Wiarygodność testu latarkowego w badaniu efektywnej apertury lornetek

ZbyT · 4 Września 2012

świetne opracowanie tematu :dobrze:

podziwiam ogrom pracy włożony w jego przygotowanie

zastanawia mnie tylko skąd kontrowersje wokół testu latarkowego. Jest znany od bardzo dawna, sam spotkałem się z nim tak dawno temu, że już nawet nie pamiętam kiedy to było :icon_biggrin:

test wywodzi się wprost z definicji źrenicy wyjściowej, więc musi być wiarygodny. Drobne niedokładności wynikające z nierównoległości wiązki wpadającej do okularu są i tak mniejsze niż dokładność pomiaru na papierze milimetrowym

pozdrawiam

4 Września 2012

Dodatkowo materiał będzie dostępny na Astronocach.

Już jest! KLIK

bartolini · 4 Września 2012

Cały czas zastanawia mnie kwestia odległości źródła światła od okularu...

Dla lornetek wykazujących "latarkowe winietowanie" krążek światła jest większy jeżeli światło jest bliżej - więc:

1) Jeżeli umieszczę źródło światła wielkości ~źrenicy wyjściowej, w takiej odległości, że skrajne promienie padające na soczewkę oczną tworzą kąt własny okularu, to zobaczę całkowite pole widzenia - razem z winietowaniem?

2) Jeżeli źródło światła, o średnicy co najmniej soczewki okularowej jest w "znacznej" odległości od okularu, to obserwuję średnicę obiektywu obsługiwaną bez jakiegokolwiek winietowania?

Cały czas mam wątpliwości, bo o ile obiektyw przy oświetlaniu z jednej, czy drugiej strony pracuje w warunkach, do jakich został zaprojektowany, to okular potraktowany od strony oka równoległą wiązką światła, nie pracuje tak jak został zaprojektowany :icon_confused:

Czy czasami ten test nie jest zero-jedynkowy i nie dzieli lornetek na winietujące i niewinietujące. Zwłaszcza, że winietowanie do pewnego poziomu jest niezauważalne w wizualu.

Ciekawiłby mnie wynik takiego testu latarkowego zrobionego dla newtona z długoogniskowym okularem.

robert_sz · 4 Września 2012

Bardzo fajnie się czytało, temat bardzo dobrze opracowany.

Mam nadzieje, że teraz dużo ludzi pomierzy swoje lornetki tym prostym latarkowym testem i poda "poprawione" parametry lornetek. Wszelkie lidletki, "allegrowe" lornetki itp. również mile widziane! :icon_biggrin: Można by po pewnym czasie zebrać wszystkie wyniki "w kupę" :szczerbaty: w formie np. tabelki i umieścić na forum.

Żeby rozpocząć "powszechne testy" skopiuje to co już napisałem na astromaniaku o lornetkach TPL 20x80 oraz Berkut 10x50:

Zaciekawiony możliwością prostego przetestowania prawdziwych parametrów lornetki postanowiłem zobaczyć ile prawdy kryje się pod nazwą "TPL 20x80". Na początku chciałbym oznajmić że jest to nowa wersja TPL-a/Celestrona 20x80 (waga 2130g zamiast 2700g, pole widzenia 3,7 stopnia zamiast 3,2 stopnia. Dlaczego TPL/Celestron? Otóż obie lornetki pochodzą z TEJ SAMEJ FABRYKI składane przez te same żółte rączki - identyczny wygląd, waga i parametry mówią same za siebie. Ale przejdźmy do testu. Po dokładnym kilkukrotnym teście wyszło mi, że prawdziwe parametry lornetki to:

- apertura 74mm zamiast 80mm

- powiększenie ~18x zamiast 20x (wynika z pomierzonej źrenicy wyjściowej ~4,1mm)

- pole widzenia lornetki to 3,6 stopnia zamiast deklarowanych 3,7 stopni (mierzone na gwiazdach)

Tak więc w rzeczywistości lornetka powinna się nazywać TPL/Celestron 18x74

Przetestowałem tą latarkową metodą moją drugą lornetkę Berkut 10x50 (solidna rosyjska lornetka z początku lat 90-tych). Wynik to ~49-50mm apertury co przy pomierzonej ~4,95-5,00mm źrenicy wyjściowej potwierdza parametry lornetki 10x50

ZbyT · 4 Września 2012

Cały czas mam wątpliwości, bo o ile obiektyw przy oświetlaniu z jednej, czy drugiej strony pracuje w warunkach, do jakich został zaprojektowany, to okular potraktowany od strony oka równoległą wiązką światła, nie pracuje tak jak został zaprojektowany

okular oczywiście został tak zaprojektowany by przepuszczać jak najlepiej (bez zniekształceń) równoległą wiązkę światła (np. światła gwiazd). Kierunek biegu promieni jest oczywiście całkowicie obojętny

Czy czasami ten test nie jest zero-jedynkowy i nie dzieli lornetek na winietujące i niewinietujące. Zwłaszcza, że winietowanie do pewnego poziomu jest niezauważalne w wizualu..

rzeczywiście chodzi o winietowanie bo przecież w refraktorach diafragma aperturowa znajduje się w płaszczyźnie obiektywu. Tu mamy do czynienia z diafragmą leżącą poza obiektywem czyli to ewidentne winietowanie. Chodzi tylko o to, że wiązka równoległa wpadająca do obiektywu (okularu) jest obcinana nawet na osi optycznej. Zupełnie inaczej jest w przypadku winietowania na diafragmach lub lustrach wewnątrz teleskopów. Tam winietowanie występuje poza osią (im dalej tym lepiej), a na osi winietowanie nie występuje. Mamy z nim do czynienia dopiero gdy włożymy w wyciąg okular, z którym rzeczywiste pole widzenia będzie większe niż pole widzenia teleskopu ... oczywiście warunkiem jest poprawnie zaprojektowany układ optyczny teleskopu (brak winietowania na wyciągu, za małym LW, kątówce itd.)

pozdrawiam

Edytowane 4 Września 2012 przez ZbyT

panasmaras · 4 Września 2012

Widzę, że Zbyszek mnie ubiegł z odpowiedzią, ale wrzucam, bo to chyba dobrze ilustrujący sytuację przykład:

1) Jeżeli umieszczę źródło światła wielkości ~źrenicy wyjściowej, w takiej odległości, że skrajne promienie padające na soczewkę oczną tworzą kąt własny okularu, to zobaczę całkowite pole widzenia - razem z winietowaniem?

Koledzy z Astromaniaka zrobili ciekawy test, polegający na zerknięciu na świat przez lornetkę z założonymi szczelinami.

Przed chwilą powtórzyłem go - założyłem przesłonę ze szczeliną 70mm raz na SkyMastera, raz na Oberwerka. Skierowałem lornety na Księżyc, starałem się patrzeć osiowo.

- w SkyMasterze Księżyc widoczny tylko w zewnętrznych częściach pola widzenia. Kiedy starałem się umieścić Księżyc na środku pola, obraz znikał. Na szybko określiłbym martwe pole na około 40% promienia FOV (jak dasz mi parę dni na złapanie oddechu, to postaram się precyzyjniej określić).

- W Oberwerku Księżyc widoczny cały czas.

Rozumiem to w ten sposób, że - w przypadku SkyMastera - w osi nie korzystamy z pełnej apertury.

Hans · 4 Września 2012

okular oczywiście został tak zaprojektowany by przepuszczać jak najlepiej (bez zniekształceń) równoległą wiązkę światła (np. światła gwiazd). Kierunek biegu promieni jest oczywiście całkowicie obojętny

(...)

Na pewno? Patrząc na konstrukcje okularów, to bardzo nieliczne (i głównie te najprostsze) mają konstrukcję symetryczną. Co sugeruje, że jednak nie jest im obojetne "w którą stronę patrzą".

Pozdrawiam.

Piotrek Guzik · 4 Września 2012

Hans,

Na pewno? Patrząc na konstrukcje okularów, to bardzo nieliczne (i głównie te najprostsze) mają konstrukcję symetryczną. Co sugeruje, że jednak nie jest im obojetne "w którą stronę patrzą".

W układzie optycznym (nieważne jak skomplikowanym) nie ma znaczenia, w którą stronę analizujemy bieg promieni.

Jeśli ustawisz lornetkę na "nieskończoność" i zaświecisz w obiektywy równoległą wiązką, to z okularów wyjdzie równoległa wiązka. Jeśli teraz odwrócisz bieg promieni (zaświecisz w okular równoległą wiązką), to z obiektywu wyjdzie równoległa wiązka. Nie ma tu znaczenia brak symetrii układu.

Hans · 4 Września 2012

hmmm...

http://www.telescope...berration_2.htm

Pozdrawiam.

EDIT

Nie neguję zasad na jakich przeprowadzono test, zastanawiam się tylko jaki (i czy mierzalny) wpływ na wyniki mają aberracje samych okularów lornetki.

Marek Gdańsk · 4 Września 2012

Fiu, Fiu - z kim ja się zadaję na co dzień (na co noc - raczej) ?

Szacun.

bartolini · 4 Września 2012

okular oczywiście został tak zaprojektowany by przepuszczać jak najlepiej (bez zniekształceń) równoległą wiązkę światła (np. światła gwiazd). Kierunek biegu promieni jest oczywiście całkowicie obojętny

pozdrawiam

Moją wątpliwość budził przypadek, okularu, którego średnica soczewki ocznej jest mniejsza od średnicy fieldstopu (tanie lornetki z małym LER).

Jak przez tą mniejszą soczewkę równoległy promień światła ma iluminować cały fieldstop? - droga promieni światła powinna być jednoznaczna.

Jeżeli mam okular o polu własnym, powiedzmy 60*, to promienie światła z całego fieldstopu mogą "wyleźć" i ("wleźć", żeby iluminować cały fieldstop) z okularu tylko w formie stożka, o kącie 60*.

Pytanie, gdzie jest błąd w moim rozumowaniu?

Piotrek Guzik · 4 Września 2012

Hans,

hmmm...

http://www.telescope...berration_2.htm

Masz rację - nie pomyślałem o aberracjach.

Wydaje mi się (musiałbym to jeszcze rozrysować, aby być w 100% pewnym), że zarówno aberracja chromatyczna jak i sferyczna mogą jedynie zawyżać wynik testu "latarkowego".

Co do aberracji chromatycznej, to można jej z całą pewnością uniknąć stosując laser.

panasmaras · 4 Września 2012

Moją wątpliwość budził przypadek, okularu, którego średnica soczewki ocznej jest mniejsza od średnicy fieldstopu (tanie lornetki z małym LER).

Jak przez tą mniejszą soczewkę równoległy promień światła ma iluminować cały fieldstop? - droga promieni światła powinna być jednoznaczna.

(...)

Pytanie, gdzie jest błąd w moim rozumowaniu?

Nie wiem, czy to coś wniesie do tego, co piszesz, ale robiłem też testy z częściowym podświetleniem soczewki ocznej. Umieszczałem w oprawie okularu kółka z kartonu z wyciętymi dziurkami o różnej średnicy. Wyniki pomiarów się zgadzały (z tymi bez przesłon), o ile na soczewkę oczną padała wiązka o szerokości większej lub równej źrenicy wyjściowej układu.

ZbyT · 4 Września 2012

Na pewno? Patrząc na konstrukcje okularów, to bardzo nieliczne (i głównie te najprostsze) mają konstrukcję symetryczną. Co sugeruje, że jednak nie jest im obojetne "w którą stronę patrzą".

oczywiście, że aberracje będą inne jeśli spojrzymy w okular "odwrotną stroną" ale przecież my tego nie robimy!

w omawianym przypadku mamy do czynienia z inną sytuacją: normalnie podczas pomiaru źrenic, rozbieżna wiązka trafia "od przodu" do okularu, a następnie wychodzi jako wiązka równoległa. Jeśli odwrócimy kierunek padania światła czyli wprowadzimy teraz wiązkę równoległą "od tyłu" to uzyskamy dokładnie taką samą wiązkę (teraz zbieżną) po przedniej stronie okularu. Nic tu się nie zmieni

gdybyśmy uwzględnili aberracje to po wyjściu z obiektywu i po przejściu przez okular otrzymalibyśmy obraz z aberracją. Odwracając sytuację należałoby "od tyłu" wprowadzić wiązkę promieni z aberracją, by otrzymać "prawidłową" wiązkę pozbawioną aberracji po właściwej stronie okulara. Taka sztuczna sytuacja nas nie interesuje bo podczas testu wprowadzamy wiązkę równoległą na osi optycznej gdzie aberracje są najmniejsze, a nie obraz (mieszaninę różnych wiązek padających pod różnymi kątami tworzących obraz)

pominięcie aberracji ma znikomy wpływ na dokładność pomiaru źrenic bo powodują one jedynie niewielkie rozmycie obrazu źrenicy wyjściowej

pozdrawiam

ZbyT · 4 Września 2012

Jak przez tą mniejszą soczewkę równoległy promień światła ma iluminować cały fieldstop?

(...)

Pytanie, gdzie jest błąd w moim rozumowaniu?

nas interesuje wiązka równoległa do osi optycznej, a nie obrazy pozaosiowe. Wiązka równoległa wychodząca z okularu pochodzi z punktu (ogniska) czyli nawet nie zbliża się do diafragmy pola, która znajduje się właśnie w odległości ogniskowej

parametry okularów takie jak ER czy pole widzenia (diafragma pola) dotyczą promieni pozaosiowych

źrenica wyjściowa jest zawsze mniejsza niż średnica soczewki ocznej bo muszą przez nią przejść "źrenice" padające pod różnymi kątami do osi optycznej, które tworzą obraz

pozdrawiam

Edytowane 4 Września 2012 przez ZbyT

bartolini · 5 Września 2012

Czyli bieg promieni w czasie testu lornetkowego (lornetka wykorzystująca całą aperturę) jest, jak na rysunku górnym, a w czasie obserwacji nieba, do oka docierają promienie pozaosiowe, jak na rysunku dolnym?

Edytowane 5 Września 2012 przez bartolini

jqb · 5 Września 2012

W czasie obserwacji do obiektywu wpada wiązka o kącie odpowiadającym polu widzenia lornetki - np. 6stopni. Z okularu wychodzi wiązka, którą można traktować jako równoległą.

Przybliżenie wiązką prawie równoległą (choćby z latarki świecącej z pewnej odległości - dajmy jak chce ZbyT 10 odniskowych okularu) i ustawienie ekranu tuż przy obiektywie daje wystarczające przybliżenie jeśli nie stajemy o mikrony

I proszę zwrócić uwagę, że wszelkie niedokładności testu Panamarasa i tak działają na korzyść lornetki - dają w efekcie większą aperture. Rzeczywistość jest jeszcze, niewiele bo niewiele ale gorsza.

Edytowane 5 Września 2012 przez jqb

Piotrek Guzik · 5 Września 2012

W czasie obserwacji do obiektywu wpada wiązka o kącie odpowiadającym polu widzenia lornetki - np. 6stopni. Z okularu wychodzi wiązka, którą można traktować jako równoległą.

W tą stronę to tak nie działa - lornetka jest po to, żeby powiększać kąty, w związku z tym wiązka wychodząca z okularu jest rozbieżna, a kąty tej rozbieżności są tyle razy większe w wiązce wpadającej do obiektywu, ile razy powiększa ta lornetka.

W drugą stronę oczywiście jest odwrotnie - jeśli zaświecimy w okular, z obiektywu wyjdzie wiązka, w której kąty będą tyle razy mniejsze ile razy powiększa lornetka. Dzięki temu, jeśli świecimy w okular z odległości dużej w porwaniu do jego (okularu) średnicy, to wiązka wychodząca z obiektywu jest niemal równoległa. Dość łatwo można oszacować, że dla latarki (o małych rozmiarach źródła światła) umieszczonej 20 - 30 cm od okularu oraz ekranu umieszczonego kilka cm od obiektywu, błąd wyznaczenia średnicy efektywnej nie przekracza 1 mm i tak jak pisze jqb, zawsze powoduje on zawyżenie tej średnicy.

jqb · 5 Września 2012

W tą stronę to tak nie działa - lornetka jest po to, żeby powiększać kąty, w związku z tym wiązka wychodząca z okularu jest rozbieżna, a kąty tej rozbieżności są tyle razy większe w wiązce wpadającej do obiektywu, ile razy powiększa ta lornetka.

.

Wybaczcie zbłądziłem :icon_redface: Znaczy najpierw pomyśleć / narysować potem klikać.

Dzięki za przywrócenie na łono fizyki

ekolog · 5 Września 2012

Wybaczcie zbłądziłem Znaczy najpierw pomyśleć / narysować potem klikać.

Dzięki za przywrócenie na łono fizyki

Kamień z serca! Żeś nie poszedł w zaparte

Ale nie doceniasz siebie. Ja tę Twoją wypowiedź uważam za kluczową:

I proszę zwrócić uwagę, że wszelkie niedokładności testu Panamarasa i tak działają na korzyść lornetki - dają w efekcie większą aperture. Rzeczywistość jest jeszcze, niewiele bo niewiele ale gorsza.

Bo nie ma co ukrywać "wirtualny" (powiedzmy) oponent twierdzi, że SM ma dużo większa śc/ea niż stwierdził PanasMaras.

Zatem obalamy jego teorię robiąc eksperyment ułatwiający pojawienie się zjawisk świadczących na jego korzyść.

Test szczelinowy z prostokącikami i światłem od Słońca działał na jego korzyść bo niektóre promienie ze Słońca wlecą lekko ukośnie ku centrum - omijając bariery techniczne tej gorszej konstrukcji. A mimo to ... nie widać prostokącików w SM.

Pozdrawiam

Edytowane 5 Września 2012 przez ekolog

Motloch Franciszek · 6 Września 2012

Mam w bliskich planach opis takiej 25x100, ale na to pytanie mogę Ci odpowiedzieć od razu: bliźniacza lorneta brandowana przez Deltę ma 90mm efektywnej apertury. Coś kojarzę, że na CN użytkownicy opisywali, że ponoć starsze egzemplarze tego Celestrona uzyskują wynik 100mm.

Jeśli chodzi natomiast o 28x110 z serii BA8 (czyli na przykład taka dwururka), to tam pracuje caluśki obiektyw.

A czy metodą latarkową można pomierzyc średnicę czynną menisku,w Makach.Też mogą wyjśc ciekawe rezultaty,szczególnie przy zastosowaniu nasadki bino,lub reduktorów,wymuszajacych przesunięcie LG,bliżej LW.

ZbyT · 6 Września 2012

A czy metodą latarkową można pomierzyc średnicę czynną menisku,w Makach

oczywiście

można zbadać w ten sposób każdy system optyczny

mierzyłem kiedyś źrenicę wejściową Maka 127 i z tego co pamiętam wyszło mi 122 lub123 mm (gdzieś na forum to opisałem). Taki pomiar jest nieco trudniejszy w przypadku katadioptryków bo ich ogniskowa zmienia się przy ostrzeniu z różnymi akcesoriami ale przy odrobinie staranności da się zrobić

pozdrawiam

bartolini · 7 Września 2012

Ostatnio przeglądałem wątek lornetkowy na CN i znalazłem posta EdaZ na temat pomiarów Nikona 18x70.

Ed podaje ciekawe porównanie, określające jaki jest udział niewinietowanego pola w całkowitym.

Czy ktoś wie jak on to zmierzył?

http://www.cloudynights.com/ubbthreads/showthreaded.php/Cat/0/Number/4119847/page/0/view/collapsed/sb/5/o/all/vc/1

panasmaras · 8 Września 2012

Kojarzę, że gdzieś to wisi na CN, ale nie mogę znaleźć.

Znalazłem za to uproszczony opis w jednym z testów lornetkowych Eda:

The illumination is recorded by moving a laser light across a scaled flat glass surface placed over the objective end. The exit pupil, enlarged and projected on a white card, will be seen to vary in width according to the position of the laser light on the objective.

As the light is moved from the center towards the edge of the objective, measurements are recorded for the width of the exit pupil.

http://www.cloudynig...ents/binos3.pdf (na dole strony 13.)

Nie wiem tylko jakiego dokładnie rodzaju lasera użył (wiem tylko, że na pewno nie chodzi o popularny wskaźnik).

Janko · 14 Listopada 2012

Wykonałem test latarkowy dla lornetek własnych i innych łatwo dla mnie dostępnych.

Oto wyniki:

Miyauchi Exceed BS-77i 20x77 (kątowa): 77 mm

Fujinon HB 10x60 (dachowa): 60 mm

Vortex Kaibab HD 15x56 (dachowa): 56 mm

Nikon Monarch 12x56 (dachowa): 56 mm

Nikon SE 12x50 (Porro): 50 mm

Swift Audubon ED 8,5x44 (Porro): 42 mm

Nikon Sportstar Ex 8x25 (dachowa): 24 mm

Dla porównania:

Alpen 10-30x50 (Porro): 40 mm, plus wielkie półcienie na obrazie, ścinające go z dwóch stron (lornetka bazarowa, rzeczywiste powiększenie 8x; większe powiększenia bezużyteczne - brak ostrości, pole widzenia poniżej 4 stopni)