Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Teleskop byg, spejlslib, observatorie byggeri, søjlestøbning og alt andet astronomi gør det selv projekter.
Brugeravatar
morten
Reactions:
Indlæg: 27
Tilmeldt: 24 apr 2018, 09:39
Geografisk sted: NORDSJÆLLAND

Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af morten » 14 maj 2018, 23:16

Coma korrektorer er nødvendige for at transformere et newton teleskop til et fotografisk brugbart instrument.
I denne post vil jeg forsøge at beskrive betydningen af coma korrektor design for udlysningen af feltet i fokusplanet.
Coma korrektorer kommer i mange designs, hvoraf jeg i første omgang vil beskrive 2 af mine egne korrektorer

1) TS Wynne 2½" korrektoren tegner vidunderligt skarpt uden antydning af SA og har et helt fladt felt. Den er 120mm lang og har et bagfokus på 66mm. Den ændrer ikke teleskopets fokusplan. Frontlinsens åbning er ca 53mm
2) Paracorr2 2". tegner også skarpt, men måske ikke helt så godt som Wynne. Rimeligt flat felt. Den er 76mm lang, den giver 56mm bagfokus, men den flytter originalfokus 47mm bagud. D.v.s. det oprindelige fokusplan ligger kun 9mm bag korrektoren. Paracorr forlænger brændvidden med ca 15%, d.v.s. f/ forholdet ændres til 4,6 med denne korrektor.

Mit teleskop er en 300mm f/4 newton med en 101mm sekundær, som er placeret 852 mm fra hovedspejlet. Fokusplanet ligger 170mm over tubus, 348mm fra centrum af tubus.
Når man skal skønne over det udlyste felt med en korrektor, så er der to interne aperturer, den ene defineres af sekundæren, og den anden af åbningen til coma korrektoren. Jeg kender ikke til interne begrænsninger i coma korrektorer, og man får et godt begreb om det udlyste felt med nogle simple betragtninger baseret på disse to aperturer.

For Wynne korrektoren kan man på høkermaner kan man betragte selve keglen fra 300mm spejlet til fokuspunktet. Den passerer sekundæren efter 853mm, hvor keglens diameter er reduceret til (1200-852)/1200=87mm. Frontlinsen af korrektoren ligger 120+66 =186mm fra fokuspunktet. På det sted er keglen ca 46,5 mm i diameter. D.v.s. den snævreste begrænsning er korrektorens åbning, hvor der er 6,5 mm fra åbningen til keglen.
Man kan lave en mere eksakt beregning som beskrevet i bogen, http://www.willbell.com/TM/PortableNewt ... scopes.htm, som også indeholder en lille CD med et beregnningsprogram, så får man følgende
300.jpg
300.jpg (28.1 KiB) Vist 368 gange
Heraf ses, at jo længere bagud i strålegangen begrænsningen er, jo stejlere er vignetteringen, d.v.s. korrektoråbningen er det værste problem. Min lille 13x10mm chip klarer den dog. Dette skulle ikke være overraskende, vi ved jo alle at jo tættere på chippen en forhindring, f.eks. et støvkorn, er, jo mere markant er effekten.

For paracorr korrektoren passerer keglen korrektorens 45mm åbning 85mm fra fokalplanet, d.v.s. keglen er på det sted 21,25mm. Den snævreste begrænsning er nu sekundæren.

Sammenligner man de to korrektorer ser man at Paracorrs princip om at forlænge brændvidden betyder at man kan opnå en betydelig bedre udlysning fordi korrektorens åbning rykkes bagud i lyskeglen - dette på trods af, at korrektoren er 2" mod Wynnes 2½". Hvis man tænker det ind når man bygger sit teleskop man man også klare sig med en mindre sekundær ved at gøre tubus længere.
Jeg valgte en wynne fordi min chip er lille og fordi jeg trods alt har fornemmelsen af at den tegner lige en tand bedre.
Vil man bruge store chips og korrektorer der ikke påvirker brændvidden, så skal man investere i store fokusere, specielt hvis den fysiske længde af korrektorerne er stor. For chips i APS-C størrelsen, kommer man dog næppe uden om 3" korrektorer, men igen, vælges paracorr vil man få mindre vignettering end hvis man vælger wynne.
Da jeg har prioriteret opløsningsevne, har jeg gået wynne vejen, men jeg kan har primært erfaringer med min paracorr fra mit 250mm teleskop, og det kan teoretisk være spejlet der gør at stjernerne ikke er så små som med min 300.
Brugeravatar
Xplode
Reactions:
Indlæg: 39
Tilmeldt: 21 jan 2018, 18:53

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af Xplode » 15 maj 2018, 01:59

Å si att en ikke kommer uten om 3" fokuser/corrector med APS-C sensor blir totalt feil, joda det blir vignettering med større sensorer, men er ikke en av grunnene til att vi tar flats nettopp å rette opp vignettering?

Her er M51 tatt med ett teleskop sånn ca tilsvarende ditt, 12" f/4 med 120mm sekundær, 2.5" moonlite fokuser og 2.5" wynne corrector. 16200 sensor (APS-H)
300s eksponering.
Screenshot_14.jpg
Screenshot_14.jpg (135.14 KiB) Vist 359 gange
Dette er tatt med enda større sensor, ett mono modded Canon 6D, den kraftige vignetteringen i hjørnene kommer av at kamerakroppen skaper mye vignettering. Det rettes fint opp med flats.
Screenshot_1.jpg
Screenshot_1.jpg (219.3 KiB) Vist 359 gange
Komplett teleskop med motorfokus kommer til salgs etterhvert da jeg ikke har eget observatorie lenger.
Brugeravatar
morten
Reactions:
Indlæg: 27
Tilmeldt: 24 apr 2018, 09:39
Geografisk sted: NORDSJÆLLAND

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af morten » 15 maj 2018, 06:42

Beklager. Præmissen var at det skulle være en astrograf, dvs med mindre end 10% lysfald i hjørnerne, og med den mener jeg, at argumentet holder.
man kan og skal selvfølgelig flatfielde, men du mangler stadig fotoner i hjørnerne og får derfor mere støj der. Som det fremgår kan du sagtens lave gode billeder alligevel.
Er du ikke enig med mig i, at wynne korrektoren er fnatastisk til at producere små stjerner?
Brugeravatar
rudi
Reactions:
Indlæg: 883
Tilmeldt: 26 nov 2017, 21:43
Geografisk sted: Sydfyn
Kontakt:

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af rudi » 15 maj 2018, 07:13

Spændende læsning. Jeg forstår ikke helt dine beregninger, feks mangler der vist noget i dette udtryk
(1200-852)/1200=87mm

Mht Wynne corrector, er det så sådan en her du omtaler: https://www.teleskop-express.de/shop/pr ... -Feld.html
Den er lidt halv pebret.
/Rudi
Brugeravatar
Xplode
Reactions:
Indlæg: 39
Tilmeldt: 21 jan 2018, 18:53

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af Xplode » 15 maj 2018, 12:24

Correctoren det er snakk om er denne https://www.teleskop-express.de/shop/pr ... nsors.html
Billede

Jeg har aldri lest tidligere att en astrograf skal ha mindre enn 10% vignetting, i tillegg så spiller jo kamerasensor en veldig stor rolle. Det vil nok være mange astrografer som feiler med tanke på vignettering hvis en skal bruke en 10% regel.

Det blir spennende å se hvor mye vignettering den nye 14.5" f5 astrografen (60mm korrigert felt) som er bestilt har :D

Ja correctoren lager fine små stjerner den :D
Her er det ferdige M51 bildet
Billede
Brugeravatar
morten
Reactions:
Indlæg: 27
Tilmeldt: 24 apr 2018, 09:39
Geografisk sted: NORDSJÆLLAND

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af morten » 15 maj 2018, 19:15

Det gik lidt hurtigt, hvilket beklages
@Rudi, der skulle stå (1200-852)/1200*300=87mm (det er fraktionen af hovedspejldiameteren der er "tilbage")
@xplode. Det er fine billeder du viser. Definitionen på en astrograf har jeg fra bogen telescopes eyepieces and astrographs, men huskede den forkert. Her kræves et 50mm fuldt illumineret felt (p27). Så kan man mene om den definition hvad man vil. Et andet sted, under beskrivelsen af astrografer står der at 10% lysfald i hjørnerne generelt er acceptabelt, men at f.eks. 50% ikke er. Sandt er det, at vignettering øger shotnoise i hjørnerne og flatfield processen, støjmæssigt gør det værre fordi ADU værdierne i hjørnerne ganges op. Et stort felt er flot, som du illustrerer, og det er naturligvis en smagssag om man vil acceptere mere støj i hjørnerne. Jeg er med på, at man ikke behøver at hænge sig i rigide definitioner.

Min pointe var dog en anden, nemlig at gøre opmærksom på i hvor voldsom grad korrektordesignet betyder noget for hvor stort et udlyst felt man får, og en ydmyg opfordring til at man tænker korrektoren ind når man beslutter sig for hvilket teleskop man vil købe eller bygge. Jeg synes, det er lidt grotesk at "fotonewtons" kan sælges, eller diskuteres seriøst, uden at korrektoren er med eller specificeret. Når jeg får lidt tid kan jeg poste beregninger at de fuldt illuminerede felter ved forskellige korrektorer. Formlerne står i bogen portable newton design
Madsen
Reactions:
Indlæg: 16
Tilmeldt: 30 dec 2017, 07:08

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af Madsen » 16 maj 2018, 06:36

Spændende!

Men hvad med de korrektorer der er til at betale for almindelige mennesker, så som skywatcher, Baader mpcc osv, er de ikke brugbare?

Hvorfor gå efter et 50mm fuldt belyst felt hvis ens chip kun er for eks. 15mm på diagonalen?
Brugeravatar
rudi
Reactions:
Indlæg: 883
Tilmeldt: 26 nov 2017, 21:43
Geografisk sted: Sydfyn
Kontakt:

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af rudi » 16 maj 2018, 16:32

@morten, nu glæder jeg mig til at se alle formler fra benævnte bog, nu hvor \(\LaTeX\) er implementeret på astronet.dk 🤪

viewtopic.php?f=50&t=436
/Rudi
Brugeravatar
morten
Reactions:
Indlæg: 27
Tilmeldt: 24 apr 2018, 09:39
Geografisk sted: NORDSJÆLLAND

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af morten » 17 maj 2018, 17:06

Formlerne er ganske heftige. Det program, der følger med er copyright beskyttet, så det kan jeg ikke bare vedhæfte. Når jeg får lidt mere tid skal jeg nok poste nogle af formlerne. Han anvender en geometrisk tilgang, som jeg egentlig synes er ret effen.
Alternativt har jeg beregnet det fuldt udlyste felt med det program, som Lars Malmgren henviser til fra Stellafane https://stellafane.org/tm/newt-web/newt-web.html.
Jeg tror man kommer ret langt på den måde. Jeg har brugt focuser tubens indre åbning som surrogat for korrektor frontlinsen. Ulempen er, at man ikke selv kan specificere hvor sekundæren skal være fordi korrektor frontlinsen ikke kan flyttes uden for tubus. Jeg har prøvet at kompensere ved at gøre tubus tykkere, men så kom baffels i vejen. D.v.s. man tvinges til at udnytte Paracorrs fulde potentiale ved at gøre tubus længere (se nedenfor).
Her er specifikationen for min eksisterende løsning med Wynne korrektoren
spec.jpg
spec.jpg (168.08 KiB) Vist 198 gange
og raytracingen
ray w.jpg
ray w.jpg (129.49 KiB) Vist 198 gange
samt performance
performance w.jpg
performance w.jpg (87.47 KiB) Vist 198 gange
Jeg har lavet en sammenligning af mit system med Wynne og med Paracorr2
dias1.JPG
dias1.JPG (61.82 KiB) Vist 198 gange
Denne tegning illustrerer det jeg prøver at sige. Lyskeglen strækker sig mod højre fra 300mm spejlet og når fokus 1200mm ude. Der er go "blænder", den første er sekundæren, den anden er korrektoråbningen. For nemheds skyld har jeg ikke vinklet strålegangen ved sekundæren, fordi det er irrelevant for argumentationen, og det gør tegningen mere overskuelig når det bare er en kegle. Det man ser er at med Paracorr flyttes korrektoren mod fokusplanet, og der bliver plads til at tubus kan gøres længere, hvorved sekundæren også kan flyttes mod fokus. Konsekvensen er et større udlyst felt på trods af en 2" korrektor. Det overraskede mig faktisk at forskellen var så stor, så jeg må æde at en 3" er nødvendig for en astrograf, forudsat at man er parat til at ofre lidt felt gennem den længere brændvidde man får med paracorr.

Nu til spørgsmålet om valg af korrektorer, og hvorfor jeg kun beskæftiger med korrektorer, som ikke kan karakteriseres som billige. Der findes ikke noget, som laver mere perfekte stjerner i aksen end et perfekt parabolsk spejl. Koma korrektorer er nødvendige for at få en acceptabel off-axis performance. Korrektionen kommer med en pris i on-axis performance. Denne er tydelig i Ross typen som MPCC og den billige skywatcher (ikke Quattro), som har bløde stjerner på grund af sfærisk abberation. Se f.eks. her
http://interferometrie.blogspot.dk/2012 ... -mpcc.html
https://www.cloudynights.com/topic/5546 ... ompariosn/
Jeg har selv haft den erfaring idet startede med at eksperimentere med en 200mm f/5 newton, som jeg købte brugt i 2009 af Bertelsen i Hillerød. Til den brugte jeg en MPCC. Jeg eksperimenterede også med at montere et f/4 spejl i den. Jeg opgraderede derefter til en Orion Optics CT10, hvor jeg også brugte MPCC. Jeg opdagede store stjerner og sfærisk abberation i det system, og skiftede til ASAs korrektor 0,73x reducer, som jeg havde svært ved at styre tilt på. Dernæst gik jeg over til Paracorr, som er to doublets, og som jeg har gode erfaringer med, både med min CT10 men også med en Orion Optics 350mm f/4.5 som jeg en overgang eksperimenterede med.
Da jeg skulle designe et rør til mit OOUK 300 mm ultra f/4 spejl ville jeg eksperimentere med en Wynne korrektor, fordi spotdiagrammerne for dette design er ekstremt gode inden for ca 1 -1,5 grad. Jeg er klar over at spotdiagrammer kan være markedsføring og hype, og at det kan synes latterligt, men jeg var meget imponeret over Wynne designets performance og TS-2½" versionen i særdeleshed. Jeg talte med Wolfi fra TS, som bekræftede at designet var usædvanligt vellykket (jeg ved godt at han er en god sælger), og valgte dernæst at bygge hele teleskopet op omkring denne korrektor, inklusive kameravalg. Jeg har ikke fortrudt det og jeg har aldrig haft et system som giver mig så små stjerner, og så fladt et felt som kombinationen OOUK 300mm + Wynne gør. Min CT10+ Paracorr2 kan ikke følge med, men det kan skyldes at spejlet er småråddent (OOUK nominelt ultra, måske jeg kan overtale Jens til at teste det en dag). Jeg har ikke lavet en head to head sammenligning med paracorr2 med samme spejl.
Skywatchers quattrokorrektor og Explore Sci's har jeg ikke erfaringer med, og kan derfor ikke udtale mig om dem.
Man kan læse om korrektorer her
http://www.telescope-optics.net/sub_ape ... rector.htm
Siden er faktisk opdateret med regneeksemplene fra telescopes, eyepieces and astrographs.

Min konklusion er, at korrektoren er en vigtig del af optiken, og jeg tror man står sig ved at være parat til at betale for den.
Min pointe er, at det ikke giver megen mening at bruge 10K på et godt spejl, og så klampe en MPCC på, eller bruge maaange timer på at slibe et spejl til perfektion og så ikke sørge for at korrektoren kvalitetsmæssigt passer til det system man bygger. Vælger man f.eks. en MPCC og bliver senere træt af de uskarpe billeder, og derfor ønsker at købe en paracorr type korrektor, så har man måske fået lavet sin tubus for kort, så kan man ikke udnytte fordelen ved at få sekundæren tættere på fokus. Det kan også være at man, som jeg, bliver forekslet i de små stjerner med en Wynne, men så er spejlet måske kommet for langt tilbage, så man ikke kan få plads til Wynne korrektoren i lysgangen.
Brugeravatar
Jens_Jacobsen
Reactions:
Indlæg: 200
Tilmeldt: 10 dec 2017, 12:53
Geografisk sted: Egeskov

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af Jens_Jacobsen » 17 maj 2018, 17:41

Hørt!

Hvorfor bruge så mange penge og timer på en god kikkert, kamera og opstilling, og så spare på korrektoren? Det er en dum besparelse. Man må bare konstatere at man får hvad man betaler for.

Og hvis du har et 10" spejl du er udsikker på, så kan det snildt tjekkes. Husk at især OO sekundærer har haft problemer!

mvh
Jens ( som lige har fået en pakke med bøger!)
mvh
Jens
Brugeravatar
Xplode
Reactions:
Indlæg: 39
Tilmeldt: 21 jan 2018, 18:53

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af Xplode » 17 maj 2018, 18:41

Morten: Jeg har brukt opp igjen dine spesifikasjoner, men gått opp til 120mm sekundær, da øker det 100% belyste feltet fra 18mm til 45mm så det er en enorm forskjell bare med små endringer i størrelsen på sekundær.
Madsen
Reactions:
Indlæg: 16
Tilmeldt: 30 dec 2017, 07:08

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af Madsen » 17 maj 2018, 20:09

Ja baaders mpcc ser ikke for god ud! Den skywatcher Quadro der vises på CN ser da fornuftig ud. Er det mon den samme som den her?

https://www.teleskop-express.de/shop/pr ... ement.html

Den er da ikke super dyr!
Brugeravatar
rudi
Reactions:
Indlæg: 883
Tilmeldt: 26 nov 2017, 21:43
Geografisk sted: Sydfyn
Kontakt:

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af rudi » 18 maj 2018, 10:12

morten skrev:
17 maj 2018, 17:06
Formlerne er ganske heftige. Det program, der følger med er copyright beskyttet, så det kan jeg ikke bare vedhæfte. Når jeg får lidt mere tid skal jeg nok poste nogle af formlerne. Han anvender en geometrisk tilgang, som jeg egentlig synes er ret effen.
.
.
.
Det var nu også bare ment som en spøg Morten ;)
/Rudi
Brugeravatar
rudi
Reactions:
Indlæg: 883
Tilmeldt: 26 nov 2017, 21:43
Geografisk sted: Sydfyn
Kontakt:

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af rudi » 18 maj 2018, 10:13

Madsen skrev:
17 maj 2018, 20:09
Ja baaders mpcc ser ikke for god ud! Den skywatcher Quadro der vises på CN ser da fornuftig ud. Er det mon den samme som den her?

https://www.teleskop-express.de/shop/pr ... ement.html

Den er da ikke super dyr!
Det er jeg også spændt på at høre, da jeg også har haft kik på netop denne ifbm mine teleskop opgraderings planer har kikket på den.
/Rudi
Madsen
Reactions:
Indlæg: 16
Tilmeldt: 30 dec 2017, 07:08

Re: Udlyst felt i foto-newtons - betydningen af korrektordesign

Indlæg af Madsen » 18 maj 2018, 11:07

Denne er også fra GPU og billigere...
https://www.teleskop-express.de/shop/pr ... entig.html

Its a jungle!
Besvar