Вопросы к статьям ЧАВО

[traveller in time]

Я уже по-этому поводу все сказал - методика вполне рабочая. Она была бы совершенно безупречной, если бы ваш фонарик располагался строго в центре апертурной диафрагмы (или входного зрачка)...

Т.е. ошибка всё таки есть? Насколько она велика при удалении фонарика от поверхности полевой линзы объектива на ~10мм?

[Ernest]

Предположим расстояние до апертурной диафрагмы 10 мм, увеличение 10х, ошибка из-за несопадения источника света с центром входного зрачка составит 10/100 = 0.1 мм (отступление от требуемого положения деленное на квадрат увеличения). Думаю, с такой точностью едва-ли получится определить положение плоскости фокусировки вых. зрачка, так-что ошибку можно смело игнорировать.

[traveller in time]

Я сделал промеры окуляра SWAN 33mm, которые показали, что его угловая дисторсия близка к нулю. Т.е. формула D×57,3/F для вычисления видимого поля даёт результаты очень близкаие к измерениям. Так же я попытался визуально оценить изменение формы маленького круглого предмета на краю поля и не заметил, чтобы монетка деформировалась. Перечитывая начало этой темы, обнружил вот что:

8. Угловой размер маленького предмета в центре и на краю поля зрения окуляра будет одинаковым?

При нулевой угловой дисторсии и только в меридианном направлении.

Значит, в оценке формы монетки я ошибся? Попробую сфотографировать.
А вопросы в связи с этим возникли такие:
1) В каких условиях, если это вообще возможно, круглый предмет не будет менять пропорции?
2) Какие пропорции будет иметь круглый предмет на краю 70° поля окуляра с нулевой угловой дисторсией?

[Ernest]

Я когда-то занимался выводом соотношения сторон круглого предмета у края поля зрения при разных видах дисторсии, но во-первых не уверен, что они были верны, а во-вторых записи не сохранились и сейчас точно воспроизвести их не могу. Помню, что получалось, как будто при нулевой угловой дисторсии на краю поля зрения круг изображения планеты должен немного сжиматься в сагиттальной направлении (величина сжатия зависит от угла поля зрения), на величину много меньшую, чем сжатие в меридианальном направлении при нулевой тангенсной дисторсии. Идеальный ход дисторсии (при наблюдениях прохождения по полю дисков планет) лежит где-то между тангенсным и угловым нулем (ближе у угловому).

Хотя интуитивно кажется, что при нулевой угловой дисторсии диски планет не должны претерпевать деформацию (не должно быть разницы в увеличении в сагиттальном и меридианальном направлениях, то есть локальное угловое увеличение должно быть одинаковым в любой точке поля зрения и равно увеличению в центре) - надо бы сесть перерешать и опубликовать вывод, чтобы уже не терять.

Вот и авторы книги "Оптика телескопов" http://www.televue.com/engine/TV3b_page ... M_cTtKsWSo" onclick="window.open(this.href);return false; также думают что при нулевой угловой дисторсии форма диска планеты не должна искажаться на краю поля зрения.

[traveller in time]

Какое сечение плоскостью, перпендикулярной главному лучу, имеет внеосевой пучок на выходе из окуляра?

[Ernest]

если нет виньетирвоания, то круг (в плоскости перпендикулярной оптической оси)
но обычно виньетирование есть и пучок имеет сечение в форме лимона

[traveller in time]

если нет виньетирвоания, то круг.

Допустим нет виньетирования(на объективе и окуляре) и сечение - круг. Получается, на небольших увеличениях при взгляде в центр на краю всегда будет виньетирование зрачком глаза. Поскольку в сечении, перпендикулярном осевому пучку, внеосевые пучки будут эллипсами. А на равнозрачковом - сразу от центра. Правильно?

[Ernest]

Хм... В экие вы тонкости вникаете. Если нет аберраций в выходном зрачке, то круг апертурной диафрагмы должен изображаться кругом-же выходного зрачка. Так что получается что сечение внеосевого пучка плоскостью перпендикулярной его главному лучу на выходе из окуляра должно иметь эллиптическую форму, а плоскостью перпендикулярной оптической оси - круглую.

[traveller in time]

Просмотрел несколько своих окуляров на предмет изменения формы выходного зрачка при движении к краю поля зрения. Зрачок действительно слегка сжимается в радиальном направлении в эллипс. Но у некоторых форма изменяется так: сначала небольшое сжатие, а на самом краю происходит резкое вытягивание в том же радиальном направлении. Причём форма становится не эллиптическая, а немного яйцевидная. С чем это связано?

[traveller in time]

Небольшое исследование на тему дисторсии окуляров.

Подопытные: William Optics SWAN 33mm и Televue Nagler 31mm.
Диаметр полевой диафрагмы SWAN измерен штангенциркулем, 40,0мм. Для Nagler диаметр диафрагмы взят из спецификаций, 42,0 мм.
Поле окуляров, измеренное непосредственно: 70,1° и 82,3°.
Для SWAN я ещё и фокусное расстояние получил, 32,8мм. Для Nagler возьмём заявленное.
Вычисляя поле по формуле для окуляра с нулевой угловой дисторсией (W=D*57,3/F), получаем: 69,9° и 77,6°.

Это значит, что угловая дисторсия SWAN близка к нулю, а у Nagler она положительная, ~6%.
Далее я попытался сделать фотографии маленького круглого предмета в центре и на краю поля зрения, чтобы наглядно оценить искажения, вызываемые дисторсией (или её отсутствием).
Телескоп Equinox 80, зеркальный фотоаппарат Canon, объектив 50мм. До монетки ~4,5м. Фотографии в центре с обоих окуляров и на краю Nagler получены с открытой диафрагмой. Фотографии на краю SWAN на диафрагме f/22, что составляет ~2,3мм и меньше выходного зрачка телескопа. При фотографировании края поля была произведена небольшая перефокусировка для устранения кривизны. Число сбоку от монетки показывает отношение высоты изображения монетки на краю к ней же в центре поля. Число под монеткой - то же самое с шириной.
Фотографии на белом фоне - SWAN. Слева направо: край поля, внешняя часть зрачка; край поля, внутренняя часть зрачка; центр.
Фотографии на коричневом фоне - Nagler. Слева направо: край, центр.

Совершенно точно можно сказать, что при нулевой угловой дисторсия SWAN предмет в тангенциальном направлении уменьшен до 91..92%, этот размер почти не меняется при смещении зрачка. В радиальном же направлении есть большая разница, от явно овальной формы до почти ровно круглой. Здесь, видимо, сказываются другие аберрации. Надеюсь Эрнест что-то прояснит.
Ну а положительная дисторсия Nagler увеличивает предмет во всех направлениях (относительно нулевой) и вытягивает в радиальном направлении.
Эксперимент, очевидно, не завершён. Нужно искать другой окуляр с нулевой угловой дисторсией и хорошим изображением на краю.

Кликабельно

[Ernest]

хороший исследование,..
один вопрос: как при этом производилась съемка? Ваши кропы вырезаны из центра кадра фотоаппарата или с края?

[traveller in time]

как при этом производилась съемка? Ваши кропы вырезаны из центра кадра фотоаппарата или с края?

Все фрагменты вырезаны из центра кадра. Забыл упомянуть, масштаб 40%.

P.S.: Про зрачки-овалы постом выше скажете что-нибудь?

[Ernest]

"...на самом краю происходит резкое вытягивание в том же радиальном направлении. Причём форма становится не эллиптическая, а немного яйцевидная. С чем это связано?" - Это проявление аберрационного виньетирования - влияние на форму и размер зрачка аберраций в выходном зрачке. В данном случае, вероятно, астигматизма.

"...Это значит, что угловая дисторсия SWAN близка к нулю" - Точнее что ее значение на краю поля зрения близко к нулю. По полю она может варьироваться. Обратите внимание на типичный график скомпенсированной дисторсии:

distortion.JPG (3.59 КБ) 10678 просмотров

На краю поля зрения дисторсия формально равна нулю, в то время как ход кривой такой, что изображение на краю (при большой отрицательной производной) будет сжато в меридиональном направлении.

"Телескоп Equinox 80, зеркальный фотоаппарат Canon, объектив 50мм. До монетки ~4,5м." - Для исключения влияния полевых аберраций окуляра (а они судя по фотографии велики) на форму изображаемого предмета задиафрагмируйте ваш Equinox до 20-30 мм.

"Фотографии на краю SWAN на диафрагме f/22, что составляет ~2,3мм и меньше выходного зрачка телескопа." - см. ваш первый вопрос - (1) форма и размер выходного зрачка особенно близко к краю поля зрения сильно изменчивы; (2) совместить два маленьких (входного фотообъектива и выходного окуляра) зрачка без срезания очень непросто, а это приведет к внесению артефактной дисторсии.

"Фотографии на белом фоне - SWAN. Слева направо: край поля, внешняя часть зрачка; край поля, внутренняя часть зрачка; центр." - Зачем это деление зрачка на две части? Глаз ведь не делит... Показательнее было бы фото с использованием всех лучей внеосевого пучка.

"Совершенно точно можно сказать, что при нулевой угловой дисторсия SWAN предмет в тангенциальном направлении уменьшен до 91..92%" - про нулевую дисторсию - см. пояснение выше, про размер в сагиттальном направлении - похоже на правду.

"Ну а положительная дисторсия Nagler увеличивает предмет во всех направлениях (относительно нулевой) и вытягивает в радиальном направлении." - Судя по фото, там перепутаны коэффициенты. В сагиттальном направлении предмет должен немного уменьшаться, в меридиональном вытягиваться.

[traveller in time]

Нашёл в сети инфо, что стекло BaK4, используемое в призмах современных биноклей, имеет коэффициент преломления 1,5688. Тогда минимальный угол падения с полным отражением: asin(1/1,5688)=39,6°. Половина угла при вершине пучка 45-39,6=5,4°; tg(5,4°)=0,095; 1/0,095=10,6; 10,6/2=5,3. Т.е. расчёт по коэффициенту преломления даёт f/5,3. В то же время в голове сидит, что BaK4 не виньетирует пучки вплоть до f/3,5 или даже больше. Это можно проверить на любом порро с фокусировкой подвижкой окуляров (фокусное можно вычислить). У них обычно f/3,5..3,7 и виньетирования нет. Получает, расчёт по коэффициенту преломления с практикой не сходится. В чём же дело?

[Ernest]

вот тут viewtopic.php?f=17&t=1516" onclick="window.open(this.href);return false; читали?

[traveller in time]

вот тут viewtopic.php?f=17&t=1516 читали?

Читал. Забыл. Всё понял, спасибо.

Ещё вопрос по теме. Каково виньетирование осевого пучка, например f/3,7, при использовании BK7? Т.е. сколько света отъедает тот самый серый квадратик?

[Ernest]

Это уже не называется виньетированием. Это обрезание апертуры до 1:5

[traveller in time]

Это уже не называется виньетированием. Это обрезание апертуры до 1:5

Но края за границами квадрата лишь затемнены. Они полностью не пропадают, поскольку на углах меньше предельного только часть света проходит сквозь раздел сред, а часть отражается. Интересно оценить светопотери.

[Ernest]

Формально это так, на самом деле отражаются проценты - малозначимая величина

см. правый график:

[traveller in time]

см. правый график:

Прочитал про R_s и R_p. Это коэффициенты отражения для S- и P-поляризованного света. Как меняется поляризация при 4-х отражения в порро призме, и как это влияет на изображение?

[Ernest]

В системе призм Порро 4-е отражения и при штатном их прохождении состояние поляризации (соотношение взаимно перпендикулярных компонент) практически не меняется. Полное внутреннее отражение вообще не меняет картину поляризации. Преломление при хорошем просветлении - почти не меняет. Существенный перекос в состоянии поляризации возникает на преломлении и при неполном внутреннем отражении близких к углам Брюстера, чего стараются избежать при проектировании призменных схем бинокля.

[traveller in time]

На сколько будет отличаться форма и размер кляксы на краю поля зрения бинокля от ИЗ в 5 метрах и точечного источника на бесконечности?

[Ernest]

При внешней фокусировке разница невелика, а при внутренней может быть заметное отличие. Но я такого не наблюдал - все бинокли имели на краю такие аберрации, что на них расстояние до наблюдаемого предмета ни чуть не влияло.

[traveller in time]

Т.е. сфокусировав бинокль на бесконечность и расположив ИЗ на близком расстоянии, мы получим на фотоаппарате аналог изображения бесконечно удалённого источника?

[Ernest]

Нет. Сфокусировавшись на бесконечности и рассматривая скажем натуральную звезду мы будем видеть примерно те-же размеры аберрационных пятен, что и сфокусировавшить на искусственной звезде в 5 метрах от бинокля (если его механика позволяет это).