Вопрос по конструкции фокусера

[SIGMA]

Допустим у меня фокусер с ходом 40мм и приводом движения от шагового двигателя (просто для понимания проблемы, конечно никто туда ставить электронику не собирается). Какой шаг фокусировки (минимальный шаг внутренней трубки) нужно обеспечить для безупречной наводки на резкость? Чтобы не получилось так, что фокус попадет в "щель" между двумя положениями и наводка на резкость станет невозможной.
В какой литературе есть отсылки на подобные оценки?
Вобще, сама точка F фокуса ГЗ немного размыта вдоль оси в силу аберраций, полагаю что именно эта характерная длинна вдоль оси и будет отправной.

[bigol]

Можете в ожидании теории взять Aberrator и посмотреть "на практике". Если при f/10 дефокус 0,1мм на точке практически не сказывается, то при f/7 и выше от точки практически уже и следа нет.

[SIGMA]

О, спасибо за хорошую программу.

Если я правильно понял, то при моем зеркале (D = 150мм, F = 750, f/5, диагоналка ~40мм) входные параметры будут выглядеть так:



И сама звезда:



Если задать смещение фокус в 5 сотых:



То есть для тонкой настройки нужно сделать шаг порядка одной-двух сотых миллиметра

Да, и если "Focus (mm)" понятно что такое, то "Focus (wave)" - что это? Смещение фокуса в единицах длинны волны? Для какого света?

[bigol]

Подозреваю, что по умолчанию для зеленого. Да, в длинах волны.

[Грехов Михаил]

Не в Аберраторе дело, а в пикселе. Допустим если пиксел 6 микрон, а светосила 1/5, то дефокус в 30 микрон-это размывание звезды уже на 2 пиксела. Не гуд. Поэтому надо задаться величиной в +- 15 микрон. Хотя если фоткать на цветную матрицу, где субпиксел больше, то там это менее жёстко.  Наверное так....

[SIGMA]

Подозреваю, что по умолчанию для зеленого. Да, в длинах волны.

Не, не пойдет, тут тогда в одном милиметре 2.27 длин волн, это длина волны 440мкм, что в 1000 с лишним раз больше синего цвета (и зеленого тоже).

[bigol]

Михаил, при чем здесь пиксель? Речь идет о минимальном шаге фокусера, обеспечивающем фокусировку. Что, фокус зависит от приемника?
SIGMA, здесь не напрямую длины волн света, это какие-то условные, сильно зависят от светосилы телескопа.

[ysdanko]

Да все значительно проще определяется.

Допустимый дефокус зависит от относительного фокуса телескопа.
∆=2m²λ
Где:
m - относительный фокус
λ – длина волны в мкм.

Чтобы «попасть» с гарантией, достаточно разбить ∆ на 10 дискрет.
Для относительного равного 15, допустимый дефокус  200мкм - достаточно дискретности 20микрон.
Для относительного равного 3, допустимый дефокус  10мкм - достаточно дискретности 1 мкм.

Формула для визуала. Получена исходя из требований критерия Рэлея. (λ/4)

[Vladstar]

Формула для визуала. Получена исходя из требований критерия Рэлея. (λ/4)

Для визуала допуски на фокусировку более мягкие, ведь глаз есть оптический элемент, который имеет возможность сам фокусироваться в определённых пределах. Для астрофото допуски на фокусировку жёстче.

[ysdanko]

Формула для визуала. Получена исходя из требований критерия Рэлея. (λ/4)

Для визуала допуски на фокусировку более мягкие, ведь глаз есть оптический элемент, который имеет возможность сам фокусироваться в определённых пределах. Для астрофото допуски на фокусировку жёстче.

Возможно не правильно выразился. Для визуала, имелся ввиду критерий Рэлея λ/4. Это отклонение волнового фронта, "идеально фокусированого", от фронта с дефокусом. Формула универсальна и справедлива, как для "визуального" телескопа с относительным 15, так и для светосильного с относительным 3. Требования к фото могут быть более жесткими только из-за размера пикселя. Это отдельная задача и решается уже для конкретной матрицы и в зависимости от относительного фокуса инструмента.

[Павел Бахтинов]

Да, и если "Focus (mm)" понятно что такое, то "Focus (wave)" - что это? Смещение фокуса в единицах длинны волны? Для какого света?

В длинах волн там не смещение фокуса, а соответствующая ошибка волнового фронта. Подставьте туда λ/4 (т.е. 0.25) и убедитесь, что смещение фокуса в мм соответствует формуле, приведенной ysdanko (для зеленого света) .

Чтобы «попасть» с гарантией, достаточно разбить ∆ на 10 дискрет.

На практике бывает достаточно разбить "рэлеевский" допуск на 2-4 дискреты. В некоторых случаях можно и вообще не разбивать, с учетом того, что погрешность от дискретизации не превышает +-1/2 дискреты.
Но тут надо учитывать, что реальная погрешность позиционирования не сводится только к номинальной дискретности. Например, при использовании шагового двигателя в режиме микрошага с большой механической нагрузкой на валу, разделение на микрошаги может оказаться не вполне равномерным...

Требования к фото могут быть более жесткими только из-за размера пикселя. Это отдельная задача и решается уже для конкретной матрицы и в зависимости от относительного фокуса инструмента.

Я сказал бы так: требования к точности фокусировки для фото могут более мягкими (по сравнению с допуском, вычисленным по приведенной формуле):
- при крупном размере пикселя;
- если оптика по качеству далека от дифракционно ограниченной (напр., коротко- и сренефокусные фотообъективы);
- если определяющее влияние на размер звездных изображений оказывает турбулентная атмосфера (напр., дип-скай астрофото с длительными выдержками).

Более жестким допуском, чем вычисленный по формуле ∆=2m²λ , имеет смысл задаваться только в тех случаях, когда сам критерий Рэлея λ/4 по каким-либо причинам представляется недостаточным.