Polecamy Od Keplera do Naglera cz. 3 z 3

Paether · 29 Maja 2016

Pierwsza część tutaj - http://astrofan.pl/od-keplera-do-naglera-cz-1/

Od Keplera do Naglera - XX wiek

Okulary z ubiegłego stulecia to produkty uzależnione mocno od potrzeb wojskowych i tutaj koszt wytworzenia schodzi na dalszy plan, a priorytetem staje się bardzo szerokie, w miarę możliwości wolne od zniekształceń pole widzenia. Zapotrzebowanie, które pojawiało się w czasie obu wojen światowych, stymulowało interesy handlowe i postęp również w przemyśle optycznym, i tą sytuację wykorzystało kilku wykonawców, takich jak Zeiss, Brandon, Scidmore czy König, którzy opatentowali w tym czasie niepowtarzalne konstrukcje optyczne. W drugiej połowie wieku, innowacje wspomagane są już komputerowymi projektami i symulacjami, co pozwoliło na skok jakościowy w bardziej skomplikowanych rozwiązaniach. Jednak w wyniku dążenia do coraz lepszych osiągnięć, ultra szerokie okulary stały się niemal absurdalnie duże i ciężkie, czego apogeum nastąpiło w 1960 roku wraz z dostarczoną przez Zeissa, 11-elementową, 110/120-stopniową konstrukcją Koehlera, wykorzystywaną w wojskowych lornetach.

Najnowsze trendy sugerują, że minimalizacja masy szkła, liczby soczewek oraz ilości granic powietrze/szkło i granic szkło/szkło niezbędnych do osiągnięcia szerokiego pola, stała się priorytetem. Jednocześnie skomputeryzowana produkcja i obróbka optyki w Europie i w coraz większym stopniu w Azji, spowodowała znaczną obniżkę kosztów wytwarzania nawet tych bardziej „egzotycznych” konstrukcji. Przekłada się to na większą dostępność szkieł dobrej jakości w całkiem przystępnych dla przeciętnego miłośnika astronomii cenach.

SZEROKIE POLE WALKI

Pierwsze próby uzyskania szerokiego pola własnego okularu na początku XX stulecia opierały się głównie na próbach modyfikacji konstrukcji Plössla. Pionierem w tym temacie (według 9 edycji Encyklopedii Britanica) stał się okular aplanatyczny Dr. Otto Schrödera. Konstrukcja oparta była na dwóch oddalonych od siebie o 0,83 sumy ogniskowych, achromatycznych dubletach zbudowanych z dwóch rodzajów szkła - Kronu Daugeta (CB1) i Flintu (fB1). Elementy kronowe były płasko-wypukłe (płaska powierzchnia w kierunku oka obserwatora), elementy flintowe miały kształt wklęsłego menisku. Okular imponował wielkością pola własnego - 72°, jednak cierpiał na dosyć krótki odstęp źrenicy – 0,54 ogniskowej. Kolejnym krokiem w kierunku uzyskania możliwie szerokiego pola stała się modyfikacja Plossla dokonana przez konstruktorów Zeissa, która polega na włączeniu dodatkowej soczewki kolektywnej w celu poszerzenia pola widzenia. Pomysł ten zainspirował Heinricha Erflé’a do stworzenia projektu pierwszego z prawdziwego zdarzenia szerokokątnego okularu dla celów wojskowych w 1917 roku.

Heinrich Erfle (1884-1923) to niemiecki fizyk pracujący na początku ubiegłego wieku dla przedsiębiorstwa optycznego Steinheil & Söhne oraz Carla Zeissa. Jego projekt oznacza przejście do XX wieku i pierwsze prawdziwie "szerokie pole" popularne na polu bitwy i powszechnie dostępne jako powojenne nadwyżki w latach 50-tych ubiegłego stulecia. Opatentowane w 1923 roku (chociaż pierwszy egzemplarz stworzony już w 1917), trzy propozycje okularów Erfle’a składają się z 5 elementów w układzie 1-2-2 lub 2-1-2, które oferują dłuższy odstęp źrenicy (w przypadku późniejszych wersji) oraz płaskie pole porównywalne z orthoscopem (dla takiej samej wielkości pola).

Pierwsza wersja okularu z 1917 roku - ERFLÉ I, to projekt w układzie 1-2-2, mający 60° pola, przy odstępie źrenicy zaledwie 0.3 ogniskowej. Użyte gatunki szkła to: SF2, PSK3, FK5 i SF10. Druga wersja - ERFLÉ II to już układ 2-1-2 zaprojektowany przy użyciu tych samych rodzajów szkła charakteryzujący się 70° polem i dwukrotnie większym odstępem źrenicy od poprzednika. Znacznie lepsze parametry uzyskuje poprzez umieszczenie pojedynczej soczewki pomiędzy dwoma dubletami. Konstrukcja zostaje opatentowana po śmierci Erflé’a w 1923 roku. Trzeci i ostatni ERFLÉ III to powrót do układu 1-2-2, znów z wykorzystaniem tego samego szkła. Zastąpienie dwuwypukłej soczewki kolektywnej przez płasko-wypukłą, zmniejszyło nieco pole do 55°, ale nieznacznie wydłużyło odstęp źrenicy do 0.32 ogniskowej okularu. Ten model również zostaje opatentowany po śmierci Erflé’a.

W tym samym roku – 1923 pojawiają się dwie kolejne modyfikacje okularu, już niesygnowane nazwiskiem twórcy. Okular Kapella opatentowany przez jednego z asystentów Heinricha z zakładów Zeissa. Okular w układzie 1-2-2 oferuje pole 70° przy odstępie źrenicy 0.685.W okularach użyto szkieł BK1, SK15 i FN11.

Druga, znacznie bardziej znana modyfikacja to zasługa Otto Karla Kaspereita, który do projektu Erfle’a dodaje szósty element tworząc 3 skorygowane dublety 2-2-2. W czasie II wojny światowej pojawią się próby użycia szkła z domieszką Thoru i Uranu w celu uzyskania pola powyżej 70°. Konstrukcja zostanie później wykorzystana przez markę Edmund Optics w projekcie zmodyfikowanym przez Davida Ranka.

Dwudziestolecie międzywojenne i okres obu wojen światowych, przynoszą całą gamę okularów będących rozwinięciem systemów Kellnera, Plossla czy Ortho (wspomnianych w poprzedniej części). Mamy tutaj kilka szerokokątnych propozycji Alberta Königa zaprojektowanych dla Zeissa, 3 i 5 soczewkowe konstrukcje firmy Cooke Troughton & Simms, drugą 4-soczewkową 50-stopniową generację Kellnera, będącą dziełem Königa, kolejny wyrób zakładów z Jeny - 70° Straubel z 1935 roku, czy zaprojektowany dla Steinheila przez Ludwiga Jakoba Bertele okular 1-1-2, przeznaczony do wojskowych lornetek .

KRAJOBRAZ PO BITWIE

Jednym z największych beneficjentów II wojny światowej staje się Chester Brandon, który po zakończeniu działań wojennych zakłada własną optyczną firmę - Brandon Instrument Co. znaną później głównie z produkcji refraktorów i okularów. „Flagowy” okular Brandona przypomina zmodyfikowanego Plossla (podobnie jak okular Zeissa z 1939 roku), może również budzić skojarzenia z ortoskopem Ernsta Abbe. Okular zostaje zaprojektowany w 1949 roku (inne źródła określają jego genezę na 1942 rok) przez samego Chestera. Układ Brandona składa się z dwóch dwuwypukłych soczewek z baru kronowego pokrytych od zewnątrz wklęsłymi soczewkami ze średnio i mocno dyspersyjnego flintu. Brandony w Stanach Zjednoczonych są nadal powszechnie używane przez obserwatorów układów podwójnych, planet i Księżyca dzięki ich ostrości w centrum pola, wysokiemu kontrastowi, korekcji kolorów oraz braku astygmatyzmu i komy. Konstrukcja posiada 45-50° pola widzenia.

W 1962 roku Chester Brandon sprzedaje prawa do okularów, a następnie pozostałych swoich projektów optycznych Donowi Yeierowi – właścicielowi założonej cztery lata wcześniej firmy VERNONscope. W 1971 roku okular zwraca uwagę Peggy Braymer, właścicielki Questar Corporation, której decyzją okulary Brandon stają się standardowym wyposażeniem teleskopów Questar. Decyzja ta nie wiąże się wyłącznie z wysoką jakością produktu. Okularom Brandon sprzyja również...pochodzenie. Teleskopy Questar miały być całkowicie „Made in USA”, więc decyzją Peggy Braymer zrezygnowano z poprzedniego dostawcy okularów, które pochodziły z Japonii. Firma VERNONscope nadal funkcjonuje w Candor, w stanie Nowy Jork i ciągle produkuje okulary Questar Brandon z unikalnym gwintowaniem dla teleskopów Questar, jak również w bardziej konwencjonalnym formacie 1,25 cala, skierowanym do powszechnie używanych wyciągów okularowych. Okulary obecnie produkowane przez VernonScope posiadają soczewki w pełni pokryte pojedynczymi warstwami przeciw-odblaskowymi.

RKE - zarejestrowany w 1979 roku jako akronim słów Rank - Kaspereit - Erfle, zawierając nazwisko twórcy samego okularu oraz nazwiska konstruktorów, których propozycje zainspirowały tego pierwszego. Przez lata pojawiało się wiele spekulacji na temat znaczenia "RKE." W powszechnej świadomości jest to skrót od nazwy „Rank Kellner Eyepiece” bądź „Reversed Kellner Eyepiece” (Odwrócony Okular Kellnera), która całkiem dobrze określa konstrukcję okularu, jednak tekst patentu precyzyjnie określa znaczenie nazwy.

Okular RKE został zaprojektowany dla firmy Edmund Scientific przez fizyka Davida Ranka (1907-1981). Konstrukcja opiera się na okularze Kellnera. RKE używa pojedynczej wypukłej soczewki ocznej i wklęsło-wypukłego dubletu z elementem wklęsłym skierowanym w kierunku źródła światła. Poprzez odwrócenie układu oraz komputerowe wspomaganie projektowania dla soczewek i szkła o niskiej dyspersji, okular oferuje szersze, ostrzejsze pole, doskonałą korekcję aberracji i dłuższy odstęp źrenicy wyjściowej, Sporą wadą okularów RKE jest limit, który sprawia, że najkrótsza dostępna ogniskowa to 8 mm, więc wielbiciele obserwacji planetarnych dla uzyskania naprawdę dużego powiększenia w wielu modelach teleskopów zmuszeni są do użycia soczewki Barlowa.

Cały tekst - http://astrofan.pl/od-keplera-do-naglera-cz-2/

Apex · 29 Maja 2016

Nie wiem dlaczego, ale myślałem że ten legendarny twórca Naglerów nie żyje :read:

MateuszW · 29 Maja 2016

Wspaniałe opracowanie! Świetnie się czyta i można poznać parę ciekawostek. Zapomniałeś tylko o zeszłorocznym cudeńku naszego zielonego kolegi:

:flirt:

A tak na poważnie, to chyba wkradł się błąd do opis Erflea. Bo pierwsza wersja miała źrenicę 0,3 ogniskowej, druga dwukrotnie większą, a trzecia 0,32, co która ma być "nieznacznie większa"? Bo 0,32 < 2 * 0,3

Zaciekawiła mnie ta intryga Meade z plagiatem

Paether · 29 Maja 2016

A tak na poważnie, to chyba wkradł się błąd do opis Erflea. Bo pierwsza wersja miała źrenicę 0,3 ogniskowej, druga dwukrotnie większą, a trzecia 0,32, co która ma być "nieznacznie większa"? Bo 0,32 < 2 * 0,3

Powinienem pewnie dodać "w porównaniu do pierwszej wersji" albo coś w tym stylu

Edit: Chociaż napisałem tam, że to "to powrót do układu 1-2-2" co sugeruje nawiązanie do pierwszego typu.

MateuszW · 30 Maja 2016

Powinienem pewnie dodać "w porównaniu do pierwszej wersji" albo coś w tym stylu

Edit: Chociaż napisałem tam, że to "to powrót do układu 1-2-2" co sugeruje nawiązanie do pierwszego typu.

Ok, teraz kumam Prześwitywała mi taka interpretacja, ale nie miałem pewności.

A nie planujesz opisać współczesnych konstrukcji i nowych firm? No chyba, że taka historia najnowsza nie jest jeszcze zbyt mocno ugruntowana, a źródła niepewne

Marek_N · 30 Maja 2016

Zawsze interesowało mnie jak wygladał by rynek "okularowy" gdyby nie pojawił sie ktoś taki jak Al Nagler

Wniosek jest taki że zapewne do końca XX wieku dalej tą górną półką były by różne modyfikacje Erfli.

Ale przy obecnej dostępności oprogramowania do projektowania układów optycznych oraz katalogów przeróżnych rodzajów szkła wraz z ich dokładnymi parametrami technicznymi, chyba każda osoba posiadająca jakąś wiedze w tym temacie, poświęcając X czasu, może sie pokusić o stworzenie swojej własnej "receptury" na udany okular.

Pozostają kwestie ekonomiczne (z pewnoscią łatwiej zrobić dobry okular z najdroższych i najegzotyczniejszych gatunków szkla) i patentowe. Może sie okazać że wszystko co stworzymy już ktoś zrobił przed nami

Paether · 30 Maja 2016

A nie planujesz opisać współczesnych konstrukcji i nowych firm? No chyba, że taka historia najnowsza nie jest jeszcze zbyt mocno ugruntowana, a źródła niepewne

Problem w tym, że wszystkie współczesne konstrukcje to opisane w tej lub poprzedniej części interpretacje (plossl, ortho, erfle,itp) bądź odpowiedzi na szerokokątne produkty TeleVue. Jeśli coś przeoczyłem to podpowiedzi mile widziane

Z drugiej strony materiału jest sporo. Natknąłem się np na ciekawą historię Thomasa M. Backa i jego TMB (gdzieś to zgubiłem), albo historię marki Vixen. Jest też fajny artykuł o różnorakim użyciu soczewki Barlowa. Jedyna sprawa, o której chciałem wspomnieć ale nie udało mi się znaleźć odpowiednich materiałów to kwestia Pentaxów.

Aferkę z Meade wspomniałem dosyć krótko, cały angielski tekst, na którym się oparłem wygląda tak:

By 1985 TeleVue sales of eyepieces among the serious astronomical community continued to grow in no small part due to word of mouth, while other telescope distributors continued to offer traditional comparatively simpler designs. One of the first prominently ugly episodes in the business side of amateur astronomy happened when Meade Instruments (a large telescope manufacturer and distributor) took the TeleVue concepts and designs which were available at the U.S. Patent office and they arranged to have the entire TeleVue eyepiece product line essentially mimicked one for one at a factory in Japan. The external similarities of what would be marketed as the Meade "Series 4000" were obvious:

for TeleVue Nagler: 4.8mm, 7mm, 9mm, 11mm, 13mm Nagler

Meade introduced: 4.7mm, 6.7mm, 8.8mm and 14mm "Ultra Wide" (which ironically is the title of the Nagler Patent)

Similar duplication of the other TeleVue oculars by design concept, and focal length were done from the 7.4mm Plossl up to the 55mm Plossl (where Meade claimed a 56mm), and the TeleVue "Wide Field" series. And for every proven performance specification published by TeleVue, the many pages of Meade product advertisements claimed an improvement.

Regardless of Meade marketing efforts, the experience at Company Seven was that given the choice, the amateur astronomy community generally preferred TeleVue; to some degree this was a loyal response to Al Nagler who is perceived as the true innovator and a fellow observer. This was repeatedly borne out at the major national astronomical conventions where TeleVue eyepieces retained the largest representation. Indeed testimonials such as "Use the best; TeleVue. After all, the eyepiece is half your telescope" by Dr. Jack Marling, President of Lumicon (a reseller of Meade and TeleVue products). Roland Christen, an accomplished lens maker would select TeleVue as his personal eyepieces, and select TeleVue as the line to suggest and resell with his own "Astro-Physics" telescopes. Martin Cohen, Director of Company Seven would carry much of the TeleVue line in his eyepiece case (and incredibly enough a couple of the older discontinued Meade "Research Grade" series of Orthoscopic and Wide Angle/Erfle models!).

About the time of their introduction, at one Company Seven sponsored public observing activity the regional sales representative for Meade brought the new oculars to compare against those of TeleVue in a "blind" test. The tests were done with a Celestron C-11 at f10 and at f7, a Meade 8 inch f6 Newtonian, and a Meade 4 inch f10 achromatic refracting telescope. He advised Martin Cohen that the Sales Manager at Meade had assured him that with deep price discounting, and pages of colorful ads "the river would run red with TeleVue". During the course of several comparative viewing tests the Meade representative did acknowledge that the TeleVue oculars generally afforded a superior view under critical scrutiny, although there were few exceptions such as with the 14 Ultra Wide Angle, and the Meade oculars were still quite good.

http://www.company7.com/televue/telal.html

wampum · 13 Czerwca 2016

Witam.

Opis o RKE utwierdził mnie w przekonaniu, że ten typ okularu byłby idealny (jakość/ cena) do mojego małego refraktorka. Problem jest jeden, na polskim rynku ten okular praktycznie w ogóle nie istnieje, tak naprawdę jest w ogólne trudno dostepny.

isset · 21 Maja 2020

Gdyby kogoś interesowało, to wklejam link gdzie są opisy i "przekroje" różnych układów okularowych, niestety materiał w wersji rosyjskiej, ale google translator pewnie sobie poradzi

http://astro-talks.ru/forum/viewtopic.php?f=16&t=363

i jeszcze to:

Edytowane 21 Maja 2020 przez isset

Paether · 21 Maja 2020

Łączę do istniejącego wątku

Edytowane 21 Maja 2020 przez Paether

Marek_N · 7 Marca 2022

W dniu 30.05.2016 o 19:43, MateuszW napisał:

A nie planujesz opisać współczesnych konstrukcji i nowych firm? No chyba, że taka historia najnowsza nie jest jeszcze zbyt mocno ugruntowana, a źródła niepewne

W dniu 30.05.2016 o 20:17, Paether napisał:

Problem w tym, że wszystkie współczesne konstrukcje to opisane w tej lub poprzedniej części interpretacje (plossl, ortho, erfle,itp) bądź odpowiedzi na szerokokątne produkty TeleVue.

Ale Mateusz miał pewnie na myśli Naglery, Ethosy, Delosy, Delighty, Pentaxy, itp oraz ich odpowiedniki od innych firm. Czyli zakończyć historię czymś współczesnym