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D099 Für Triplet APOs 0.75 Ric Reducer, Kipp/Tilt-Einrichtigung

07.12.2011 Für Triplet APO's : 0.75 Ricardi Reducer

Quote:

Vorbemerkung:

Optische Qualitäts-Aussagen beziehen sich meist auf die Situation auf der opt. Achse, was aber für die Abbildung am Rande eines Bildfeldes ungenügend
ist. Für diesen Fall rechnet man eine Anzahl von Lichtstrahlen aus einem einfallenden parallelen Lichtbündel, das in einem definierten Winkel zur opt.
Achse verkippt ist. Die Summe der Durchstoßpunkte dieser einzelnen Lichtstrahlen durch die Fokal-Ebene wird als Spot-Diagramm bezeichnet und zeigt
die Abbildungs-Situation eines optischen Systems z.B. am Rande des Bildfeldes. Eine große Fülle dieser Spot-Diagramme findet man bei Harrie Rutten in
"Telescope Optics" 5. Auflage, Willmann-Bell Inc.

Dies läßt sich aber auch meßtechnisch über den Artificial Sky Test unter hoher Vergrößerung darstellen, indem man ein ursprünglich vor einem Planspie_
gel kollimiertes System (Autokollimation) kontrolliert verkippt, und dadurch eine Abbildung der 3-5 Mikron großen Stern-Pünktchen über das Bildfeld er-
zeugt. Wie der Testaufbau aussieht, ist weiter unten beschrieben.

Bei einem Flattner bzw. Reducer muß man einen bestimmten Abstand zum Grund-System einhalten, besonders für die Abbildung im Bildfeld. Diesen
Abstand findet man dadurch, daß man nach erfolgter Teleskop-Verkippung zunächst den optimalen Abstand des Flattners sucht, bei dem die Stern-
pünktchen am Bildfeld-Rand am besten abgebildet werden. Für die opt. Achse stimmt es dann in jedem Fall.

Das Verfahren läßt sich auch dadurch realisieren, daß man statt das opt. System zu verkippen, die Lichtquelle quer zur opt. Achse um einen gewünschten
Betrag versetzt, und auf der gegenüberliegenden Seite zur opt. Achse die Abbildung untersucht.

Siehe auch Beitrag #02

Für Triplet APO's : 0.75 Ricardi Reducer RIRED-M63,RIRED-M82, Ricardi Reducer klein, Ricardi Reducer groß,

Massimo Ricardi aus Ferrara wird auch in der Deutschen Astro-Szene zunehmend bekannter. Siehe auch hier Von ihm stammt das Streifen-Auswert-
Programm Astro-Fringe, ein eigenes Optical Design Programm nammens ATMOS und neben vieler Optik-Entwürfe ein sehr, sehr interessanter 0.75
Reducer Flat, der für alle gängigen APO-Refraktoren ein Bildfeld von mindestens 42 mm Diagonale ausleuchtet. Ob nun Markus Ludes die Initiative
ergriffen hat, oder Wolfi Ransburg, ist mir derzeit nicht bekannt. Im Vorfeld dieser Untersuchung entstand zunächst mal ein Disput mit Markus über
die Ergebnisse der ersten Untersuchungen. Es hat sich aber geklärt.

Weil wir am Anfang Mühe hatten, wie denn nun dieser 0.75 Ricardi Reducer eingebaut werden muß, und im Lieferumfang vielleicht eine Einbau-Anleitung noch
ergänzt werden sollte zur Vermeidung von Einbau-Fehlern, hier eine kurze Darstellung, wie man dabei vorgeht.
01. Den Adapter-Ring, ganz rechts auf dem Bild, schraubt man in das M63x1 Innen-Gewinde des Reducers, das unbedingt zum Fokus zeigen muß.
02. Diese Einheit wird nun durch den Zwischen-Schraubring geschoben und dort festgeschraubt. (mechanisch nicht ganz glücklich gelöst, aber es funktiooniert.)
03. Die so erhaltene Einheit wird nun an das Tubus-Ende eingeschraubt.
04. Wenn die hintere Tubus-Skala auf 75 Einheiten steht, dann wäre in meinem Fall der Backfokus bei 80.9 mm, ein Betrag den man am konkreten Gerät jeweils
überprüfen sollte.

Ohne Reducer schraubt man statt dessen die 2" Reduzier-Hülse (Bild unten) an den Zwischenschraubring,

Der Vorgang nochmals. a) Reducer, b) Reducer+AdapterRing+Zwischenschraubring in den Tubus schieben . . .

Die Einheit wäre nun eingeschraubt und fokus-seitig wäre noch eine 1 1/4 Reduzier-Hülse aufgeschraubt, sodaß man entweder bei 800 mm Brennweite ohne

Reducer
beobachten könnte, oder mit 0.75-facher verkürzter Brennweite von 600 mm ebenfalls visuell beobachten könnte. Dabei sollte auch hier die Skala bei 75 Einheiten
stehen. Eine andere Einstellung erzeugt opt. Fehler auf der Achse und im Feld, wie sich später noch zeigen wird.

Im Unterschied vom TS Flat 2, ein Zweilinser, hat der 0.75 Ricardi Reducer einen vergleichsweise kurzen Backfokus, also der Abstand der letzten Linsenfläche zum

Fokus.
Ein Wert, der bei allen Reducern bzw. Flattnern je nach Refraktor und ÖffnungsZahl variiert.

Artificial Sky - Übersicht: Artificial SkyBildfeld Test über 20 mm opt. Target/Pinhole flat,
kleine Zusammenstellung und Beispiele/Übersicht+Erläuterung

Beim Artiificial Sky Test im Zusammenhang mit dem RicReducers ist es wichtig, daß ein kurzbrennweitiges Okular möglichst nahe an die Lichtquelle und dessen

Ebene gerückt
wird. Dazu "opferte" ich ein 3.6 mm RK Okular. Der Linsenhalter hat gerade mal 12 mm Durchmesser, läßt sich in die Bildebene schieben und hat dort einen

Abstand von
ca. 8-10 mm. Mit diesem Okular war dann der Spuk der wilden "Komafiguren" verschwunden, was zunächst die Aufregung verursacht hatte. Das "Testbild" besteht

aus einem
fehlerhaft beschichteten kleinen Planspiegel mit winzigen Pinholes von 1-5µ und entsprechenden Doppel- Sternen, die ich unterm Mikroskop auf Durchmesser und

Distanz
vermessen hatte.

Da bei einem "AstroGraph" die Abbildungs-Qualität im Feld eine entscheidende Rolle spiel, geht es um die Frage, wie man die Abbildung im Feld untersuchen kann.

Dabei bieten
sich zwei Methoden an:
Methode 1: Das Teleskop wird vor dem Autokollimations-Planspiegel exakt zentriert. Danach versetzt man die Lichtquelle über Mikrometerschrauben beispielsweise

nach
rechts, wodurch die Abbildung dieser Lichtquelle nach links wandert, und dort jeweils von einem Okular untersucht untersucht werden kann.
Methode 2: Man baut sich eine Kipp-Vorrichtung bzw. "Drehteller", und verkippt/dreht das Fernrohr aus der Null-Position um entsprechende Verkippungs-Winkel, bis

die
Vignettierung kein Licht mehr durchläßt. Über die zweite Methode lassen sich fast alle Standard-Tests durchführen, wie Foucault, Ronchi, Interferometer, Lyot etc.

Nochmals zum Verständnis: Der Drehtpunkt ist am oberen Ende der Platte markiert. Darüber sollte in der Regel das Objektiv angeordnet werden. Mit Skala und

0.001 Meßuhr,
läßt sich die Drehung/Verkippung hinreichend genau durchführen.

Auf Basis dieser Vorrichtung entstanden also die folgenden Ergebnisse von TS APO 115/800 + 0.75 RicReducer, sodaß damit erstaunlicherweise ein äußerst großer
Felddurchmesser bezogen auf die Abbildung zu erzielen ist. Lediglich bei 2.0° Verkippung oder 4.0° Bildwinkel oder 42.0 mm Diagonale machen sich

Abbildungsfehler
bemerkbar. Auch die Vignettierung macht sich ab 1.5° Verkippung bemerkbar. Interessant in diesem Zusammenhang ist der Umstand, daß das mit dem Kodak KAF

8300
aufgenommene Rohbild mit 17.6x13.52 mm^2 lediglich 1° Verkippung bzw. 2° Bildwinkel vom Reducer braucht. Und da ist das Bild frei von Vignettierung, wie weiter

unten
zu sehen ist. Die entstandenen Figuren sind abhängig von der Fokussierung.

Das Rohbild findet man u.a. hier oder hier. Besonderes Augenmerk legt man für gewöhnlich auf die Ecken des Bildformates, also links oben und unten, sowie rechts

oben
und unten. In diesem Zusammenhang spielen mehrere Überlegungen eine Rolle: Die theoretische Auflösung ist beim opt. System TS APO 115 + Reducer 1.2"

arcsec.
Das wären als Längen-Maß ca. 0.0035 mm, also erst einmal kleiner als die Größe eines Chip-Pixels von 5.4x5.4µ. Mit 4 Pixel wird auf dem Rohbild ein schwacher

Stern
dargestellt, mit 9 Pixel ein etwas hellerer Stern - jeweils vom rechten unteren Bildeck. Das wäre also ein Quadrat mit ca. 10x10µ (2x2 Pixel) oder ein Quadrat von
ca. 16x16µ (3x3 Pixel). Diese Werte werden also bei 2° Bildwinkel über den Artificial Sky Test eindeutig erreicht, sodaß dieser Reducer die vom Kodak KAF 8300

Chip
geforderte Genauigkeit sogar übererfüllt, und damit ist klar, daß mit dem Rohbild vom Wolfi der Ricardi Reducer noch lange nicht "ausgereizt" ist.

Über die Verkipp-Methode lassen die sich Standard-Tests sehr gut darstellen und sie taugen sogar zur richtigen Einstellung des optimalen Abstand von Reducer zum
Refraktor-Objektiv. Da bei diesem TS APO das rote Spektrum etwas weiter von den anderen Farben entfernt ist, entsteht über den Focualt-Test die bekannte
Farbigkeit. Dieser Test zeigt aber auch, daß erst ab 1.5° Verkippung oder 3° Bildwinkel mit Vignettierung zu rechnen ist, die beim M63x1 Reducer bei 4° Bildwinkel
schon über 50% liegt. In gleicher Weise zeigt sich das beim Ronchi-Test, der darüber hinaus Auskunft über den Öffnungsfehler gibt. Bei einem Backfokus von
knapp 81.0 mm wäre der Öffnungsfehler bei Null.

Während der Untersuchung hatte ich einen anderen Backfokus eingestellt mit deutlichen Auswirkungen auf Astigmatismus als Bildfehler. Das ist also der Grund,
warum auch bei visueller Nutzung der Reducer an der optimalen Position sein muß. In meinem Fall auf der Skala-Einstellung von 75 Einheiten.

Vignettierung 0.75 Ricardi Reducer bei 2° Verkippung oder 4° Bildwinkel

Die bildliche Darstellung der Vignettierung über den Foucault-Test hängt auch vom Abstand Lichtspalt-Messerschneide ab. Nach einer Optimierung
des Abstandes ergibt sich diese Situation:
Quote:

was die Vignettierung anbelangt, so dürfte die selbst bei 4° Bildwinkel nur einen Abzug von ca. 40% von der Gesamtfläche betragen. Das haben neuerliche

Messungen
mit meiner leicht optimierten Foucault.Einrichtung ergeben. Im Feld spielt offenbar eine Rolle, wie eng Lichtspalt und Messerschneide räumlich zusammenrücken.

Derzeit
ist die Messerschneide exakt über dem Lichtspalt mit einem Abstand von 3 mm, sodaß seitliche Vignettierung nicht mehr möglich ist. (Teilerwürfel versuche ich in

diesem
Zusammenhang wegen opt. Einflüsse zu vermeiden.)

Da die Astrofotografen gewöhnlich die Fokus-Kontrolle am Laptop in Echtzeit durchführen, sollte auch sehr schnell eine mögliche Verkippung geklärt werden können,

indem man zunächst die Bildecken selbst überprüft. Nachdem es in dieser Kombination TS APO 115/800 + RicReducer M63x1 die schöne Rohbild-Aufnahme von

Ransburg gibt, stünden in der nächsten Zeit erst einmal die Praxis-Tests am Himmel im Vordergrund. Schön wäre, wenn die dann hier veröffentlicht würden.

Die nächste Diskussion gilt dem TS APO selbst, also ohne den 0.75 Reducer. Hier spielt der Umstand eine Rolle, daß zur Hauptfarbe Grün sowohl Blau wie Gelb
mit max. 50µ noch sehr nahe liegen, Rot hingegen fast den doppelten Abstand zur Hauptfarbe hat. Man sieht dies beim Sterntest am Rotsaum. Unter dem
Blickwinkel der Astrofotografie wäre dies unerheblich, visuell wäre die Wahrnehmbarkeit in der Nacht für Rot nahezu unsichtbar, sagt die Luminosity-Kurve. D.h. die
H_alpha-Fotografie würde in jedem Fall funktionieren, und visuell wäre es kaum wahrnehmbar. Man könnte aus dieser Situation zu einer RC-Indexzahl von 0.7947

kommen,
in der Systematik zu anderen APO's wäre man jedoch an der Grenze eines Voll-APO's. Und davon lebt dann die Diskussion, bzw. die Verkaufs-Gespräche !

Das Optimum hat dieser Refraktor bei Gelb bzw. 587.6 nm wave, weshalb in diesem Bereich der TS-APO hinsichtlich Strehlwert untersucht wurde. Im roten

Spektrum
reagiert der APO leicht unterkorrigiert, im Blauen entsprechend weniger überkorrigiert. Dieser Umstand ist als Gaußfehler bekannt und betrifft viele APO's.

Die Wellenfront-Deformation

Die 3D-Energieverteilung.

Und schließlich das eindeutige Ergebnis.

Ohne Reducer schaut der Artificial Sky Test auf der opt. Achse so aus.

Bei 3° Bildwinkel, also noch weit über Wolfi's Rohbild, bei ca. 31 mm wäre die Auflösung immer noch hervorragend. Diese Aufnahme entstand mit einem 5 mm
Kellner Okular.

Für die Astro-Fotografie als Schwerpunkt ist diese Kombination eine sehr preisgünstige Lösung, an der sich oftmals die Geister scheiden. An dieser Diskussion mag

ich
mich allerdings nicht beteiligen. Hier als Zusammenfassung nochmals die Merkmale des Reducers, wie ihn Markus Ludes und Wolfi anbieten. Dabei entsprechen

sogar die
Spot-Diagramme den Ergebnissen meines Artificial Sky Testes: http://rohr.aiax.de/RicRed_07.jpg Bei Diagonale 42 mm entstehen in beiden Fällen längliche Figuren.

===================================== Beitrag #02 ========================================

Some notes to the Artificial Sky test in the field of an astro foto. Test-Setups

Everybody knows, that a miscollimated Newton-system creates coma. This coma shows this system out of the optical axis. If you tild a
refractor objectiv, so you get a mixture of astigmatism and coma, therefore you also have to collimate the objektiv in the tube. For
testing that systems, you have to collimate them at first. But if you will test them in the field of the focus plane - you are an astrofotograf -
you can use this method, to check the reproduction of stars in the field of the image.
There are two methods for exploring the situation in the field:

Method 1

A star image would be in focus on optical axis, if the beam is closed and parallel to that axis. The autocollimation setup starts with a pinhole
star in the focus plane, passes through the system, and comes back as image in the focus on optical axis. If I move the pinhole horizontally in a right
angle to the axis, so the image of the pinhole is moving contrary. I move the pinhole star to the right by 10 mm, and the image of that moves
to the left 10 mm , too. This means that I check the field of a teleskope. In this case I cannot do most of the standard tests. So I prefer the method 2.

Method 2

Normally all the tests are on the optical axis, this means the parallel beam from a star is parallel to the optical axis. If you will test that in
an autocollimation setup, the refraktor is collimated with a flat, the otical axis is at right angle to the flat.

Sometimes this axis is tilted to the flat, and then you get wrong results. Now this would be the situation in the field of an optic.
(May be astigmatism with a refraktor or coma with a Newton System.)
So this can be used, to get information about a field of any refractor system. For this case, the flat and the light source in focus are fixed,
and just the optical tube is tilted by small degrees. See the links. I get them with method 2, with method 1 it's not possible.
http://rohr.aiax.de/V_AX103_13.jpg
http://rohr.aiax.de/TS_Quad_06.jpg
http://rohr.aiax.de/PF_GSO10RC_02.png
http://rohr.aiax.de/LOMO_SAPO_10.png
http://rohr.aiax.de/GMStory06.png
http://rohr.aiax.de/@Pentax75SDHS_TT05.jpg

http://rohr.aiax.de/FernrohrA.jpg[/img]

This situation can be used, to analyse the image out of the axis of any optic by tilting
a) the teleskop in front of the flat without the light source or
b) by tilting the flat in calculated degrees and moving the light source or
c) just moving the light source, the image will move in contrary.

And this the unit for tilting the tube !

===================================== Beitrag #08 ========================================

Hallo,

Jochen und ich hatten ein internes Telefon-Gespräch, mit der Frage, was den TS Flat 2 vom Ricardi Reducer unterscheidet. Meine Antwort bezog ich auf den
TS Flat 2, der in jedem Fall die Ansprüche des derzeitigen Kamera-Chips von Jochen erfüllen würde bei einem Backfokus von 108 mm, immer bezogen auf den
TS Flat 2. (Den Ricardi Reducer mußte ich selbst erst kennen-lernen, da sich dieser beim Artificial Sky Test anders benimmt - interessanterweise)

Beim Ricardi Reducer ermittelte ich einen Backfokus von 80.9 mm zwischen letzter Linsenfläche und Fokus-Ebene. Zieht man den rechts folgenden Adapterring
incl. ca. 1 mm Luft zwischen Reducer und Ring mit 20.9 mm ab, so wäre das die "Anschlagfläche" zwischen Fokus und Adapterring mit 60 mm. Damit würde

Jochens
Kamera gerade so dahinter passen, wenn seine Angabe von 55 mm stimmt.

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Bedauerlicherweise ist die Sache sogar noch komplizierter: Den Reducer selbst gibt es in zwei Größen-Ausführungen. Meine Untersuchungen befassten sich mit
dem kleineren Reducer, der ein Anschluß-Gewinde von M63x1 hat. Im Web findet man aber auch eine Version mit M82x1 Anschluß-Gewinde. Da sollte sich mal
Markus Ludes dazu äußern.
Da der Reducer für eine ganze Batterie von APO's möglich ist, gibt es im Web eine weitere Liste, wie die Backfokus-Abstände zu sein hätten. Das würde man
z.B. auch hier ganz unten finden: http://rohr.aiax.de/RicRed_18.jpg (Bei der Schnittzeichung indes muß ein Übertragungs-Fehler passiert sein) Als dritter
Einflußfaktor bildet die Streuung den Grund, die jeweilige Kombination entweder auszumessen, oder am Himmel selbst zu optimieren. Meine Ergebnisse beruhen
nur auf einem Exemplar Reducer mit M63x1 mm Anschluß-Gewinde. Vielleicht sollte man die Präsentation zunächst einmal vereinheitlichen. Für diesen Fall
würde ich mit einem 0.01 mm Meßschieber tatsächlich nachmessen, ob die in den jeweiligen Zeichnungen angegebenen Distanz-Werte auch mit dem aktuellen
Reducer zusammen-fallen: Weil das für die Abstände des Kamera-Chips eigentlich schon wichtig wäre.

===================================== Beitrag #21 ========================================
Hallo Jochen,