Самодельный GMK - оптико-светодиодный коллиматор.

[AnDom]

"Век живи - век учись!"

Сегодня впервые услышал о таком типе коллиматора. Представляет из себя систему из объектива с фокусным в районе 30-50мм и окуляра.
Помогает юстировать ньютоно-подобные телескопы и рефракторы путем совмещения бликов от светодиодов. Кроме этого, устройство подходит для юстировки положения фокусера, корректора, полеспрямителя, матрицы... - в общем, элементов используемых в астрофото.

Сейчас набросаю эскизик того как я это себе представляю.

В качестве фокусера можно использовать HC-1 с ходом 20мм (болтается без дела) - http://www.kineoptics.com/
Можно обойтись и без фокусера, фокусируясь смещением окуляра, но для себя любимого можно и заморочиться

В качестве объектива... - не знаю что правильно, но в наличии есть два старых фотообъектива Индустар 61 (50мм F2.8) и Индустар 50-2 (50мм F3.5). Можно использовать первые компоненты.

[Ernest]

Помогает юстировать ньютоно-подобные телескопы

Классический Ньютон при помощи только GMK коллиматора юстировать не получится.
GMK коллиматор позволяет видеть децентрировку одной оптической поверхности относительно другой (по бликам которые они создают/отражают). А у Ньютона всего одна рабочая оптическая поверхность (главное зеркало) и блик от светодиода только один. Надо вводить какой-то дополнительный базирующий элемент. Таким элементом может быть центральная марка на ГЗ и в этом случае GMK коллиматоро работает как классический Чеширский окуляр.

[AnDom]

Если я правильно понимаю, линза и окуляр в GMK как раз и служат для того чтобы получать блики разного диаметра или на разном удалении от оптической оси. А окуляр позволяет еще и масштаб увеличить для тонкой подгонки.

[Ernest]

Нет, вы понимаете неправильно.
"Линза" и окуляр это в сборе просто зрительная труба, которая позволяет (1) увеличить изображения бликов (а так можно как в Чешир смотреть - невооруженным глазом) и (2) лучше сфокусироваться на выбранной паре бликов (то есть играют роль очков переменной диоптрийности).
Относительные размеры изображений бликов (диаметр или удаление от оси на котором они располагаются) не меняются при фокусировке. Эти размеры определяются эффективной кривизной поверхности, которая бликует.
Надо бы нарисовать...

[AnDom]

Хм..., тогда GMK в общем-то, мне нафик не нужен. Достаточно обычного чешира и лазера (с лазером все же удобнее крутить ГЗ и смотреть в мишеньку).

Меня немного сбили с толку вот эти картинки (на сайте говориться про ньютон и ШК).



Надо повнимательнее почитать.

Прочитал. Все верно. Дополнительные линзы, вероятно, бесполезный огород для ньютона и визуала.
Ставим метку ГЗ в центр (между отражений светодиодов) и все готово. В таком случае, не вижу смысла в таком чешире. Много проще и дешевле сделать обычный чешир для юстировки после разборки телескопа, а для быстрой юстировки использовать лазер (тоже подойдет самодельный, из указки).

Что-то я аж расстроился

[sergsh]

Александр,а что говорится по поводу ШК и GMK и на каком сайте?

[AnDom]

http://www.bigdipper.de/Equipment-Tests ... kolli.html

Для ШК, вроде как, очень даже годится. Там более одного блика, три штуки, если не ошибаюсь.
Две фото вверху - как раз ШК-шные.

Сделаю, наверное GMK. У Андрея (Андройд) и Ирины (Econ) как раз ШК, будет не бесполезен.

[sergsh]

Очень интересно...насколько точна будет юстировка, по сравнению с обычной по звезде... С удовольствием бы потестировал на своем ШК

[AnDom]

Насколько я понимаю, оптические оси рабочих поверхностей можно совместить очень точно.

[AnDom]

Уффф..., сваял эскизик. На фото разрез.

Попытаюсь описать что изображено.
Конструкция насыпная, но это, в общем-то, не важно.
- Световой радиус объектива - 5,75 (реальная апертура используемой линзы - 17,85мм, но в 1,25мм много не впихнешь );
- Световой диаметр светодиода - 3мм, откалиброван сверлом 3мм (показалось что так блики будут аккуратнее);
- Посадочный диаметр светодиода - 5мм, высота - 9мм;
- Над светодиодами камера высотой 20мм в которой будет произведена распайка и установлен штекер питания. В камере 4 упора (ограничителя) для оправы объектива (скорее всего уберу, в них не будет необходимости);
- затем идет череда полостей разного радиуса - это оправы линз объектива (4 элемента в 3-х группах);
- в самом верху посадочное место для окуляра - 35мм (надо будет уменьшить на 5-7мм, т.к. получается что от передней плоскости объектива до посадки окуляра в фокусе (HD-60 6.5vv) как раз 65мм, без какого-либо запаса....... Немного подумал....., надо перемерить, т.к. я намерил 65мм фокусируясь по цветку на окне, а до него метра 4.

Обязательно вверху будет винтик для поджима окуляра.

Как-то так. Принимаю конструктивную критику.

[Ernest]

Для ШК, вроде как, очень даже годится.

Хм... не пробовал (хотя GMK у меня есть и ШК приносили юстировать), но прикидки хода лучей показывают, что виден будет только блик от выпуклого вторичного зеркала. Ни блик от главного зеркала, ни блики от пластины ШК видны в GMK-коллиматор не будут. Так что, боюсь, предмета для юстировки GMK не будет. Ну разве что при очень сильной расфокусировке,.. но в этом случае гарантий что в фокусе юстировка сохранится нет ни каких.

GMK коллиматор это инструмент юстировки преломляющей оптики - объективов рефракторов и корректоров поля. Зеркальная оптика плохо поддается этому инструменту.

PS Если кому-то из Питера захочется проверить возможности GMK-коллиматора в части юстировки его инструмента - дайте знать, он у меня есть - проверим.

[Ernest]

Очень интересно...насколько точна будет юстировка, по сравнению с обычной по звезде... С удовольствием бы потестировал на своем ШК

Точность юстировки при помощи GMK коллиматора весьма невысока. Но при юстировке преломляющей оптики это почти единственный доступный любителям метод.

[AnDom]

GMK коллиматор это инструмент юстировки преломляющей оптики - объективов рефракторов и корректоров поля. Зеркальная оптика плохо поддается этому инструменту.

Да что ж такое-то !?!?!!?
Это только на 1,25" или на 2" такая же петрушка?

Нашел здесь, что для юстировки фокусера необходимо навинтить нейтральный фильтр. Это даст блики показывающие положение фокусера.

[AnDom]

Сделал сегодня две оправки под линзы (взял 50мм f3.5 от Индустара 50-2). 50/2.8 сильно обрезается - нет смысла использовать. Лучше его для 2" GMK использовать.
И распечатал платформу для монтажа светодиодов. Завтра займусь корпусом.

[AnDom]

Начитался - аж голова занемела

Вот что пишет производитель GMK-шек.

Помимо фильтра в фокальной плоскости, подумалось о барлухе. Она вставляется в переходник, зажимается как окуляр и становится частью системы, находящейся перед окуляром - вот и дополнительные блики.
Если не ошибаюсь, барлуху как-то используют и с лазером, для повышения точности.

[Ernest]

Помимо фильтра в фокальной плоскости, подумалось о барлухе. Она вставляется в переходник, зажимается как окуляр и становится частью системы, находящейся перед окуляром - вот и дополнительные блики.

Мысль правильная. Вот только пара моментов: (1) и фильтр, и Балоу - элементы не требующие точной юстировки, и производитель обычно особенно не заморачивается с погрешностями их позиционирования - их использование дает возможность использования GMK (появляются опорные блики) но надо иметь ввиду, что это очень неточная база; (2) блики от фильтра и линза Барлоу локализуются под самым носом у GMK, в то время как блики от юстируемых поверхностей локализуются ближе к юстируемым поверхностям объектива эти группы бликов требуют сильно разной фокусировки (положения окуляра GMK коллиматора), да и размеры бликов различаются катастрофически - их трудно использовать для взаимной коллимации, типа как учебной линейкой измерять длину строительной площадки.

Вот, кстати, рисунок как работает GMK. O₁и O₂ - центры кривизны оптических поверхностей, которые в норме лежат на оптической оси. Желтым и оранжевым цветом показаны вспомогательные лучи от светодиодов GMK коллиматора для локализации бликов (изображений светодиодов коллиматора при отражении от оптических поверхностей).

Кольцо (многоугольник) светодиодов GMK коллиматора отражается в оптических поверхностях, и в юстируемой оптике вдоль оптической оси появляется множество изображений этого кольца на разном расстоянии от GMK коллиматора. Обычно, выпуклые (со сторону коллиматора) поверхности создают мнимые прямые изображения, а вогнутые - действительные перевернутые. (Хинт: если один из светодиодов колечка-многоугольника сделать другого цвета, то есть возможность различать изображения бликов от вогнутых и выпуклых поверхностей. Другой подход - использовать нечетное количество светодиодов.) Чем круче оптическая поверхность (более выпуклая или вогнутая), тем меньше размер блика от нее. Если все оптические поверхности юстируемого прибора и сам GMK коллиматор соосны, то в поле зрения его окуляра будут видны изображений концентричных колец (светодиодных многоугольников) разного диаметра и степени расфокусировки (нельзя сфокусировать на все блики одновременно ввиду сильно разной дистанции от них до GMK). Если какая-то поверхность наклонена (центр ее кривизны не лежит на предполагаемой оптической оси), то кольцо ее блика выбьется из набора соосных бликов. Если смещен или наклонен сам GMK коллиматор (например из-за несоосности фокусера) то все колечки отражений выстраиваются в линию смещаясь относительно друг друга в одном направлении.

[Ernest]

Если не ошибаюсь, барлуху как-то используют и с лазером, для повышения точности.

ну да,.. только не для повышения точности
см. viewtopic.php?f=18&t=161#p2190" onclick="window.open(this.href);return false;

[AnDom]

Эрнест, спасибо.
Еще пара вещей в копилке знаний

[AnDom]

Первый запуск произведен. Коллиматор, пока, "на изоленте" собран. Не стал печатать последний элемент, т.к. не знал его высоту и, соответственно, высоту фокусера.

На ньютоне смог только в окуляр сфокусироваться, для камеры не хватило хода внутрь коллиматора. Жаль.
Снял фото через окуляр. Блики, реально, круглые, камера смарта исказила, в центре, довольно точно, метка (чешир работает ), но блики сильно смещены к краю поля (надо завтра разобраться с этим).
Если покрутить фокусер - метка исчезает, но появляется 4 комплекта бликов. Один следует за зрачком (это, наверное, его блик), один от ГЗ, а два точечных в центре ГЗ-шных стоят плечом к плечу.

С ED80 немного проще. И камера и окуляр сфокусировались, т.к. оптические поверхности значительно ближе.
Вторая картинка - ED. Если я правильно понял - на фокусер не похоже.

[Ernest]

Снимаю шляпу! - отдаю дань вашему упорству и скорости реализации...
А ED-то похоже разъюстирован - несоосность фокусера и объектива бросаются в глаза.

[AnDom]

Коллиматор еще не доделан, так что сложно сказать - фокусер это или "изолента". Правда я думал что из-за фокусера блики должны равномерно разъехаться по одному вектору.

Подскажите, что сделать с оптической схемой коллиматора, чтобы его хватало и на 1800мм и на 50мм фокусные, и для окуляров и для камер?

Смущает так же что неточность в изготовлении gmk может влиять на картинку (перекос линз, окуляра...). Не пришлось бы городить юстировку оптики gmk.

[AnDom]

Сейчас покрутил линзы в коллиматоре, сам коллиматор по наклонял. Меняется форма бликов (вылезает кома) или меняется местоположение всех групп бликов на поле, но взаиморасположение всех групп бликов остается неизменным. Две мелкие группы смещены относительно сильно расфокусированных.

P.S. А сколько групп бликов должно быть? Если ED - дублет, то бликов должно быть 4?

[Ernest]

Коллиматор еще не доделан, так что сложно сказать - фокусер это или "изолента". Правда я думал что из-за фокусера блики должны равномерно разъехаться по одному вектору.

Вдоль одного направления, но почему-же равномерно? То насколько изображение блика сместится с оси зависит от увеличения (насколько он больше/меньше чем объект - светодиодное кольцо) и расстояния от локализации блика до объектива GMK.

Подскажите, что сделать с оптической схемой коллиматора, чтобы его хватало и на 1800мм и на 50мм фокусные, и для окуляров и для камер?

"Фокусные" чего? Испытуемой оптики? Это параметр который совершенно ни как не характеризует взаимодействие GMK и юстируемой оптики.
GMK работает с серией изображений светодиодов распределенных по оптической оси с локализацией от плюс, до минус бесконечности. Такое распределение может дать очень разная по фокусному расстоянию оптика. А для большей универсальности GMK требуется: (1) некоторый запас на подвижность как целого в фокусере (строго вдоль его оси), хотя бы за счет набора проставок разной длины между ним и торцем окулярной трубки телескопа; (2) возможность установки репера задающего собственную ось GMK - например в виде оптической поверхности на торце посадочной втулки GMK, которая бы создавала изображение светодиодов на бесконечности); (3) возможность смены фокусного расстояния окуляра (и соотв. увеличения), включая возможность подключить 2" окуляр, зум-окуляр; (4) иметь хороший запас на фокусировку GMK (расстояние между его объективом/окуляром); (5) дополнить одно кольцо светодиодов (максимально близких к объективу) еще одним/двумя (другого цвета) - по шире...

Имеет смысл встретиться - обсудить с карандашом в руках.

Смущает так же что неточность в изготовлении gmk может влиять на картинку (перекос линз, окуляра...)

Именно перекос линз GMK (кроме смещения узловой точки его объектива с оси окулярной трубки телескопа) почти ни как не влияет на точность его применения.

[AnDom]

(1) некоторый запас на подвижность как целого в фокусере (строго вдоль его оси), хотя бы за счет набора проставок разной длины между ним и торцем окулярной трубки телескопа;

Условно выполнимо. Все же принтер - не токарный станок, погрешности больше.

(2) возможность установки репера задающего собственную ось GMK - например в виде оптической поверхности на торце посадочной втулки GMK, которая бы создавала изображение светодиодов на бесконечности);

Например, фильтр? Насколько его установка должна быть точной?

(3) возможность смены фокусного расстояния окуляра (и соотв. увеличения), включая возможность подключить 2" окуляр, зум-окуляр;

Сейчас посадка gmk и посадка окуляров на 1,25". Причем, HD-60 6.5мм смог сфокусировать немного вытащив окуляр, а Ломо-зум уже нет. Так что, HC-1 не годится для этих целей. (в ED)

(4) иметь хороший запас на фокусировку GMK (расстояние между его объективом/окуляром);
Это я уже понял. Пока не понимаю как это решить технически имеющимися средствами.
Насколько безлюфтовой должна быть фокусировка? Небольшой перекос фокусера (или окуляра в фокусере) допустим?

(5) дополнить одно кольцо светодиодов (максимально близких к объективу) еще одним/двумя (другого цвета) - по шире...


Это выполнимо только в 2" варианте или придется сильно подрезать входную апертуру gmk.

Имеет смысл встретиться - обсудить с карандашом в руках.

Эрнест, с удовольствием. Надо немного подготовиться - подумать над техническими решениями и по практиковать. Будет проще понять ваши объяснения и задать правильные вопросы (не забывайте что я далеко не технарь ).

[Ernest]

Условно выполнимо. Все же принтер - не токарный станок, погрешности больше.

В контексте разработки коллиматора ваш принтер это всего лишь удобное средство быстрого макетирования. Если получится что-то реально удачное и полезное, производство следует реализовать в металле и продавать страждущим.

(2) возможность установки репера задающего собственную ось GMK - например в виде оптической поверхности на торце посадочной втулки GMK, которая бы создавала изображение светодиодов на бесконечности);Например, фильтр? Насколько его установка должна быть точной?

Фильтр (плоская поверхность) создает изображение светодиода на расстоянии равном удвоенному расстоянию от светодиода до фильтра - то есть "под носом" у GMK - далеко от локализации других бликов и очень далеко от "бесконечности"... Тут нужна сферическая поверхность с центром кривизны в районе GMK - например, очковая линза нулевой диоптрийности вогнутостью к светодиодам (как в ред-доте) с возможностью подгонки/регулировки ее наклона.

(3) возможность смены фокусного расстояния окуляра (и соотв. увеличения), включая возможность подключить 2" окуляр, зум-окуляр; Сейчас посадка gmk и посадка окуляров на 1,25". Причем, HD-60 6.5мм смог сфокусировать немного вытащив окуляр, а Ломо-зум уже нет. Так что, HC-1 не годится для этих целей. (в ED)

Думаю, имеет смысл 2" посадки для окуляров и хотя бы примитивное устройство фокусировки и выборки разнобоя в параметре парфокальности.

(4) иметь хороший запас на фокусировку GMK (расстояние между его объективом/окуляром);Это я уже понял. Пока не понимаю как это решить технически имеющимися средствами.Насколько безлюфтовой должна быть фокусировка? Небольшой перекос фокусера (или окуляра в фокусере) допустим?

В большинстве случаев небольшой перекос - не критичен.

(5) дополнить одно кольцо светодиодов (максимально близких к объективу) еще одним/двумя (другого цвета) - по шире...Это выполнимо только в 2" варианте или придется сильно подрезать входную апертуру gmk.

Это вообще не имеет отношения к посадке окуляра в GMK. Это все может делаться даже и в рамках 1.25" посадочной втулки самого GMK. Входная апертура GMK вполне может быть ограничена 5-6 мм с диаметром узкого кольца 8-9 мм, а широкого 20-25 мм. Надо только ориентироваться на самые миниатюрные светодиоды (есть диаметром 1.8 мм).