4. Juni 2013   Fotografisches System - TS APO 115SF TS Photoline Triplet APO 115/800 mm + TSFLAT3

Während es bei einem visuell-benutzen System um eine hohe Farbreinheit und Vergrößerung, um einem hohen Strehlwert, bei hohem Kontrast und
wenig Streulicht geht und die Beurteilung hauptsächlich auf der optische Achse erfolgt, konzentriert man sich bei einem fotografischen System auf
die Abbildung besonders am Rande eines möglichst großen Bildfeldes, das zudem "flat", also plan oder eben sein soll, ohne Bildfeldkrümmung. Auch
darf man nicht vergessen, daß sich über die Größe der Pixel des Kamera-Chips die visuelle Auflösung für gewöhnlich mindestens um den Faktor 3
reduziert, weil es u.a. für die Abbildung eines feinen Sternes mindestens 2x2 Pixel, meistens mindestens 3x3 Pixel braucht, und das sind immer
ca. 13 - 16 Mikron, die nicht unterschritten werden können. Nimmt man beispielsweise die EOS 50D, eine Kamera mit 18 Mege-Pixel, dann hätte man
4750 x 3168 Pixel bei 4.5 Mikron Pixelgröße, was einer aktiven Fläche von ca. 21.4 mm x 14.3 mm entspricht, was einem Bildfelddurchmesser von
25.7 mm entspricht. Nimmt man nun dieses fotografische System, das ein Bildfeld von 2° Bildwinkel ausleuchtet, dann wären das bei einem Fokus
von 800 mm 27.9 mm max. Bildfeld-Durchmesser. Und damit könnte man mit diesem System - wenn die EOS entsprechend umgebaut worden ist,
Bilder von ähnlicher Qualität erzeugen, wie das folgende Beispiel zeigt. Ein fotografisches System braucht also andere Kriterien zur Beurteilung
als ein visuelles System.

Wie die Übersicht zeigt, besteht die Grundeinheit aus einem TS APO 115SF TS Photoline Triplet APO 115/800 mm und einem TS_Flat 3, dessen optimaler Abstand
zum APO Triplett bei 30 Einheiten auf der Skala-Einstellung liegt. Dieser Abstand TS_APO zu TS_Flat-3 darf nun nicht mehr verändert werden. Fokussiert werden
muß also die Kamera zum Gesamt-System APO+TS_Flat3. Die Fein-Fokussierung kann schließlich wieder über den Fokussierer erfolgen, wenn der Kamera-Abstand
zum Gesamt-System TS_APO+TS_Flat3 stimmt. Über diesen Abstand sind alle folgenden Ergebnisse erzielt worden, was soviel heißt, daß bei einem anderen Abstand
die Abbildung "schlechter" werden kann: Dem Sternfreund konnte ich heute beim Abholen nochmals zeigen, wie die Abbildung sich am Bildrand von 27.9 mm ver-
ändert, wenn man den optimalen Abstand von APO+TS_Flat3 mit +/- 3 mm variiert. Aus der punktförmigen Abbildung wurden am Rande plötzlich kleine Kreuze, was
ein Hinweis auf Astigmatismus ist.

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Mit genau diesem System wurde diese Aufnahme erzielt. Der Aufnahme-Chip der Atik 383L hat einen Durchmesser von 22,2mm (17,6 x 13,52mm) bei 5,4 Mikron µm Pixel .
Man beachte besonders das linke obere Eck, das im nächsten Bild mit 8-facher Vergrößerung gezeigt wird.

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Dieser Ausschnitt zeigt deutlich die Belichtungs-Situation eines Kamera-Chips, bei dem in der Regel 3x3 Pixel (Quadrat links oben) zur Darstellung eines feinen Sternes
erforderlicht ist. Selbst wenn ein fotografisches System opt. Mängel hätte, so würden diese inner halb dieser Größe verschwinden, bzw. für die Kamera unsichtbar sein.
Und da dieser Ausschnitt vom Bildrand stammt, wäre das bereits ein Dokument für eine hohe Auflösung des fotografischen Systems.

Auch auf der opt. Bank läßt sich fotografisch die Auflösung am Bildfeld-Rand darstellen - übertrieben deutlich.
Auf der opt. Achse erreicht dieses System nahezu die theoretisch mögliche Auflösung bei 0° Bildwinkel. Bei 1° Bildwinkel kommte ein kleiner Farbquerfehler ins
Spiel, der bei 2° etwas deutlicher zu sehen ist. Würde man bei 1° Bildwinkel den Strehl-Wert heranziehen, so wäre er dort ähnlich hoch, wie auf der opt. Achse.
Selbst bei einem Bildwinkel von 2° hätte man einen hohen Strehl. Die Aufnahme zeigt dort aber zugleich ca. 40% Vignettierung, die bei kleineren Chips keine Rolle spielt.
So wäre auch auf der opt. Bank der Nachweis erbracht, daß man es mit einem sehr guten fotografischen System zu tun hat.
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Interessant ist auch der Vergleich zwischen dem Grund-System, TS APO, Triplet 115/800 hinsichtlich der Farbreinheit, und wie sich die im Zusammenspiel mit
dem TS-Flattner verändert. Ganz allgemein reduziert der Flattner die Farbreinheit des APOs geringfügig, und verändert ebenso die Farbschnittweiten im
Sekundären Spektrum, was aber nur von theoretischem Interesse ist. Insgesamt liegt das Optimum im gelben Spektrum bei 587.6 nm wave, was man weiter
unten beim Ronchi-Test ebenfalls erkennt. Hier korrigiert der Flattner die Überkorrektur ein wenig. Daß ein geringer Zentrier-Fehler im Spiel ist, stört die
Fotografie erst einmal nicht. Bei einem visuellen-System würde man versuchen, ihn zu beseitigen.

Das Diagramm zum Sekundären Spektrum entspricht in etwa den in den Interferogrammen gefundenen Werten. Die engste Einschnürung der Kurven legt man in
die 0.707 Zone mit dem größten Flächeanteil. Blau ist entsprechend überkorrigiert, Rot unterkorrigiert und bei Grün sollte das Optimum liegen. In unserem Fall
liegt es bei Gelb, wie in der Mehrzahl aller Fälle, mit Ausnahme von Herstellern, die sich ihre Teleskope entsprechend teuer berzahlen lassen.
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Für ein fotografisches System ist diese Farbreinhein völlig OK, und man kann ja die obere Beispielaufnahme auch unter diesem Gesichtspunkt studieren.
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Am Sterntest wird nochmals bestätigt, daß zusammen mit dem TS_Flat 3 die Farbreinheit geringfügig abnimmt.

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Groß ist dieser Unterschied jedoch nicht, wie sich am Foucault-Vergleich zeigen läßt. Ohne Flattner hat das System etwas mehr Überkorrektur, was gleichbedeutend
ist, daß sich das Optimum von Grün nach Gelb verschiebt.

Das Interferogramm von Bild 04 http://rohr.aiax.de/@PL-Leng_04.jpg (auf der opt. Achse) wurde entsprechend ausgewertet.
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Erkennbar ist noch eine Rest-Koma in der Größe von PV L/8.9, was selbst visuell nicht mehr stört.

Die Energie-Verteilung im PSF-Diagramm
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und schließlich die Strehl-Auswertung auf der opt. Achse. Weitere Aufnahmen findet man hier:
http://www.wolfi-ransburg.de/DeepSky/ic-1318-gamma-cygni-ts115mmapo/ic-1318-115mm-ts-apo.htm
http://www.wolfi-ransburg.de/DeepSky/christmas-tree-tsapo115mm/ngc2264-christmas-tree-cluster-tsapo-115mm-wolfi-ransburg.jpg
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Lieber Johann,

___dann probier ich es noch einmal in kurzen Worten:

01. Fotografische Systeme müssen anders beurteilt werden als visuelle.
02. Die Beurteilung fotografischer Systeme gehen von einer guten Abbildung am Feldfeldrand aus,
___bei visuellen Systemen konzentriert man sich auf die opt. Achse.
03. Bei fotografischen Systemen hängt die Auflösung mit den Bedingungen des Aufnahme-Chips zusammen.
___In der Regel braucht man zur Abbildung eines feinen Sternes 3x3 Pixel, bei der D50 wären das 13.5x13.5 µm.
04. Mein künstlicher Sternhimmel zeigt in diesem Fall bei 444-facher Vergrößerung die tatsächliche Auflösung
___jeweils über ein Foto. Aus den Abständen der Dreiergruppe von 8µm bzw. 10µm kann ich dann die
___Auflösung des Systems berechnen und mit der theoretisch möglichen vergleichen.
05. RC_Indexzahl, Farbabhängiger Öffnungsfehler sind Beigaben, und für die Fotografie zweitrangig.

___Beste Beweiskraft bei fotografischen Systemen haben die Rohbilder vom Himmel selbst, wenn man sie nur
___genau genug anguckt.

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Hallo Gerrit,

zunächst liegt mir das Rohbild nicht vor. Was also im Computer passiert ist auf dem Weg von Rohbild zur optimierten und verkleinerten
Aufnahme, wie ich sie hier bekommen habe, weiß ich nicht. Meine Test-Ergebnisse sprengen aber bei weitem den Rahmen, der bei
dem oberen Astro-Foto offenbar üblich ist. Ein Felddurchmesser von 22.2 mm entspricht bei einer Brennweite von 800 mm gerade mal
1° 35 Bilddurchmesser, also weit innerhalb dessen, was für die Abbildung kritisch werden könnte.

Nun habe ich selbst variiert:

- z.B. (obere Reihe) wie man die Vignettierung ermittelt. Wenn man dies nicht exakt auf der opt. Achse durchführt, variiert z.B. der prozentuale Anteil der Vignettierung.
_dies merkt man z.B. beim Foucault-Test, wenn er nicht exakt auf der opt. Achse "arbeitet".
- ab eines Bildwinkels von 2.8° nimmt die Abschattung/Vignettierung wegen des Hülsendurchmessers sehr schnell zu, das merkt man dann auch beim unteren Artificial Sky.
- Wenn dort bei Bildwinkel 0.0° überbelichtet wird, taucht eine kreuzförmige Farbzerlegung auf, die mit dem Gesamtsystem zu tun haben könnte. Das würde aber in der
_33x3 Pixel großen Auflösung des Rohbildes verschwinden, in der Verkleinerung wäre es vermutlich weg.
- Wählt man statt der 30-Einheiten auf der Abstands-Skala 32-Einheiten, dann taucht bereits bei meinen Fotos ein kleiner Astigmatismus auf, auf jeden Fall bei Bild-
__Winkelwinkel 2.0°
- wie wirkt sich nun die Vignettierung bei Bildwinkel 2.8° aus, die bei oberem System wegen der kleineren Chipgröße (Felddurchmesser 22.2 mm) keine Rolle spielt.
- in diesem Fall wäre der Felddurchmesser 39.1 mm. Je nach Fokussierung werden aus den "Punkten" horizontale oder vertikale "Striche", ebenfalls mit Farbquerfehler.

Die Wahrheit läßt sich auch hier nur näherungsweise ermitteln und wiederum nur dadurch, daß man die Rohbilder einer ganz kritischen Prüfung unterzieht. Mein
künstlicher Sternhimmel arbeitet aber exakt auf der opt. Achse, was bei großen Öffnungsverhältnissen von f/5 ganz wichtig ist, und die Nachvergrößerung auf 444-fach
zeigt dann wiederum viel mehr, als selbst auf den Rohbildern noch erkennbar wäre. Ob sich also über die 3x3 Pixel großen Abbildung in den Ecken des Astro-Fotos,
Astigmatismus dokumentieren läßt, halte ich eher für unwahrscheinlich, es sei denn, der Abstand Flattner-Objektiv hätte überhaupt nicht gestimmt.