1、入射光瞳的距離設計
目鏡的入射光瞳永遠不變的被設計在目鏡的光學系統之外,它們必須被設計在特定的距離上有優異的性能(即在這個距離上的變形極小)。在折射式的天文望遠鏡,入射瞳通常很靠近物鏡的位置,與目鏡通常有數英呎的距離;在顯微鏡,入射瞳通常緊靠著物鏡的后焦平面,與目鏡只有幾英吋的距離。因此顯微鏡的目鏡與望遠鏡的目鏡性質不同,不是互換就能獲得適當的表現。 [2]
2、元素和群
每一個獨立鏡片稱為元素,通常是簡單的透鏡,可以組合成單鏡、膠合的雙鏡或是三合鏡。當這些元素被兩個或三個黏合在一起時,這種組合就成為群。
第一個目鏡只是單片的透鏡元素,得到的影像有高度的變形。二或三個元素的設計發明之后,由于改進了影像的品質,很快就成了標準的設計。今天,工程師在計算機協助規劃下的設計,以七或八個元素提供了絕佳的影像。 [2]
3、內部反射和散射
內部反射有時也稱為散射,導致穿過目鏡的光線不僅分散還降低了目鏡產生影像的對比。當影像的效果很差時就會出現"鬼影",稱為幻像。多年以來,設計時玻璃與玻璃之間制造很小的空氣隙,就能有效的改善這個問題。
對薄透鏡可以采用在元素表面鍍膜的方法來解決這個問題。這一層厚度只有一或兩個波長的膜,可以改變通過元素的光線折射來減少反射和散射。有些鍍膜可經由全反射的過程吸收這些光線以低淺角度射入的光線,使它們不會穿過透鏡。 [2]
4、側向色差
色差的產生是因為不同的顏色(波長)由一種介質到另一種介質時,有不同的折射率。對目鏡而言,色差來自穿越空氣和玻璃之間的界面。藍光和紅光在經過目徑的元素之后不能距焦在同一個焦點上,這種現象對點光源的結果是可能產生一個圍繞著焦點的模糊色環,通常的結果是造成影像模糊不清。
有幾種方法可以減緩這個問題,一種是利用薄膜來改正目鏡的元素。較為傳統的方法則是利用多個不同玻璃和曲度的元素來消減變形。
縱向色差在光學望遠鏡中,因為焦距很長而成為很顯著的效應;顯微鏡,因為一般的焦距都很短,就不受這種效應的影響。
通常,目鏡在改善色差時,這兩種都需要做修正。