El ocular de un microscopio es, junto con el objetivo, uno de los elementos esenciales del sistema óptico. La función del ocular es magnificar la imagen de la muestra que ha sido previamente aumentada por el objetivo. Es a través del ocular que el usuario puede finalmente observar la muestra.
El ocular se encuentra acoplado al tubo, que es la pieza que conduce los rayos de luz provenientes de la muestra desde el objetivo hacia el ocular. Habitualmente es un elemento intercambiable, de modo que pueden utilizarse oculares con distinto aumento para modificar el aumento total del microscopio. En los microscopios profesionales su posición puede ajustarse con un anillo giratorio para corregir los defectos de visión del usuario.
Aumento microscopio = Aumento objetivo × Aumento ocular
El aumento del ocular es en general inferior al del objetivo. Los aumentos más habituales son 5x, 10x, 15x y 20x. El aumento proporcionado por un ocular suele estar inscrito en su parte lateral.
Mediante las lentes del ocular, la imagen real que ha sido generada con el objetivo es otra vez aumentada dando así lugar a la imagen virtual que es observada por el usuario del microscopio. Este principio de funcionamiento está representado esquemáticamente en la siguiente imagen.
Aumento y resolución de un ocular
El aumento total del microscopio se obtiene multiplicando el aumento del ocular por el aumento del objetivo. Sin embargo, no todas las combinaciones de ocular y objetivo que resultan en el mismo aumento alcanzan la misma resolución.
Esto es debido al hecho que la resolución depende de la apertura numérica del objetivo y no directamente de su aumento. Por ejemplo, un objetivo de 40x (con apertura numérica igual a 0.65) combinado con un ocular de 10x alcanza el mismo aumento que un objetivo de 20x (con apertura numérica igual a 0.4) combinado con un ocular 20x. En los dos casos el aumento total es de 400x. Sin embargo, el objetivo de la primera opción tiene mayor apertura numérica. Esto implica que la resolución de imagen será mejor en la primera opción que en la segunda.
Tipos de oculares
Los elementos básicos dentro de un ocular son como mínimo dos lentes y un diafragma. Las dos lentes son necesarias ya que con una sola lente sería imposible corregir la aberración cromática. La lente situada en la parte superior, es decir, cerca del ojo, se denomina lente ocular. La lente situada en la parte inferior se denomina lente colectora o de campo.
El diafragma está situado en el plano focal del ocular y su función es minimizar la reflexiones de luz producidas por la misma superficie del ocular.
En función de la disposición de estos tres elementos en el interior del ocular puede distinguirse entre dos tipos de oculares: oculares positivos y oculares negativos.
- Oculares positivos: El diafragma está situado debajo de las dos lentes. El ocular más común con esta disposición es el ocular de Ramsden.
- Oculares negativos: El diafragma está situado entre las dos lentes. El ocular más común con esta disposición es el ocular de Huygens.
Otros tipos de oculares cuyo uso es habitual son el ocular Kellner, el ocular Plössl o simétrico y el ocular ortoscópico de Abbe.
La diferencia entre los distintos oculares radica en la técnica utilizada para corregir las aberraciones ópticas. Muchas veces, el tipo de ocular utilizado debe elegirse en función del objetivo del microscopio. Por este motivo, los microscopios de alta calidad tienen objetivos y oculares diseñados para que su combinación minimice las aberraciones introducidas.
Microscopios según el número de oculares
En función del número de oculares presentes en un microscopio puede distinguirse entre distintos tipos de microscopios
- Microscopio monocular: Dispone de un solo ocular y, por lo tanto, la muestra solo puede ser observada con un ojo.
- Microscopio binocular: Dispone de dos oculares. Esto permite observar la muestra simultáneamente con los dos ojos y resulta por lo tanto mucho más cómodo para observaciones de larga duración.
- Microscopio trinocular: Dispone de tres oculares. Dos de ellos son utilizados para observar la muestra con los dos ojos mientras que el tercero está disponible para conectar una cámara. De este modo pueden capturarse imágenes de la muestra observada.
En el caso de los microscopios digitales el ocular es sustituido por un sistema óptico incorporado a una cámara digital. Este sistema óptico consiste en un conjunto de lentes optimizadas para generar una imagen de calidad para la cámara digital y no para el ojo humano.
Accesorios
En algunos microscopios, existe la posibilidad de conectar el ocular junto con una lente de Barlow. Estas lentes permiten modificar el aumento obtenido en detrimento del campo de visión o viceversa. Por ejemplo, una lente de Barlow de 0.5x conectada al ocular dividirá por dos el aumento obtenido pero doblará el campo de visión. Alternativamente, una lente de Barlow de 2x doblará el aumento total pero reducirá a la mitad el campo de visión.