Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Обсуждения всех аспектов любительских астрономических наблюдений: статей из ЧАВО и обзоров, инструментов и аксессуаров, астрономических объектов и событий, погоды и явлений...

Модератор: Ernest

Аватара пользователя
drago
Сообщения: 885
Зарегистрирован: 04 дек 2009, 17:23
Контактная информация:

Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение drago » 02 дек 2015, 14:44

Есть ли краткая методика по измерению основных ТТХ бинокля - увеличения, апертуры, угла зрения, учитывая что все эти значения по хорошему надо принимать за неизвестные, так как нередко производитель врёт и не краснеет...?
На днях заполучу парочку биноклей брессер нижнего ценового диапазона - мог бы сделать микрообзор....
100mm F9 refractor on synta AZ3 / old heq5. (strehl ~0.98 based on roddier test )
wo zenithstar 66SD rfr. ( strehl ~0.97 roddier )
Synta 300PDS - homemade dobson.

Аватара пользователя
Denk36
Сообщения: 2828
Зарегистрирован: 31 май 2012, 08:22

Re: Краткие обзоры биноклей

Сообщение Denk36 » 02 дек 2015, 15:14

Не знаю, поможет или нет. Олег (traveller in time) выложил на АФ вот это
http://www.astronomy.ru/forum/index.php ... msg3451995
Телескопы: GSO DOB 16" "БАНДУРА" (клубный)
Бинокли: БПЦ 10х50 Tento, Delta Titanium 8х42
С Уважением, Денис.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Краткие обзоры биноклей

Сообщение Ernest » 02 дек 2015, 22:18

Что-же вы на сторону-то сырые методики выкладываете?.. :)
Да еще в таком плохо отформатированном виде и без иллюстраций...
Пишите сюда. Заведите тему "Как измерить угловое поле зрения окуляров бинокля?", выложите черновик первым сообщением, глядишь, на второй-третьей странице что-то путное совместно и наредактируем... Потом "Как измерить поле зрения бинокля?", "... апертуру..."

Аватара пользователя
traveller in time
Сообщения: 861
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 19:25

Re: Краткие обзоры биноклей

Сообщение traveller in time » 04 дек 2015, 06:33

Установку принял :D На астрофоруме тогда удалю, буду доводить здесь.
Понимаю, что сыровато, неопрятно, да и фотографий/схем не хватает, но человек попросил, нужно было как-то отреагировать.
"Не стоит безоговорочно доверять результатам эксперимента, пока они не были подтверждёны теорией", Артур Эддингтон.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Краткие обзоры биноклей

Сообщение Ernest » 04 дек 2015, 07:54

Ну удалять-то задним числом, конечно, не стоит.
Написать толковые инструкции для измерений кардинальных параметров окуляров - мысль правильная, но хорошо бы иметь на выходе качественный продукт.

Новак
Сообщения: 11
Зарегистрирован: 11 ноя 2016, 10:06

Re: Краткие обзоры биноклей

Сообщение Новак » 11 ноя 2016, 10:19

Добрый день.
Прошёл почти год. Где можно здесь посмотреть упоминаемые методики и типовые инструкции?

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Краткие обзоры биноклей

Сообщение Ernest » 11 ноя 2016, 11:14

Это вопрос не ко мне, а инициатору идеи traveller in time.

Новак
Сообщения: 11
Зарегистрирован: 11 ноя 2016, 10:06

Re: Краткие обзоры биноклей

Сообщение Новак » 11 ноя 2016, 12:11

Ernest писал(а):Что-же вы на сторону-то сырые методики выкладываете?.. :)
Да еще в таком плохо отформатированном виде и без иллюстраций...
Пишите сюда. Заведите тему "Как измерить угловое поле зрения окуляров бинокля?", выложите черновик первым сообщением, глядишь, на второй-третьей странице что-то путное совместно и наредактируем... Потом "Как измерить поле зрения бинокля?", "... апертуру..."
Судя по цитируемому сообщению инициатором (Заказчиком) был его автор, а адресовано оно Исполнителю (Подрядчику).
Так не случился договор подряда?

Отдельная тема - это верное решение. Только в её названии надо заменить слово "обмер" на "измерение".

Добавлю вопрос: вот эта таблица может быть использована для измерения чёткости изображения, передаваемого биноклем?
http://www.graphics.cornell.edu/~westin ... schart.pdf" onclick="window.open(this.href);return false;

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение Ernest » 11 ноя 2016, 16:30

Может. При этом надо заметить, что это тест-таблица для тестирования цифровых фото и видео камер. Для бинокля ее сложность избыточна. Разумнее использовать тест-объекты в виде трехшпальных или радиальных мир. Ну, а для получения объективных данных тестирование должно производиться в воспроизводимых условиях (фиксированный контраст картинки, уровень освещенности как самой картинки, так и фона, дистанция до нее, методы фокусировки и фиксации разрешения).

Новак
Сообщения: 11
Зарегистрирован: 11 ноя 2016, 10:06

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение Новак » 11 ноя 2016, 18:47

Ernest писал(а):Может... в воспроизводимых условиях (... методы фокусировки и фиксации разрешения).
Какие известны методы фокусировки?
Какие известны методы фиксации разрешения?
Что из этих методов рекомендовано?

Аватара пользователя
traveller in time
Сообщения: 861
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 19:25

Re: Краткие обзоры биноклей

Сообщение traveller in time » 12 ноя 2016, 01:34

Новак писал(а): Так не случился договор подряда?
Всё на добровольной основе. Времени, к сожалению, не хватает, но по-прежнему в планах.
Новак писал(а): вот эта таблица может быть использована для измерения чёткости изображения, передаваемого биноклем?
Круто взяли. Начните с чего попроще. Окулярное поле, удаление выходного зрачка, фокусное расстояние - по ссылке выше. Получение фотографий аберрационных пятен очень кратко вот здесь.
"Не стоит безоговорочно доверять результатам эксперимента, пока они не были подтверждёны теорией", Артур Эддингтон.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение Ernest » 12 ноя 2016, 20:30

Новак писал(а):
Ernest писал(а):Может... в воспроизводимых условиях (... методы фокусировки и фиксации разрешения).
Какие известны методы фокусировки?
Какие известны методы фиксации разрешения?
Что из этих методов рекомендовано?
Вы хотите произвести тестирование биноклей? Начните пока без инструкций (хотя кое-что можно найти и на этом форуме и по приведенным выше ссылкам), опишите результаты, возникнут затруднения - поможем. А бросаться писать инструкции (довольно трудоемкая работа), которые потом не будут вами или кем-то другим использованы - как-то не очень хочется.

Аватара пользователя
traveller in time
Сообщения: 861
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 19:25

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение traveller in time » 10 дек 2016, 14:52

В разработке...

Измерение фокусного расстояния объектива (понадобится для следующего раздела).
1) В нескольких метрах от фотоаппарата (у меня 5м) располагается предмет с известными размерами (N);
2) Фотоаппарат устанавливается на штатив, и в режиме автофокуса делается снимок предмета;
3) Измеряется расстояние (L) от матрицы фотоаппарата до предмета (лазерным дальномером или рулеткой);
4) В графическом редакторе определяется размер изображения предмета сначала в пикселях, потом и в миллиметрах (n);
5) Из простой пропорции подобных треугольников находится расстояние до изображения v=L*n/(N+n) и фокусное расстояние объектива F=L*n*N/(N+n)^2.

Нахождение диоптрийной поправки в бинокле с внутренней фокусировкой.
1) На некотором удалении от бинокля (у меня ~23м) располагается искусственная звезда;
2) Бинокль на штативе направляется на звезду, чтобы она оказалась в центре поля зрения;
3) На втором штативе фотоаппарат с объективом (у меня 50мм), сфокусированным на бесконечность;
4) Фотоаппарат устанавливается за окуляром бинокля без диоптрийной поправки, переводится в режим live view с максимальным увеличением (у моего 10х), и осуществляется фокусировка на звезду фокусером бинокля;
5) Фотоаппарат устанавливается за окуляром бинокля с диоптрийной поправкой. Сначала в одном крайнем положении механизма диоптрийной поправки, а потом в другом, делаются два кадра расфокусированной звезды;
6) В графическом редакторе осуществляется измерение размеров кружков и вычисление их размера на приёмнике фотоаппарата;
7) Из линейного размера кружка (h) и фокусного расстояния (F) находим его угловой размер (α=2*atg(0,5*h/F);
8) По формуле z=α*17,45/d находим диоптрийную поправку в обе стороны (d - диаметр выходного зрачка бинокля).

Я использую объектив 50мм. По прикидкам, в интересующем диапазоне поправок именно такое фокусное расстояние обеспечивает наилучшую чувствительность.
Вложения
кружок дефокусировки.jpg
кружок дефокусировки.jpg (71.49 КБ) 4355 просмотров
Последний раз редактировалось traveller in time 18 дек 2016, 15:23, всего редактировалось 3 раза.
"Не стоит безоговорочно доверять результатам эксперимента, пока они не были подтверждёны теорией", Артур Эддингтон.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение Ernest » 10 дек 2016, 21:12

traveller in time писал(а):4) В графическом редакторе определяется размер изображения предмета сначала в пикселях, потом и в миллиметрах (n);
Думаю, тут требуется пояснение - как от числа пикселей перейти к линейному размеру изображения. Если по данным производителя фотокамеры (размер приемника или пикселей), то получается что мы не доверяя фокусному расстоянию объектива для его проверки (расчета) используем другие данные из такого же по надежности источника.
5) Из простой пропорции подобных треугольников находится фокусное расстояние объектива F=L*n/(N+n).
Пропорция простая, но работает (даже, если не иметь ввиду дисторсию) только в первом приближении. Чем больше фокусное расстояние объектива, сложнее его схема и меньше L, тем больше ошибка. Точная формула f' = a*y'/y, где a - расстояние от предмета до точки положения переднего фокуса объектива (с определением его положения обычно проблемы), y' - размер изображения на матрице, y - этот же размер на предмете.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение Ernest » 10 дек 2016, 22:22

Идея определения диоптрийности по размеру пятен расфокусировки - плодотворная.

Но математика немного сложнее, хотя и без тригонометрии. См. схему.

Диоптрийность определяется по значению отрезка z: дптр = 1000/z (Эрнест: несколькими сообщениями ниже приведены более строгие формулы)

Величина переднего фокального отрезка z (при совмещении переднего фокуса объектива с вых. зрачком окуляра) легко считается по формуле Ньютона:
z = -f'2/z',
где:
f' - фокусное расстояние объектива,
z' - задний фокальный отрезок.

Величину заднего фокального отрезка нетрудно определить из пропорции D/y' = (f'+z')/z' по формуле:
z' = y'*f'/(D-y'),
где:
y' - диаметр пятна расфокусировки на кадре (с минусом, если фотографируется предфокал - сходящийся пучок),
D - диаметр апертуры объектива.

Диаметр действующей апертуры можно посчитать по формуле:
D = d*(1-L/z) - для расходящегося пучка
или
D = d*(1+L/z) - для сходящегося пучка,
где:
d - диаметр выходного зрачка,
L - расстояние между вых. зрачком и главной плоскостью объектива.

Лучше минимизировать L, чтобы не возиться с поправками и положить D = d. В этом случае получится итоговая формула:
дптр = 1000*y'/(D-y')/f'

Заметьте, что фотоаппарат должен быть сфокусирован на бесконечность.
Вложения
defo.PNG
defo.PNG (6.33 КБ) 4320 просмотров

Аватара пользователя
traveller in time
Сообщения: 861
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 19:25

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение traveller in time » 10 дек 2016, 22:42

Ernest писал(а):... получается что мы не доверяя фокусному расстоянию объектива для его проверки (расчета) используем другие данные из такого же по надежности источника.
У моего рефрактора вместо номинала 500мм фокусное почти 505мм. У объектива не 50,5мм при фокусировке на 5м, а 52,2мм (в первом приближении). Ошибка 1-3%. Много. С электроникой такое не пройдёт, там всё точно. Если быть совсем недоверчивым, можно datasheet на сенсор найти.
Ernest писал(а):Пропорция простая, но работает только в первом приближении.
Сможете оценить погрешность?
"Не стоит безоговорочно доверять результатам эксперимента, пока они не были подтверждёны теорией", Артур Эддингтон.

Аватара пользователя
traveller in time
Сообщения: 861
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 19:25

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение traveller in time » 10 дек 2016, 22:43

Ernest писал(а):Но математика немного сложнее...
Мне понадобится время, чтобы это сварить :mrgreen:
"Не стоит безоговорочно доверять результатам эксперимента, пока они не были подтверждёны теорией", Артур Эддингтон.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение Ernest » 10 дек 2016, 22:48

traveller in time писал(а):У моего рефрактора вместо номинала 500мм фокусное почти 505мм. У объектива не 50,5мм при фокусировке на 5м, а 52,2мм
Но это ведь не фокусное расстояние, а f'+z', причем z' - считается по формуле Ньютона.
С электроникой такое не пройдёт, там всё точно. Если быть совсем недоверчивым, можно datasheet на сенсор найти
Степень неопределенности та-же. Что принимать за истину фокусное расстояние или данные по сенсору?
Ernest писал(а):Пропорция простая, но работает только в первом приближении.
Сможете оценить погрешность?
Зачем оценивать? Ошибка точно известна - возьмите разницу между вашей и точной формулой.
traveller in time писал(а):Мне понадобится время, чтобы это сварить :mrgreen:
Достаточно просто использовать итоговую формулу.

Аватара пользователя
traveller in time
Сообщения: 861
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 19:25

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение traveller in time » 10 дек 2016, 23:26

Ernest писал(а):Но это ведь не фокусное расстояние, а f'+z'...
Для фотообъектива - да, это расстояние до изображения при фокусировке на 5м. Фокусное тогда получится 51,66мм. Номинал 50мм, ошибка больше 3%.
А для рефрактора 505мм - именно фокусное расстояние.
Ernest писал(а):Степень неопределенности та-же.
Ну как это та же? Невозможно чтобы сенсор случайно пролетел по размерам на 1-3%. Принимаем данные по сенсору за истину, однозначно. Нам с нашей поправкой его точность избыточна.
Ernest писал(а):Зачем оценивать? Ошибка точно известна - возьмите разницу между вашей и точной формулой.
Всё, понял. Но нам ведь не фокусное объектива нужно в вычислениях, а как раз f'+z', расстояние до изображения (как правильно назвать?).
Я подумал про другую ошибку. Главный луч внеосевого пучка, на самом деле, не прямой, а смещается параллельно. Это тоже должно ошибку вносить.
Ernest писал(а):Достаточно просто использовать итоговую формулу.
Я должен понять сначала.
Последний раз редактировалось traveller in time 11 дек 2016, 03:34, всего редактировалось 3 раза.
"Не стоит безоговорочно доверять результатам эксперимента, пока они не были подтверждёны теорией", Артур Эддингтон.

Аватара пользователя
traveller in time
Сообщения: 861
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 19:25

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение traveller in time » 11 дек 2016, 00:07

Получение фотографий аберрационных пятен
Понадобятся следующие инструменты:
  • Искусственная звезда. Изготовить можно из светодиодного фонарика и пищевой фольги. Фольга расправляется на стекле и делается лёгкий укол острой иглой. Излучение по разным направлениям очень неравномерное, поэтому приходится подбирать положение, чтобы в сторону бинокля/телескопа светило поярче;
  • Для имитации дневных наблюдений нужно вырезать диафрагму с диаметром отверстия d*Г, d - диаметр предполагаемого зрачка глаза, Г - увеличение прибора. Диафрагму можно вырезать из чёрного офисного картона для обложек с помощью циркуля, линейки, карандаша и косметических ножниц;
  • Два жёстких штатива. У меня один алюминиевый - Induro A313 (вес 2,85кг), второй углепластиковый - Benro C258 (вес 1,45кг). А также головки, на Induro стоит 2D Manfrotto 701HDV (вес 833г), на Benro - шаровая (вес 715г). Будь какой-то из компонентов полегче, работать, наверное, было бы уже сложнее;
  • Фотоаппарат со сменной оптикой и режимом фокусировки live view с увеличением. Я снимаю на Canon 1100D. У него максимальное увеличение live view - 10x, чего вполне достаточно;
  • Объектив с фокусным расстоянием около 200мм. У меня это переделанный искатель SkyWatcher 8x50 (F=176мм). Трубка укорочена на ~40мм, чтобы можно было сфокусироваться на бесконечность. Если трубку не укоротить, дистанция фокусировки будет около 1м. Насколько я понимаю, это никак не повлияет на форму и размер пятен, но изменится масштаб изображения - станет крупнее. Для крепления фотоаппарата к искателю понадобится Т-кольцо и переходник для соединения резьбы на искателе с Т-резьбой. Последний в магазинах, вроде, не продаётся, мне делал токарь;
  • Диафрагма на объектив. Служит двум целям: убрать ненужный свет и сузить область попадания выходного зрачка. У меня диафрагма двойного назначения, используется также для увеличения экспозиции и крепления фильтров при замерах светопропускания;
  • Тросик дистанционного спуска. Либо снимать в режиме задержки спуска.
Порядок действий:
  1. Звезда располагается на удалении от бинокля. Слишком маленькое расстояние немного изменит форму и размер кляксы, поэтому стоит унести ИЗ подальше. Для 50мм бинокля - метров на 15 или дальше;
  2. Бинокль на штативе направляется на звезду, чтобы она оказалась в центре поля зрения;
  3. Фотоаппарат на штативе устанавливается позади окуляра. Подвижками головки и перемещениями штатива совмещаются оптические оси бинокля и объектива. Звезда находится через видоискатель фотоаппарата и заводится в центр кадра движениями головки. Совмещается выходной зрачок бинокля и диафрагма на объективе, но теперь только в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива (вправо-влево и вверх-вниз, без участия головки). Если звезда ушла из центра, возвращаем её движениями головки;
  4. Фотоаппарат переводится в режим live view с максимальным увеличением. Фокусером бинокля производится фокусировка звезды. Тушится свет, запечатляется звезда, включается свет;
  5. Штатив с фотоаппаратом отодвигается в сторону. Звезда смещается на зону. Фотоаппарат возвращается к окуляру, ищется клякса. Подвижками в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива (вправо-влево и вверх-вниз, без участия головки) совмещается выходной зрачок бинокля и диафрагма на объективе. Тушится свет, запечатляется клякса.
Хитрости:
  • Чтобы проще было найти звезду с фотоаппаратом, после приведения звезды в нужное положение, гладя в окуляр бинокля зажмурьте нерабочий глаз, плавно отодвиньтесь от окуляра не теряя звезду, сделайте несколько движений головой вверх вниз. Запомните точку в окружении (на стене), куда проецируется звезда. Проведите воображаемую линию от выходного зрачка бинокля до этой точки. Разверните объектив параллельно линии (обычно достаточно разворота по одной оси - вдоль горизонта). Теперь не поворачивая объектив, совместите выходной зрачок бинокля и диафрагму на объективе;
  • Радиус 0,7 лежит под точкой пересечения края поля зрения с линией, проходящей цечерз центр ПЗ и образующей с горизонтом угол 45°.

Пример результата можно посмотреть здесь.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Последний раз редактировалось traveller in time 06 июн 2019, 13:51, всего редактировалось 6 раз.
"Не стоит безоговорочно доверять результатам эксперимента, пока они не были подтверждёны теорией", Артур Эддингтон.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение Ernest » 11 дек 2016, 10:49

traveller in time писал(а):
Ernest писал(а):Но это ведь не фокусное расстояние, а f'+z'...
Для фотообъектива - да, это расстояние до изображения при фокусировке на 5м. Фокусное тогда получится 51,66мм. Номинал 50мм, ошибка больше 3%.
При условии, что период пиксельной решетки известен абсолютно точно. Но и там возможна ошибка. Поэтому, если вы хотите использовать объектив как измерительное средство, то его надо аттестовать вне камеры. В частности по уже приведенной выше формуле f' = z*y'/y можно измерить его фокусное расстояние опираясь только на шкалы линеек.
Ernest писал(а):Степень неопределенности та-же.
Ну как это та же? Невозможно чтобы сенсор случайно пролетел по размерам на 1-3%. Принимаем данные по сенсору за истину, однозначно. Нам с нашей поправкой его точность избыточна.
Вы точно знаете как соотносятся физические размеры сенсора с размерами его области ответственной за регистрацию изображения? Ведь это уже должны быть данные не от производителя сенсора, а от производителя камеры. Впрочем, это мало интересная для меня область. Уверен, что использование даташита сенсора вполне оправдано для точностей, которые нам требуются.
Всё, понял. Но нам ведь не фокусное объектива нужно в вычислениях, а как раз f'+z', расстояние до изображения (как правильно назвать?).
Это вы себя загнали в ситуацию, когда методика опирается на расфокусировку относительно f'+z' с в общем-то неизвестным z'. В то время как расчеты становятся много проще и вернее, если опираться на фокусное расстояние и расфокусировку относительно "бесконечности".
Я подумал про другую ошибку. Главный луч внеосевого пучка, на самом деле, не прямой, а смещается параллельно.
Загадочная фраза. В оптике редко что-то получается понять без рисования хода лучей. Попробуйте нарисовать схему возникновения этой ошибки.
Я должен понять сначала.
Поэтому и привел ее вывод, чтобы любой мог его проверить.

Между прочим подумал, что если принять другой смысл для l (см. схему), то формулы определения диоптрийного отрезка становятся более строгими и не требуют натяжек использованных в предыдущем выводе:
дптр = 1000/t,
где:
t, мм = f'*(1-D/y')-l (отрицательная величина для расходящегося пучка),
где:
D, мм - диаметр действующей апертуры фотообъектива и можно его выразить, через уже известные величины:
D = d + y'*(f'-l)/f',
где:
d, мм - диаметр выходного зрачка окуляра
y', мм - диаметр круга расфокусировки (отрицательная величина если зафокал - для сходящегося после окуляра светового пучка)
f', мм - фокусное расстояние объектива (истиное, формулу для определения см. выше)
l, мм - расстояние от переднего фокуса объектива до выходного зрачка окуляра (отрицательная величина, если зрачок окуляра слева от переднего фокуса объектива)
Вложения
defo.PNG
defo.PNG (5.37 КБ) 4278 просмотров

Аватара пользователя
traveller in time
Сообщения: 861
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 19:25

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение traveller in time » 11 дек 2016, 17:00

Ernest писал(а):
Я подумал про другую ошибку. Главный луч внеосевого пучка, на самом деле, не прямой, а смещается параллельно.
Попробуйте нарисовать схему возникновения этой ошибки.
double_gauss.jpg
double_gauss.jpg (98.86 КБ) 4263 просмотра
Ernest писал(а):дптр = 1000/t, где t, мм = f'*(1-D/y')-l
l, мм - расстояние от переднего фокуса объектива до выходного зрачка окуляра (отрицательная величина, если зрачок окуляра слева от переднего фокуса объектива)
Диаметр кружка дефокусировки не зависит от расстояния между выходном зрачком и объективом. Сделал три кадра, 1 - наглазник почти в линзу упирается, 2 - отодвинул на 10см, 3 - отодвинул ещё на 10см. Отличий нет.

Это и из ваших формул следует. Подставляя {D = d + y'*(f'-l)/f'} в {t = f'*(1-D/y')-l}, получим:
t = f'*d/y' или
дптр = 1000*y'/f'*d
Формула ровно та же, какая у меня вывелась.
0-10см.jpg
0-20см.jpg
"Не стоит безоговорочно доверять результатам эксперимента, пока они не были подтверждёны теорией", Артур Эддингтон.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение Ernest » 11 дек 2016, 20:36

traveller in time писал(а):
Ernest писал(а):
Я подумал про другую ошибку. Главный луч внеосевого пучка, на самом деле, не прямой, а смещается параллельно.
Попробуйте нарисовать схему возникновения этой ошибки.
Вложение double_gauss.jpg больше недоступно
Трудно отвечать на рисунок.
Вы провели луч, довели до линзы, а дальше? И как это на что-то влияет?
Ожидалось что-то вроде такого: "Мы пытаемся получить X, величина которого зависит, например, от Y и Z. Измеряя эти Y и Z мы можем допустить ошибку из-за фактора W при таких-то условиях..." ну и так далее - последовательный анализ (или начала анализа) ошибки. В таких случаях лучше слов не жалеть...
На всякий случай привел для примера реконструкцию всего пучка по одному указанному вами лучу.
defo1.PNG
defo1.PNG (5.55 КБ) 4237 просмотров
Это и из ваших формул следует. Подставляя {D = d + y'*(f'-l)/f'} в {t = f'*(1-D/y')-l}, получим:
t = f'*d/y' или
дптр = 1000*y'/f'*d
Чудесно! Здорово все сократилось.
Что-то я потерял хватку. Это ведь следует и из простейшего вспомогательного построения, см. на рисунке красный вспомогательный луч проходящего через передний фокус и параллельного тому, который идет через край выходного зрачка. И стоило тратить время на математику!
defo.PNG
defo.PNG (5.9 КБ) 4242 просмотра
Формула ровно та же, какая у меня вывелась.
В вашем оригинальном описании я ее не заметил. Так какие-то артангенсы и странные коэффициенты. Но я рад, что в итоге получилось то-же самое. ;)

Аватара пользователя
traveller in time
Сообщения: 861
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 19:25

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение traveller in time » 11 дек 2016, 23:30

Ernest писал(а):Ожидалось что-то вроде такого...
Мы пытаемся получить фокусное расстояние объектива, величина которого зависит от расстояния между плоскостью изображения и предметом, размера предмета и размера изображения (измеряемые величины). Как видно из хода лучей на приведённой схеме объектива Планар, если продлить главные лучи внеосевых пучков слева от объектива (не вошедших в объектив), они пересекутся правее, чем продлённые главные лучи внеосевых пучков, прошедших объектив. Т.е. объектив переносит фокальную плоскость влево, ближе к предмету. Если предположить, что на схеме объектив 50мм f/2 (типичные параметры Планара), то перенос составит ~25мм. Получается, расстояние между плоскостью изображения и предметом в результате измерения будет на ~25мм меньше теоретического...
Ernest писал(а):На всякий случай привел для примера реконструкцию всего пучка по одному указанному вами лучу.
Я отметил главный луч, а у вас другой.
"Не стоит безоговорочно доверять результатам эксперимента, пока они не были подтверждёны теорией", Артур Эддингтон.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13059
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Как произвести обмер оптических параметров бинокля

Сообщение Ernest » 12 дек 2016, 08:24

traveller in time писал(а):Мы пытаемся получить фокусное расстояние объектива, величина которого зависит от расстояния между плоскостью изображения и предметом, размера предмета и размера изображения (измеряемые величины).
На всякий случай, повторюсь: при определении фокусного расстояния следует использовать расстояние между предметом и передним фокусом объектива.
Как видно из хода лучей на приведённой схеме объектива Планар, если продлить главные лучи внеосевых пучков слева от объектива (не вошедших в объектив), они пересекутся правее, чем продлённые главные лучи внеосевых пучков, прошедших объектив.
В переводе на оптические термины вы говорите о различии в положении входного P и выходного P' зрачков. Плоскость входного зрачка - перпендикулярна оси и пересекает точку в которой главные лучи входных пучков ее пересекают. Выходной зрачок - плоскость пересекающая ось в точке пересечения с нею главных лучей выходящих пучков. В некоторых (так называемых телецентрических) оптических системах выходной или входной зрачок может располагаться и на бесконечности.
Т.е. объектив переносит фокальную плоскость влево, ближе к предмету.
Какое отношение к делу имеет фокальная плоскость (плоскость пересекающая ось в точке где ее пересекают апертурные лучи)? Фокальная плоскость неподвижна и не зависит от положения зрачков (которые могут перемещаться в зависимости от смещения апертурной диафрагмы).
Если предположить, что на схеме объектив 50мм f/2 (типичные параметры Планара), то перенос составит ~25мм.
???
Получается, расстояние между плоскостью изображения и предметом в результате измерения будет на ~25мм меньше теоретического...
Теоретического? Вы имеете ввиду для модели одиночной тонкой линзы?
Кажется я начинаю вас понимать. Похоже, вы открыли для себя, что главные плоскости реального объектива (не путать с плоскостями зрачков, которые у вас всплыли по недоразумению) не совпадают друг с другом. См. рисунок в статье ЧАВО - главные плоскости обозначены буквами H и H'. Это именно тот источник ошибок, о котором я вам и говорил с самого начала - нельзя при расчете фокусного расстояния использовать расстояние между предметом и изображением в реальном объективе, ввиду в том числе и этой неопределенности (неизвестного расстояния между главными плоскостями конкретного объектива) - расстояние между фокусами объектива равно f + HH' + f', а не 2f' как в случае одиночной тонкой линзы, причем в некоторых объективах HH' принимает и отрицательные значения! Для обхода этой неопределенности я и предлагал использовать расстояние между предметом и передним фокусом - оно ни как не подвержено указанному фактору.

Ответить