينية. يختلف مجال الرؤية من خلال العدسة العينية تبعًا للتكبير المُتحقق عند توصيلها بتلسكوب أو مجهر معين، وكذلك تبعًا لخصائص العدسة العينية نفسها. تُفرّق العدسات العينية من خلال فتحة المجال ، وهي أضيق فتحة يجب أن يمر الضوء الداخل إلى العدسة العينية من خلالها للوصول إلى عدسة المجال.

بسبب تأثير هذه المتغيرات، يشير مصطلح "مجال الرؤية" دائمًا تقريبًا إلى أحد المعنيين التاليين:

مجال رؤية تلسكوب True or

بالنسبة للتلسكوب أو المنظار، يُقصد بالزاوية الفعلية مدى السماء المرئي من خلال عدسة عينية معينة، تُستخدم مع تلسكوب معين، لإنتاج تكبير محدد. وتتراوح عادةً بين 0.1 و2 درجة . أما بالنسبة للمجهر، فتُقصد بالزاوية الفعلية عرض العينة المرئية على الشريحة أو صينية العينات، وعادةً ما تُقاس بالملليمترات، ولكن أحيانًا تُقاس بالزاوية، كما هو الحال في التلسكوب. وبالنسبة للمنظار، تُقاس الزاوية الفعلية بعرض المجال بالقدم أو بالمتر عند مسافة قياسية (عادةً إما 100 قدم أو 30 مترًا، وهما متقاربتان جدًا: 30 مترًا أصغر بنسبة 2% فقط من 100 قدم).     

مجال الرؤية الظاهر أو مجال رؤية العين

في التلسكوبات والمجاهر والمناظير، يُقاس مجال الرؤية الظاهري بحجم الصورة التي تراها العين من خلال العدسة العينية. بعبارة أخرى، هو حجم الصورة الظاهري (بمعزل عن التكبير). ما لم يحدث تظليل بسبب أنبوب التلسكوب أو المجهر، يكون هذا المجال ثابتًا لأي عدسة عينية ذات بُعد بؤري ثابت، ويمكن استخدامه لحساب مجال الرؤية الحقيقي عند استخدام العدسة العينية مع تلسكوب أو مجهر معين. بالنسبة للعدسات العينية الحديثة، يتراوح القياس بين 30 و110 درجات ، مع العلم أن جميع العدسات العينية الجيدة المتوفرة حاليًا لا تقل عن 50 درجة، باستثناء بعض العدسات العينية ذات الأغراض الخاصة، مثل تلك المزودة بشبكات تصويب . 

من الشائع أن يرغب مستخدمو العدسة العينية في حساب مجال الرؤية الفعلي، لأنه يُشير إلى مقدار السماء المرئية عند استخدام العدسة مع التلسكوب. وتعتمد الطريقة الأنسب لحساب مجال الرؤية الفعلي على ما إذا كان مجال الرؤية الظاهري معروفًا أم لا.

إذا كان مجال الرؤية الظاهري معروفًا، فيمكن حساب مجال الرؤية الفعلي من الصيغة التقريبية التالية:

${\displaystyle T_{\mathsf {FOV}}\approx {\frac {\ A_{\mathsf {FOV}}\ }{M}}}$

أين:

• ${\displaystyle \ T_{\mathsf {FOV}}\ }$هو مجال الرؤية الحقيقي (في السماء)، محسوبًا بأي وحدة قياس زاوية${\displaystyle A_{\mathsf {FOV}}\ }$يتم توفيرها في؛
• ${\displaystyle \ A_{\mathsf {FOV}}\ }$هو مجال الرؤية الظاهر (في العين)؛
• ${\displaystyle \ M\ }$هو التكبير.

تكون الصيغة دقيقة بنسبة 4٪ أو أفضل حتى مجال رؤية ظاهري 40 درجة، ولديها خطأ بنسبة 10٪ لـ 60 درجة.

منذ${\displaystyle \ M={\frac {\ f_{\mathsf {T}}\ }{f_{\mathsf {E}}}}\ ,}$أين:

• ${\displaystyle \ f_{\mathsf {T}}\ }$هو البعد البؤري للتلسكوب؛
• ${\displaystyle \ f_{\mathsf {E}}\ }$يمثل البعد البؤري للعدسة العينية، معبراً عنه بنفس وحدات القياس المستخدمة في${\displaystyle \ f_{\mathsf {T}}\$ ;}

مجال الرؤية الحقيقي حتى بدون معرفة مجال الرؤية الظاهري، والذي يُعطى بواسطة:

${\displaystyle T_{\mathsf {FOV}}\approx {\frac {A_{\mathsf {FOV}}}{\ \left[{\frac {f_{\mathsf {T}}}{\ f_{\mathsf {E}}\ }}\right]\ }}=A_{\mathsf {FOV}}\times {\frac {\ f_{\mathsf {E}}\ }{f_{\mathsf {T}}}}~.}$^{[ ج ]}

البعد البؤري لعدسة التلسكوب،${\displaystyle \ f_{\mathsf {T}}\ ,}$يمثل قطر العدسة الشيئية مضروبًا في النسبة البؤرية . وهو يمثل المسافة التي عندها ستؤدي المرآة أو العدسة الشيئية إلى تقارب الضوء القادم من نجم ما على نقطة واحدة ( باستثناء الانحرافات ).

إذا كان مجال الرؤية الظاهري غير معروف، فيمكن إيجاد مجال الرؤية الفعلي تقريبًا باستخدام:

${\displaystyle \ T_{\mathsf {FOV}}~\approx ~{\frac {\ 57.3\ d\ }{f_{\mathsf {T}}}}\ }$

أين:

• ${\displaystyle \ T_{\mathsf {FOV}}\ }$هو مجال الرؤية الفعلي، محسوبًا بالدرجات .
• ${\displaystyle \ d\ }$يمثل قطر حاجز مجال العدسة العينية بالمليمتر.
• ${\displaystyle \ f_{\mathsf {T}}\ }$يمثل البعد البؤري للتلسكوب، بوحدة المليمتر.

الصيغة الثانية أكثر دقة، لكن حجم فتحة المجال لا يُحدد عادةً من قِبل معظم الشركات المصنعة. أما الصيغة الأولى فلن تكون دقيقة إذا لم يكن المجال مستويًا، أو إذا كان أعلى من 60 درجة، وهو أمر شائع في معظم تصميمات العدسات العينية فائقة الاتساع.

الصيغ المذكورة أعلاه تقريبية. يوفر معيار ISO 14132-1:2002 الحساب الدقيق لمجال الرؤية الظاهري.${\displaystyle \ A_{\mathsf {FOV}}\ ,}$من مجال الرؤية الحقيقي،${\displaystyle \ T_{\mathsf {FOV}}\ ,}$مثل:

${\displaystyle \ \tan \left({\frac {\ A_{\mathsf {FOV}}\ }{2}}\right)=M\times \tan \left({\frac {\ T_{\mathsf {FOV}}\ }{2}}\right)~.}$

إذا استُخدمت عدسة قطرية أو عدسة بارلو قبل العدسة العينية، فقد يتقلص مجال رؤية العدسة العينية قليلاً. يحدث هذا عندما يكون للعدسة السابقة مجال رؤية أضيق من مجال رؤية العدسة العينية، مما يجعل العائق الأمامي بمثابة حاجز مجال رؤية أصغر أمام العدسة العينية. وتُعطى العلاقة الدقيقة بالصيغة التالية:

${\displaystyle A_{\mathsf {FOV}}~=~2\times \arctan \left({\frac {d}{\ 2\times f_{\mathsf {E}}\ }}\right)~.}$

التقريب المستخدم أحيانًا هو

${\displaystyle A_{\mathsf {FOV}}~~\approx ~~57.3^{\circ }\times {\frac {d}{\ f_{\mathsf {E}}\ }}~.}$

تشير هذه الصيغة أيضًا إلى أنه بالنسبة لتصميم عدسة عينية ذات مجال رؤية ظاهري محدد، فإن قطر الأسطوانة هو الذي يحدد أقصى بُعد بؤري ممكن لتلك العدسة، إذ لا يمكن أن يكون أي حاجز مجال أكبر من قطر الأسطوانة نفسها. على سبيل المثال، عدسة بلوسل ذات مجال رؤية ظاهري 45 درجة في  أسطوانة قطرها 1.25 بوصة ستعطي بُعدًا بؤريًا أقصى قدره 35  مم. ^{[ 2 ]} أي بُعد بؤري أطول يتطلب أسطوانة أكبر، وإلا سيُقيّد مجال الرؤية بالحافة، مما يجعل مجال الرؤية فعليًا أقل من 45 درجة.

تُستخدم العدسات العينية للتلسكوبات والمجاهر عادةً للتبديل بين أنواع مختلفة لزيادة أو تقليل التكبير، ولتمكين المستخدم من اختيار نوع ذي خصائص أداء محددة. ولتحقيق ذلك، تأتي العدسات العينية بأقطار أسطوانية قياسية.

العدسات العينية للتلسكوب

توجد ستة أقطار قياسية لأنابيب التلسكوبات. أحجام الأنابيب (عادةً ما تُقاس بالبوصة ) هي:

• 0.965  بوصة (24.5  مم) - هذا هو أصغر قطر قياسي للعدسة، ويُستخدم عادةً في تلسكوبات متاجر الألعاب ومراكز التسوق . العديد من هذه العدسات العينية المرفقة مع هذه التلسكوبات مصنوعة من البلاستيك، وبعضها مزود بعدسات بلاستيكية. لم تعد تُصنع العدسات العينية عالية الجودة لهذا الحجم، ولكن لا يزال بإمكانك شراء عدسات كيلنر.
• 1.25  بوصة (31.75  مم) - هذا هو قطر أسطوانة العدسة العينية الأكثر شيوعًا للتلسكوبات. الحد الأقصى العملي للأطوال البؤرية للعدسات العينية ذات أسطوانات 1.25 بوصة هو حوالي 32 مم. مع الأطوال البؤرية  الأطول ، تبرز حواف أسطوانة العدسة العينية في مجال الرؤية، مما يحد من حجمه. مع أطوال بؤرية أطول من 32 مم، ينخفض ​​مجال الرؤية المتاح إلى أقل من 50 درجة، وهو ما يعتبره معظم الهواة الحد الأدنى المقبول. هذه الأسطوانات مزودة بخيوط لولبية لمرشحات 30 مم .  
• 2  بوصة (50.8  مم) - يساعد قطر الأنبوب الأكبر في العدسات العينية مقاس 2 بوصة على تخفيف قيود البعد البؤري؛ وهو أكبر حجم متوفر عادةً. يبلغ الحد الأقصى للبعد البؤري مع العدسات العينية مقاس 2 بوصة حوالي 55  مم. لكن في المقابل، عادةً ما تكون هذه العدسات أغلى ثمناً، وقد لا تتناسب مع بعض التلسكوبات، وقد تكون ثقيلة بما يكفي لإمالة التلسكوب. هذه الأحجام من الأنابيب مزودة بخيوط لولبية لمرشحات  48 مم (أو نادراً 49 مم). 
• العدسات العينية بقياس 2.7  بوصة (68.58  مم) تُصنع فقط من قبل عدد قليل من الشركات المصنعة. وهي تتيح مجال رؤية أوسع قليلاً. وتدعم العديد من أجهزة التركيز المتطورة هذه العدسات العينية.
• 3  بوصات (76.2  مم) - يسمح قطر الأسطوانة الأكبر في العدسات العينية ذات قطر 3 بوصات بأطوال بؤرية فائقة ومجال رؤية يزيد عن 120 درجة. لكن من عيوبها ندرتها، وارتفاع سعرها،  ووزنها الذي يصل إلى 2.3 كجم، وقلة التلسكوبات التي تحتوي على مُركِّزات بؤرية كبيرة بما يكفي لاستيعابها. يُسبب وزنها الثقيل مشاكل في التوازن في تلسكوبات شميدت-كاسجرين التي يقل قطرها عن 25  سم، والتلسكوبات الكاسرة التي يقل قطرها عن 13 سم ^،  والتلسكوبات العاكسة التي يقل قطرها عن 40 سم. كذلك، وبسبب فتحات مجال الرؤية الكبيرة، ستُعاني  معظم التلسكوبات العاكسة وتلسكوبات شميدت-كاسجرين من تظليل شديد عند ^{استخدام} هذه العدسات العينية ، ما لم تكن المرايا الثانوية ^{ذات قطر كبير.}
• العدسات العينية بقطر 4  بوصات (102  مم) نادرة، وتُستخدم عادةً فقط مع التلسكوبات الانكسارية الطويلة في المراصد القديمة. عدد قليل جدًا من الشركات المصنعة لها، ومع شيوع التلسكوبات ذات البعد البؤري القصير/نسبة البؤرة الأصغر بين الهواة، فإن الطلب على هذا الحجم منخفض. أحيانًا يتم تصنيعها بشكل مرتجل من عدسات مُعاد تكييفها من أجهزة عرض سينمائية قديمة.

يجب إبقاء العين على مسافة معينة خلف عدسة العين في العدسة العينية لرؤية الصور بوضوح. تُسمى هذه المسافة "راحة العين". كلما زادت مسافة راحة العين، كان الوضع الأمثل أبعد عن العدسة العينية، مما يُسهّل رؤية الصورة. مع ذلك، إذا كانت مسافة راحة العين كبيرة جدًا، فقد يكون من غير المريح إبقاء العين في الوضع الصحيح لفترة طويلة، ولذلك تحتوي بعض العدسات العينية ذات مسافة راحة العين الطويلة على تجاويف خلف عدسة العين لمساعدة المُشاهد على الحفاظ على وضعية الرصد الصحيحة. يجب أن تتطابق بؤبؤة العين مع بؤبؤة الخروج ، وهي صورة بؤبؤة الدخول، والتي تُقابل في حالة التلسكوب الفلكي العدسة الشيئية.

يتراوح بُعد العين عن العدسة عادةً بين 2  و20  ملم، وذلك بحسب تصميم العدسة العينية. تتميز العدسات ذات البعد البؤري الطويل عادةً بمسافة كافية بين العين والعدسة، بينما تُشكل العدسات ذات البعد البؤري القصير مشكلةً أكبر. وحتى وقت قريب، ولا يزال هذا شائعًا، كانت العدسات ذات البعد البؤري القصير تتميز بمسافة قصيرة بين العين والعدسة. تشير إرشادات التصميم الجيدة إلى حد أدنى يتراوح بين 5 و6  ملم لاستيعاب رموش المُشاهد وتجنب الشعور بعدم الراحة. مع ذلك، يُمكن للتصاميم الحديثة ذات العدسات المتعددة تصحيح هذا الأمر، مما يجعل المشاهدة بقوة تكبير عالية أكثر راحة. وينطبق هذا بشكل خاص على مُرتدي النظارات ، الذين قد يحتاجون إلى مسافة تصل إلى 20  ملم بين العين والعدسة لاستيعاب نظاراتهم.

تتميز العدسة السالبة البسيطة الموضوعة أمام بؤرة العدسة الشيئية بتقديم صورة معتدلة ، ولكن بمجال رؤية محدود، مما يجعلها مناسبة أكثر للتكبير المنخفض. يُعتقد أن هذا النوع من العدسات استُخدم في بعض التلسكوبات الكاسرة الأولى التي ظهرت في هولندا حوالي عام 1608. كما استُخدم أيضًا في تصميم تلسكوب غاليليو غاليلي عام 1609، والذي أطلق على هذا النوع من ترتيب العدسات العينية اسم " غاليليو ". ولا يزال هذا النوع من العدسات العينية يُستخدم في التلسكوبات الرخيصة جدًا، والمناظير، ونظارات الأوبرا .

تُقدّم عدسة محدبة بسيطة، موضوعة بعد بؤرة العدسة الشيئية، صورةً مكبّرة مقلوبة للمشاهد. يُرجّح أن هذا التصميم استُخدم في أولى التلسكوبات الكاسرة في هولندا، وقد طُرح كوسيلة للحصول على مجال رؤية أوسع وتكبير أعلى في التلسكوبات في كتاب يوهانس كيبلر "البصريات" (Dioptrice ) عام 1611. ولأن العدسة موضوعة بعد مستوى بؤرة العدسة الشيئية، فقد أتاح ذلك أيضًا استخدام ميكرومتر في مستوى البؤرة (يُستخدم لتحديد الحجم الزاوي و/أو المسافة بين الأجسام المرصودة).

تتكون عدسات هيغنز العينية من عدستين مستويتين محدبتين، تتجه جوانبهما المستوية نحو العين، ويفصل بينهما فراغ هوائي. تُسمى العدسة الأقرب إلى عين الراصد بالعدسة العينية، بينما تُسمى العدسة الأخرى بعدسة المجال. يقع المستوى البؤري بين العدستين. اخترعها كريستيان هيغنز في أواخر ستينيات القرن السابع عشر، وكانت أول عدسة عينية مركبة (متعددة العدسات). ^{[ 3 ]} اكتشف هيغنز أنه يمكن استخدام عدستين مفصولتين بفراغ هوائي لصنع عدسة عينية خالية من الزيغ اللوني العرضي. إذا كانت العدستان مصنوعتين من زجاج لهما نفس رقم آبي ، لاستخدامهما مع عين مرتاحة وتلسكوب ذي عدسة موضوعية لا نهائية البعد، فإن المسافة بينهما تُعطى بالعلاقة التالية:

${\displaystyle d={\tfrac {1}{2}}\left(f_{\mathsf {A}}+f_{\mathsf {B}}\right)}$

أين${\displaystyle f_{\mathsf {A}}}$و${\displaystyle f_{\mathsf {B}}}$هي الأطوال البؤرية للعدسات المكونة.

تُناسب هذه العدسات العينية التلسكوبات ذات البعد البؤري الطويل جدًا. ^{[ هـ ]} يُعتبر هذا التصميم البصري قديمًا الآن، إذ تُعاني العدسات العينية مع التلسكوبات الحديثة ذات البعد البؤري الأقصر من قصر مسافة راحة العين، وتشوه الصورة الكبير، والانحراف اللوني المحوري، وضيق مجال الرؤية الظاهري. ونظرًا لانخفاض تكلفة تصنيع هذه العدسات، يُمكن العثور عليها غالبًا في التلسكوبات والمجاهر الرخيصة. ^{[ 4 ]}

نظرًا لأن عدسات هيغنز العينية لا تحتوي على مادة لاصقة لتثبيت عناصر العدسة، يستخدمها بعض مُستخدمي التلسكوب أحيانًا في "عرض الشمس"، أي إسقاط صورة الشمس على شاشة لفترات طويلة. وتُعتبر العدسات العينية المُثبتة بمادة لاصقة تقليديًا عُرضةً للتلف الناتج عن الحرارة بسبب التركيزات العالية للضوء.

تتكون عدسة رامسدن العينية من عدستين محدبتين مستويتين من نفس الزجاج وبأطوال بؤرية متقاربة، موضوعتين على مسافة أقل من طول بؤري لعدسة العين، وهو تصميم ابتكره صانع الأدوات الفلكية والعلمية جيسي رامسدن عام 1782. تختلف المسافة بين العدستين باختلاف التصميمات، ولكنها عادةً ما تتراوح بين 7/10 و7 / 8 من الطول البؤري لعدسة العين، ويُعد هذا الاختيار بمثابة موازنة بين الانحراف اللوني العرضي المتبقي (عند القيم المنخفضة) وخطر ملامسة عدسة المجال للمستوى البؤري عند القيم العالية، وذلك عند استخدامها من قبل مراقب يعمل بصورة وهمية قريبة، مثل مراقب يعاني من قصر النظر، أو شاب قادر على التكيف مع صورة وهمية قريبة (وهذه مشكلة خطيرة عند استخدامها مع الميكرومتر لأنها قد تؤدي إلى تلف الجهاز).

لا يُنصح بفصل البؤرة بمقدار طول بؤري واحد بالضبط، لأنه يجعل الغبار على عدسة المجال واضحًا بشكل مزعج. يتجه السطحان المنحنيان نحو الداخل، وبالتالي يقع مستوى البؤرة خارج العدسة العينية، مما يجعله موضعًا مناسبًا لوضع شبكة قياس أو شعيرات متقاطعة ميكرومترية. ولأن تصحيح الزيغ اللوني العرضي يتطلب فصل البؤرة بمقدار طول بؤري واحد بالضبط، فإنه لا يمكن تصحيح تصميم رامسدن بالكامل من هذا الزيغ. يُعد هذا التصميم أفضل قليلًا من تصميم هيغنز، ولكنه لا يزال دون المستوى المطلوب.

لا يزال مناسبًا للغاية للاستخدام مع الأجهزة التي تعمل باستخدام مصادر ضوء شبه أحادية اللون مثل أجهزة قياس الاستقطاب.

في عدسة كيلنر، تُستخدم عدسة مزدوجة لا لونية بدلاً من العدسة العينية المستوية المحدبة البسيطة في تصميم رامسدن لتصحيح الزيغ اللوني العرضي المتبقي. صمم كارل كيلنر أول عدسة لا لونية حديثة عام 1849، ^{[ 5 ]} وتُسمى أيضاً " رامسدن اللا لونية ". تتكون عدسات كيلنر من ثلاث عدسات. وهي غير مكلفة وتوفر صورة جيدة نسبياً عند التكبيرات المنخفضة إلى المتوسطة، وتتفوق بشكل ملحوظ على تصميمي هيوجين ورامسدن. مسافة راحة العين فيها أفضل من عدسة هيوجين وأقل من عدسة رامسدن. ^{[ 6 ]} كانت الانعكاسات الداخلية أكبر مشكلة في عدسات كيلنر. أما اليوم، فبفضل الطلاءات المضادة للانعكاس ، أصبحت هذه العدسات خياراً عملياً واقتصادياً للتلسكوبات ذات الفتحات الصغيرة إلى المتوسطة بنسبة بؤرية f/6 أو أطول. يبلغ مجال الرؤية الظاهري النموذجي 40-50 درجة.

عدسة بلوسل هي عدسة عينية تتكون عادةً من مجموعتين من العدسات المزدوجة ، صممها سيمون بلوسل عام 1860. ولأن العدستين المزدوجتين قد تكونان متطابقتين، يُطلق على هذا التصميم أحيانًا اسم العدسة العينية المتناظرة . ^{[ 7 ]} توفر عدسة بلوسل المركبة مجال رؤية ظاهريًا واسعًا يبلغ 50 درجة أو أكثر ، بالإضافة إلى مجال رؤية حقيقي واسع نسبيًا . وهذا ما يجعل هذه العدسة العينية مثالية لمجموعة متنوعة من أغراض الرصد، بما في ذلك رصد الأجرام السماوية البعيدة والكواكب . أما العيب الرئيسي لتصميم بلوسل البصري فهو قصر مسافة راحة العين مقارنةً بالعدسة التقويمية، حيث تقتصر مسافة راحة العين في بلوسل على حوالي 70-80% من البعد البؤري. وتزداد أهمية قصر مسافة راحة العين في الأبعاد البؤرية القصيرة التي تقل عن 10 مم تقريبًا، حيث قد تصبح الرؤية غير مريحة، خاصةً لمن يرتدون النظارات. 

كانت عدسة بلوسل تصميمًا غير معروف حتى ثمانينيات القرن العشرين، عندما بدأت شركات تصنيع المعدات الفلكية ببيع نسخ مُعاد تصميمها منها. ^{[ 8 ]} واليوم، يُعد تصميمًا شائعًا جدًا في سوق الفلك للهواة، ^{[ 9 ]} حيث يشمل اسم بلوسل مجموعة من العدسات التي تحتوي على أربعة عناصر بصرية على الأقل، ويتداخل أحيانًا مع تصميم إيرفل.

تُعدّ هذه العدسة العينية من أغلى العدسات في التصنيع نظرًا لجودة الزجاج المستخدم، والحاجة إلى عدسات محدبة ومقعرة متطابقة تمامًا لمنع الانعكاسات الداخلية. ولهذا السبب، تتفاوت جودة عدسات بلوسل العينية. توجد فروق ملحوظة بين عدسات بلوسل الرخيصة ذات الطلاءات البسيطة المضادة للانعكاس، والعدسات عالية الجودة.

تتكون العدسة العينية الأورثوسكوبية رباعية العناصر من عدسة عينية محدبة مستوية وعدسة مجال ثلاثية محدبة محدبة مثبتة ، وعدسة مجال لا لونية. يمنح هذا التصميم العدسة العينية جودة صورة شبه مثالية وراحة جيدة للعين ، ولكن مجال رؤية ظاهري ضيق يتراوح بين 40 و45 درجة تقريبًا. اخترعها إرنست آبي عام 1880. ^{[ 4 ]} تُسمى " أورثوسكوبية " أو " أورثوغرافية " نظرًا لانخفاض درجة التشوه فيها، وتُعرف أحيانًا باسم "أورثو" أو "آبي".

قبل ظهور الطلاء المتعدد وشهرة عدسة بلوسل ، كانت العدسات العينية التقويمية هي التصميم الأكثر شيوعًا لعدسات التلسكوب. وحتى اليوم، تُعتبر هذه العدسات جيدة لرصد الكواكب والقمر. وهي مفضلة في العدسات الشبكية ، نظرًا لكونها من تصميمات المجال الواسع والمسافة المريحة للعين مع مستوى بؤري خارجي؛ وقد حلت محلها تدريجيًا عدسة كونيغ . وبسبب انخفاض درجة التشوه فيها وتأثير الكرة المصاحب ، فهي أقل ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب تحريكًا واسعًا للجهاز.

العدسة أحادية المركز هي عدسة ثلاثية لا لونية تتكون من قطعتين من زجاج التاج مثبتتين على جانبي عنصر من زجاج الصوان . تتميز هذه العناصر بسماكتها وانحنائها الشديد، كما أن سطحيها يشتركان في مركز واحد، مما أكسبها اسم " أحادية المركز ". اخترعها إتش إيه شتاينهيل حوالي عام 1883. ^{[ 10 ]} هذا التصميم، كتصاميم العدسات العينية الصلبة لتولز وهاستينغز وتايلور ، ^{[ 11 ]} خالٍ من الانعكاسات الوهمية، ويُعطي صورة ساطعة عالية التباين، وهي ميزة مرغوبة عند اختراعها (قبل ظهور الطلاءات المضادة للانعكاس ). ^{[ 12 ]} تتميز العدسة بمجال رؤية ظاهري ضيق يبلغ حوالي 25 درجة ^{[ 13 ]،} ولكنها كانت مفضلة لدى مراقبي الكواكب. ^{[ 14 ]}

عدسة إيرفل هي  عدسة عينية خماسية العناصر تتكون من عدستين مزدوجتين لا لونيتين مع عدسة بسيطة إضافية بينهما. اخترعها هاينريش إيرفل خلال الحرب العالمية الأولى للاستخدام العسكري. ^{[ 15 ]} تصميمها هو امتداد أساسي للعدسات العينية رباعية العناصر مثل عدسات بلوسل ، مُحسَّنة لتوفير مجالات رؤية أوسع.   

صُممت عدسات إيرفل لتوفير مجال رؤية واسع (حوالي 60 درجة)، لكنها غير قابلة للاستخدام عند التكبيرات العالية نظرًا لمعاناتها من الاستجماتيزم والصور الظلية. ^{[ f ]} ومع ذلك، مع طلاء العدسات عند التكبيرات المنخفضة ( أطوال بؤرية من 20 إلى 30  مم فأكثر) تصبح مقبولة، وعند 40  مم يمكن أن تكون ممتازة. تحظى عدسات إيرفل بشعبية كبيرة في مجال الرؤية الواسع، نظرًا لكبر حجم عدساتها العينية، كما أنها مريحة جدًا للاستخدام بفضل راحة العين الجيدة عند الأطوال البؤرية الطويلة.

تتكون عدسة كونيغ من عدسة مزدوجة محدبة مقعرة وعدسة مفردة محدبة مستوية . تتقابل الأسطح المحدبة بشدة للعدسة المزدوجة والمفردة وتكاد تتلامس. يكون السطح المقعر للعدسة المزدوجة مواجهًا لمصدر الضوء، بينما يكون السطح شبه المستوي (المحدب قليلاً) للعدسة المفردة مواجهًا للعين. صُممت هذه العدسة عام 1915 على يد عالم البصريات الألماني ألبرت كونيغ (1871-1946) ، وهي في جوهرها نسخة مبسطة من عدسة آبي. يتيح هذا التصميم تكبيرًا عاليًا مع راحة عين فائقة - وهي أطول مسافة راحة عين تتناسب مع البعد البؤري مقارنةً بأي تصميم آخر قبل عدسة ناغلر عام 1979. يبلغ مجال الرؤية حوالي 55 درجة، وهو أفضل قليلاً من عدسة بلوسل، مع مزايا إضافية تتمثل في راحة عين أفضل وتقليل عدد عناصر العدسة المطلوبة.

تتميز التحسينات الحديثة عادةً بمجالات رؤية تتراوح بين 60° و70°. تستخدم تعديلات تصميم كونيغ زجاجًا غريبًا و/أو تضيف المزيد من مجموعات العدسات؛ التعديل الأكثر شيوعًا هو إضافة عدسة محدبة مقعرة بسيطة قبل العدسة المزدوجة ، مع توجيه الوجه المقعر نحو مصدر الضوء والسطح المحدب نحو العدسة المزدوجة.

تتميز عدسة RKE العينية بعدسة مجال لا لونية وعدسة عينية محدبة مزدوجة، وهي نسخة معكوسة من عدسة كيلنر العينية، بتصميم عدسات مشابه لعدسة كونيغ. صممها الدكتور ديفيد رانك لصالح شركة إدموند ساينتيفيك ، التي سوّقتها خلال أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات. يوفر هذا التصميم مجال رؤية أوسع قليلاً من تصميم كيلنر الكلاسيكي، مما يجعله مشابهاً لنسخة كونيغ ذات العدسات المتباعدة . 

بحسب شركة إدموند ساينتيفيك ، يرمز RKE إلى "عدسة رانك كيلنر". وفي تعديلٍ على طلب تسجيل العلامة التجارية بتاريخ 16 يناير 1979، أُضيفت إليها عبارة "Rank-Kaspereit-Erfle"، وهي ثلاثة تصاميم استُمدت منها العدسة. ^{[ 16 ]} وصفت مجلة إدموند أسترونومي نيوز (مارس 1978) العدسة "Rank-Kaspereit-Erfle" (RKE) بأنها "عدسة كيلنر من النوع الثاني بتصميم مُعاد". ^{[ 17 ]} مع ذلك، لا يُشبه تصميم RKE عدسة كيلنر ، بل هو أقرب إلى عدسة كونيغ مُعدّلة . ويُعتقد أن حرف "K" فُسِّر خطأً في وقتٍ ما على أنه اسم عدسة كيلنر الأكثر شيوعًا، بدلًا من عدسة كونيغ النادرة نسبيًا.  

ابتكر ألبرت ناجلر عدسة ناجلر وحصل على براءة اختراعها عام 1979، وهي عدسة مصممة خصيصًا للتلسكوبات الفلكية لتوفير مجال رؤية واسع للغاية (82 درجة) مع تصحيح جيد للاستجماتيزم والتشوهات الأخرى. أما عدسة إيثوس، التي طُرحت عام 2007، فهي تصميم مُحسّن ذو مجال رؤية واسع للغاية، طُوّر بشكل أساسي بواسطة بول ديليشياي تحت إشراف ألبرت ناجلر في شركة تليفيو أوبتكس ، وتتميز بمجال رؤية ظاهري يتراوح بين 100 و 110 درجة  . ^{[ 18 ] [ 19 ]} ويتحقق ذلك باستخدام زجاج عالي الانكسار وثمانية عناصر بصرية موزعة على أربع أو خمس مجموعات؛ وهناك العديد من التصاميم المشابهة التي تحمل أسماء ناجلر ، وناجلر من النوع  2 ، وناجلر من النوع  4 ، وناجلر من النوع  5 ، وناجلر من النوع  6 . يُعد تصميم Delos الأحدث تصميمًا معدلاً من Ethos بزاوية رؤية تبلغ 72  درجة فقط، ولكن مع مسافة  راحة للعين تبلغ 20 مم.

قد يبدو عدد عناصر عدسة ناغلر معقدًا للوهلة الأولى، لكن فكرة تصميمها بسيطة نسبيًا: تحتوي كل عدسة ناغلر على عدسة مجال مزدوجة سالبة ، تزيد من التكبير، تليها عدة مجموعات موجبة. تتحد هذه المجموعات الموجبة، المنفصلة عن المجموعة السالبة الأولى، لتكوين عدسة موجبة ذات بُعد بؤري طويل. يتيح هذا التصميم الاستفادة من مزايا العدسات ذات التكبير المنخفض. في الواقع، تُعد عدسة ناغلر نسخةً متطورة من عدسة بارلو مُدمجة مع عدسة عينية ذات بُعد بؤري طويل . وقد تم تقليد هذا التصميم على نطاق واسع في عدسات عينية أخرى ذات مجال رؤية واسع أو مسافة راحة عين طويلة .

تتمثل العيوب الرئيسية لعدسات ناغلر في وزنها الثقيل؛ إذ يُطلق عليها غالبًا اسم " القنابل اليدوية " نظرًا لثقلها وكبر حجمها. يتجاوز وزن النسخ ذات البعد البؤري الطويل 0.5 كيلوغرام (1.1 رطل) ، وهو ما يكفي لزعزعة توازن التلسكوبات الصغيرة والمتوسطة الحجم. ومن عيوبها الأخرى ارتفاع سعرها، حيث يُقارب سعر عدسات ناغلر الكبيرة سعر تلسكوب صغير. ولذلك، يعتبرها العديد من هواة الفلك من الكماليات. ^{[ 20 ]}