Вопросы по окулярной камере

[Serj]

Всем привет!

В ожидании ясного неба решил немного навести порядок у себя в мозгах, и нарисовал вот такой рисунок.

Знаю знаю, всё это когда-то и где-то обсуждалось, но ответа на некоторые вопросы я почему-то найти не смог.

Предположим, есть телескоп (об.) с диаметром объектива D и фокусным расстоянием F, и какая-то сборка линз (например окуляр ок.) с фокусом f и диаметром d. Объектив телескопа строит изображение в фокальной плоскости (1), а окуляр проецирует это изображение в другую плоскость (2). Первый вопрос: как называется плоскость 2 – афокал? Если нет, то что же такое афокал?

 Насколько я понимаю, эквивалентное фокусное расстояние системы равно:

 F_экв.=F*(b/a)

Правильно? Тогда чему равно относительное отверстие системы? D/F_экв.? Получается, что оно не зависит от относительного отверстия окуляра (d/f). Что-то мне подсказывает, что это справедливо лишь до тех пор, пока  D/F<=d/f . Если я не прав – поправьте. А как быть, если это условие не выполняется, например при использовании объектива от микроскопа? Тесть понятно конечно что не использовать, меня формула интересует.

Теперь к практике. Опыт строительства окулярных камер у меня небольшой. Взял самый длиннофокусный из имеющихся объектив от микроскопа, присоединил с помощью самодельного стакана к АВР-3. Получилось достаточно экстремально – Юпитер занимает половину видоискателя "Зенита", Fэкв метров 150 наверное. Качество изображения оценить сложно ввиду его ничтожной яркости.

Теперь думаю что бы ещё приспособить. Есть объектив от фотоувеличителя "Азов", по характеристикам вроде ничего, но пугают размеры будущей окулярной камеры. Ещё есть объектив от охранной камеры Computar 2,3 мм (1:1,4), но что-то сомнения берут на счёт его качества. К визуальным окулярам вообще отношусь с недоверием (Сикорука читал  ), но вчера друг приобрёл ED от DeepSky 3 с чем-то мм, говорит супер должен быть... Какие будут соображения?

[Ernest]

Первый вопрос: как называется плоскость 2

Так и называется - фокальная.

Если нет, то что же такое афокал?

Это оптическая система с фокусом на бесконечности или предназначенная для работы совместно с глазом (что впрочем почти одно и то-же).

Насколько я понимаю, эквивалентное фокусное расстояние системы равно: F_экв.=F*(b/a) Правильно?

Правильно.

Тогда чему равно относительное отверстие системы? D/F_экв.?

Точно так.

Получается, что оно не зависит от относительного отверстия окуляра (d/f). Что-то мне подсказывает, что это справедливо лишь до тех пор, пока  D/F<=d/f.

Что Вы имеете ввиду под d? Следует полагать - диаметр выходного зрачка окуляра, т.к. у окуляров нет явной апертурной диафрагмы, а световые диаметры линз обычно много больше размера выходного зрачка.

А как быть, если это условие не выполняется, например при использовании объектива от микроскопа?

У объектива микроскопа апертурная диафрагма есть, но обычно и апертуры у него много больше, чем у нормальных объективов телескопов. Минимальные числовые апертуры 0.2, 0.15, что соответствует относительным 1:2.5..3. Так что любой объектив микроскопа "скушает" всю заднюю апертуру объектива, да еще и мало будет.

Теперь думаю что бы ещё приспособить.

Зачем? 6-8х объектив микроскопа почти идеален для строительства окулярной камеры.

Есть объектив от фотоувеличителя "Азов"

Не стоит - у него кроме гигантских габаритов еще и неудовлетворительное качество изображения как и у всех объективов увеличителей с формата 35 мм.

Ещё есть объектив от охранной камеры Computar 2,3 мм (1:1,4)

Тут все наоборот - слишком мал фокус. Намучаетесь с фокусировкой и проч. механикой.

К визуальным окулярам вообще отношусь с недоверием

Напрасно. 6-10 мм симметричный окуляр (Плёсл) неплохая замена объективу микроскопа.

А кроме того неплохие результаты получают с  использованием 3х и 4х Линз Барлоу.

[Serj]

Здравствуйте Эрнест! Большое спасибо, за то что вы решились немного развеять мою безграмотность.

На счёт того объектива от микроскопа: на нём было написано 20 0,40; передняя линзочка около миллиметра диаметром. 20 насколько я понимаю – это увеличение, т. е. f=160/20=8 мм. А 0,40 – это числовая апертура. Кстати, как её перевести в относительное отверстие?

То есть получается, что камера давала увеличение около 15 (стакан был короче 160 мм), и при этом Юпитер заполнял половину видоискателя... AAV меня предупреждал что объектив без покровного стекла даёт сферическую, но чтоб такую... Или я с резкостью промахнулся.

Напрасно. 6-10 мм симметричный окуляр (Плёсл) неплохая замена объективу микроскопа.

Понял, значит срочно делаем переходник с АВР-3 на 1,25"+М42. Сразу двух зайцев укокошим!  Будет и посадка стандартная, и окулярная камера из удлинительных колец.

[Ernest]

на нём было написано 20 0,40... 20 насколько я понимаю – это увеличение, т. е. f=160/20=8 мм. А 0,40 – это числовая апертура.

Примерно так. Объективчик для Ваших целей слишком короткофокусный. Ищите поисковые микрообъективы.

Кстати, как её перевести в относительное отверстие?

Для неиммерсионного объектива это будет два котангенса от арксинуса числовой апертуры. С точностью до разницы между тангенсом и синусом относительное отверстие будет равно просто удвоенной ЧА.

[Nazar]

Продолжу вопрос о подходящих объективах для окулярной камеры.
У меня есть объектив от фотоувеличителя И-96 У f=50мм.
Можно ли его применять для окулярной камеры совместно с Зенитом?
Есть ли у кого-нибудь опыт работы с подобными объективами в ок камере?

[Ernest]

Не стоит - у него кроме гигантских габаритов еще и неудовлетворительное качество изображения как и у всех объективов увеличителей с формата 35 мм.

[VAV]

Проектирование ОК начните с желаемого эквивалентного фокуса системы (или относительного отверстия). Вычисляется элементарно по условию согласования пиксела приемника и дифракционного разрешения апертуры. Аналогичный расчет приведен в статье Мереминского и Остапенко "Цифровая съемка планет" или типа того. Результат - оптимальное отн. отверстие не более 1/40 для обычных цифровых приемников. Отсюда посчитайте необходимое увеличение ОК. Возможно, в самом деле, будет достаточно хорошей Барлоу.
Успехов.

[Serj]

У меня задача несколько другая. Есть охранная камера KT&C KPC-350BH, а ручных регулировок у неё естественно нет, только автомат. Поэтому единственная, как мне кажется, возможность попасть в экспозицию при съёмке планеты, это приблизить её диаметр к размерам матрицы (~ 3.5 x 4.5 мм).

[VAV]

Вероятно правильнее пойти по пути поиска ПО для управления камерой, чем идти на поводу у ее автоматических систем. В предлогаемом Вами режиме камера не будет работать оптимально.

[Serj]

ПО для управления камерой

Это телекамера. Для управления ую не существует ПО, по причине отсутствия интерфейса управления.

[Александр Л.]

У меня задача несколько другая. Есть охранная камера KT&C KPC-350BH, а ручных регулировок у неё естественно нет, только автомат. Поэтому единственная, как мне кажется, возможность попасть в экспозицию при съёмке планеты, это приблизить её диаметр к размерам матрицы (~ 3.5 x 4.5 мм).

  Существует вероятность что ничего не получится, поскольку при планетной съемке яркость максимального отсчета выбирается не равной 255.
   Рассмотрим как работает система АРУ видеокамеры. Видеокамера определяет интегральную яркость в нескольких квадратах на изображении. Существует несколько вариантов, два из них наиболее распространены. Разделим изображение на 9 квадратов, три по вертикали и три по горизонтали. В первом варианте интегральная яркость определяется по центральному квадрату, во втором по центральному квадрату и трем нижним, т.е. по обычному для охранной камеры изображению, когда фон неба не важен. Выдержка и усиление устанавливается исходя из обеспечения максимальной яркости. Т.Е. максимального кол-ва фотоэлекторонов в ячейке ПЗС матрицы.
   Все сказанное далее относится к WEB камере и возможно не относится к видеокамере. При планетной съемке усиление в драйвере устанавливается исходя из максимального разрешения в слабоконтрастных деталях. Например для Юпитера эта величина составляет 170 отсчетов, а для Сатурна 110, т.е. для того, чтобы получать качественные снимки необходимо иметь возможность регулировки усиления.
    Основой достаточно стандартной видеокамеры являются две микросхемы D2463  и A1310AQ. (возможна Ваша камера сделана на других микросхемах)  Первая обеспечивает циклограмму ПЗС, вторая усиление сигнала и АРУ. У первой микросхемы есть три ножки код на которых определяет выдержку, у второй есть вход напряжение на котором определяет усиление. Камеру можно переделать так, что можно будет регулировать выдержку и усиление. Как сделать регулируемое усиление можно найти на сайте Джона Грува. Переделку на регулирование выдержки никто не делал. Бывают готовые камеры с такими возможностями, но довольно дорогостоящие. 

 Варианты выбора площадки для определения выдержки также определяется кодом на микросхеме D2463.

[VAV]

[quote ]
У меня задача несколько другая.

Не сразу понял.
В таком случае перестаньте мучать себя - камера для съемок планет не подходит.

[Serj]

Наконец нашёл время как следует обработать результаты своего эксперимента от 17 февраля с.г. Суть эксперимента: растянуть изображение Сатурна для снижения его поверхностной яркости, записать его на вышеназванную камеру и посмотреть что из этого получится.

Использовался рефрактор ДДМа г. Твери АВР-3 (130/1950 мм) на мощавой колонне АПШ-4. Для крепления проекционного окуляра (использовался noname PL10 весьма паршивого качества) был изготовлен переходник "мама", состоящий из двух удлинительных колец с зажатой между ними втулкой на 1,25". На него были накручены ещё 3 кольца (большое, два средних и маленькое). В камеру тоже вкручен переходник "папа" под 1,25", но из-за отсутствия второй "мамы" вставить его было некуда , поэтому на кольца был накручен адаптер для Canon'а, а камеру я просто прислонил к нему и держал руками. От этого даже такую "монстрировку" сильно колбасило, и из отрезка в 1000 кадров я выбрал лишь 53 приемлемых. Более того, камеру я ,похоже, немного поворачивал, отчего края получились малость размазанными. Захват происходил на ноут ТВ-тюнером Beholder Columbus с разрешением 640x480. Далее кадры были сложены в K3CCD, затем тронул уровни и немного подшарпил. Темновое и плоское поле не применялись. Для наглядности публикую картинку один-к-одному (по пикселям). По моему неплохо получилось, жалко только что не цветная.

Есть у меня ещё одна задумка: сделать камеру для уменьшения, т.е. a > b. Хочу поучаствовать в программе A.L.P.O. LUNAR METEORITIC IMPACTS SEARCH (http://www.lpl.arizona.edu/~rhill/alpo/lunarstuff/lunimpacts.html). В фокальной плоскости будет расположена маска, закрывающая светлую сторону Луны, а всё что осталось, будет проецироваться на матрицу. Таким образом можно будет наблюдать метеоритные дожди на Луне. Но тут всё немного сложнее – придётся делать ещё один фокусёр за окуляром. А может и не придётся…

[sikoruk]

Уже несколько лет продолжается дискуссия на тему, что лучше для съемки Луны, Солнца и планет – окуляр, объектив микроскопа или миниатюрный фото- или кинообъектив. Уже не раз я писал, что окуляр – не лучшее средство для этих целей. Но эта точка зрения постоянно встречает отпор. Рассуждать на эту тему можно без конца, но правильнее сделать экспериментальную работу, чтобы все стало ясно. На практике я много раз проверил правильность этой точки зрения и описал результаты простого, но надежного способа испытать объектив или окуляр на стр. 324 второго издания «Телескопов для любителей астрономии». К сожалению, эта простая и надежная методика не произвела большого впечатления на почтенную публику.

Только в последнее воскресенье я нашел время сделать основательное испытание нескольких средств для окулярной проекции. Пришлось прибегнуть к моей домашней камере Panasonic NV GS15 в качестве фотоаппарата. Цифровая «мыльница» для этих целей слишком неудобна.
Испытывались три симметричных окуляра: f=20 мм. (30х6 искатель НПЗ), f=15 мм (Мицар) и f=10 мм (80-мм школьный телескоп). Кроме этого испытывались два микрообъектива: ахромат 8х0,20 (L=160 мм) и апохромат 9х0,20 (L=190 мм). Наконец, единственный кинообъектив, «Триплет» 8-мм камеры «Экран», f=12,5 1/2,8. Был выходной день, и ехать на студию, чтобы привести пару объективов от старых камер, мне не хотелось, тем более что я заранее знал результат.
 В действительности предварительно я испытал, по крайней мере, по десятку того и другого, но выбрал только то, что давало наилучшие результаты.

Сначала я взял обычный школьный микроскоп  и снял чистый батистовый носовой платок. Сперва, снимал с помощью двух микрообьективов, а потом вместо объективов поочередно устанавливал окуляры и триплет. После съемки я отобрал лучшие изображения в каждой серии дублей.
Надо сказать, что и окуляры и объективы в данной схеме имели различные относительные отверстия. Особенно в невыгодном положении оказались окуляры. Чтобы их поставить в одинаковые условия с объективами, я разобрал их и между компонентами установил диафрагмы из тонкой черной бумаги. Так, например, окуляр с f=15 мм. имел диафрагму 5 мм и относительное отверстие 1/3. Триплет имел относительное отверстие 1/2,8, а микрообъективы – около 1/2,5. Как видим, окуляры в этом смысле оказались в чуть более выгодном положении.


Из трех окуляров лучшими оказались симметричные 10-мм (школьный) и 15-мм (НПЗ). Из микрообъективов – апохромат 9х0,20. Триплет был единственным.
То, что вы видите на снимках, это не нити ткани, это мельчайшие ворсинки нитей. Судя по шкале в поле зрения (цена деления 0,01 мм) реальная толщина ворсинок около 1 микрона. Слева – кадр, сделанный триплетом, в центре – микрообъективом 9х0,20, справа – окуляр f=15 мм. Комментировать, думаю, нет смысла.

[sikoruk]

Чтобы придать эксперименту большее наукообразие (носовой платок – это «несерьезно»), я, кроме носового платка, снял миру №1, применяемую, в частности, в коллиматоре ОСК-2. В поле зрения – последний квадрат №25 с самой высокой частотой. Как видно, на левом кадре, снятом через окуляр f=15, нет даже намека на разрешение. На следующем снимке, сделанном с помощью триплета, линии разрешаются так же хорошо, как и на третьем, сделанном с помощью апохромата. Последний снимок справа (ахромат 8х0,20) показывает разрешение несколько хуже апохромата и триплета, но несравненно лучше окуляра.

[sikoruk]

Строго говоря, окуляр телескопа работает заметно в иных условиях, чем в этих моих экспериментах (узкие параксиальные лучи и кое-что еще). Чтобы предупредить вполне справедливые возражения, я соорудил небольшую зрительную трубу с очень хорошим ахроматом 50/500 мм (НПЗ). А потом с помощью своей камеры снял через микрообъективы, окуляры и триплет капроновую штору, освещенную Солнцем. Размер ячейки примерно 0,3 мм. В данном случае качество изображения в значительной мере определялось диаметрами выходных зрачков. Это связано с ограничением диаметров пучков и поэтому снижением всех аберраций. Зрачки были такие: окуляр (f=15 мм) – D зрачка = 1,5 мм, триплет – D зрачка = 1,25 мм, апохромат – 2,1 мм.

В результате отобрал лучшие изображения. Изображения апохромата и триплета практически не отличаются. Разрешение составляет 2-2,5 секунды, что находится в хорошем согласии с теорией. Заметен только хроматизм объектива. Было бы странно, если бы даже у хорошего ахромата хроматизм не был виден. Что касается окуляра (f=15 мм), то рассуждать на эту тему бессмысленно. Испытаний по большому счету окуляр не выдержал. Его разрешение приближается примерно к 3,5-4,0 секундам. Ну и, конечно, сильный хроматизм. Первый вывод – окуляр мало пригоден для окулярной проекции, о чем я не устаю говорить. То, что с помощью окуляра иной раз получаются неплохие фотографии, говорит только о том, что многие просто не пробовали снимать с помощью микрообъективов или миниатюрных фото- и кинообъективов с фокусными расстояниями 10-15 мм. и меньше.

[sikoruk]

Но на этом испытания не закончились. Моя зрительная труба была сделана на скорую руку и поэтому позволяла разнообразные усовершенствования. Одно из них заключалось в том, что я мог наклонять оптические оси микрообъективов и триплета примерно на 10-12 градусов к оси объектива. Сделал я и эти испытания. Результат перед вами. Слева – микрообъектив, справа –  триплет. Как любит говорить Эрнест, апохроматический микрообъектив рядом с триплетом отдыхает. У триплета незначительное снижение качества при разрешении примерно 2,5-3,0 сек. И это нормально, если хорошо подумать или повторить подобные испытания, в этом нет ничего удивительного.
Зачем нужен большой угол зрения? В тех случаях, когда нам нужно получить фотографию большого участка поверхности Луны или Солнца с предельным увеличением, мы можем фотографировать на формат, скажем 9х12 см с углом зрения в пространстве изображений 20-30 градусов. В этом случае с моим телескопом, например, можно получить фотографии участков Луны размером в 14-15 минут. Это полдиаметра Луны сразу и при максимальном масштабе в 1 мм – 8 сек. дуги или 1 сек – 0,125 мм. Это соответствует предельному разрешению 0,4сек – 0,05 мм.

Эти хлопотные испытания мне потребовались только потому, что нужно было выложить объективные результаты публике. Сам-то я испытываю все эти вещи гораздо проще с меньшей тратой времени. Обычно требуется всего 10-15 секунд, чтобы отдать предпочтение тому или иному оптическому узлу.
Почему я не прибегнул к коллиматорам, резольвометрам и прочим профессиональным штучкам? Потому, что мне хотелось показать, что любой любитель телескопостроения или астрономии может в домашних условиях получить очень надежные и содержательные результаты. Заканчивая это письмо, я подумал, было бы не плохо написать небольшую книгу об оптических испытаниях самодельных и коммерческих телескопах и принадлежностях к ним. Нужны один-два совершенно свободных месяца.

Ваш Л. Сикорук.

[Ernest]

Здорово! Мэтр дает пример творческого подхода к обращению с оптикой...

В свое время я проводил подобный эксперимент численно и убедился, что в качестве окулярной камеры (объектив телескопа+камера+приемник) при малых увеличениях 2-3-4х наилучший результат дает линза Барлоу, при больших 5..10х - обзорный окуляр микроскопа. Симметричный окуляр в качестве окулярной камеры дает несколько худшее поле, но на оси не уступает микрообъективу. Данных по подходящему проекционному объективу у меня не было, да и ввиду его специфичности (телецентричный ход главного луча в пространстве предметов, обычный фото-кинообъетив однозначно не подходит) я высказал сомнение, что таковой будет доступен для любителя астрономии...

Странно, что окуляр показал себя столь удручающе в эксперименте уважаемого Л.Л.Сикорука. Остаточные аберрации на оси банального 15 мм симметричника (К8/Ф2) при относительном 1:10 порядка 1/20 длины волны - идеальная дифракция и ничего больше там быть не может. Возможно сыграла роль диафрагма между компонентами? Ведь при телецентрическом ходе главного луча в пространстве предметов (как работает окулярный узел в телескопе) апертурная диафрагма должна располагаться в заднем фокусе окуляра (как и зрачок наблюдателя при визуальных наблюдениях). Возможно проблемы с конкретными окулярами... 

Интересно было бы узнать каково было увеличение каждой из испытанных камер и вообще какова была схема испытания? Если у видеокамеры не удалялся объектив, то мы имеем не столько окулярную проекцию (окулярная камера+приемник) сколько заокулярную съемку (камера работает просто как окуляр и дает параллельный осевой пучок на выходе? + объектив видеокамеры + ее приемник). Но тут окуляр должен был править бал по полной (микрообъектив, как и  фото-кинообъектив играют тут не на своем поле).

К слову, если бы апохроматы в микроскопах столь легко было бы заменить фото- или кинообъективами (не говоря уже, о том, чтобы получать при этом лучшие результаты), оптики расчетчики (и ваш покорный слуга среди них) едва-ли переломали столько копий при их проектировании.

[sikoruk]

Эрнест:
<<Странно, что окуляр показал себя столь удручающе в эксперименте уважаемого Л.Л.Сикорука. Возможно сыграла роль диафрагма между компонентами? Ведь при телецентрическом ходе главного луча в пространстве предметов (как работает окулярный узел в телескопе) апертурная диафрагма должна располагаться в заднем фокусе окуляра (как и зрачок наблюдателя при визуальных наблюдениях). Возможно проблемы с конкретными окулярами... >>

В первой серии экспериментов окуляр работал в качестве объектива микроскопа. Поэтому расположение диафрагмы было верным, кроме только того, что задняя главная плоскость такого симметричного окуляра располагается внутри второй компоненты и поэтому разместить диафрагму точно на ее месте физически не возможно. Но это мало на чем сказывается, кроме, быть может, дисторсии, которая в данном случае в связи с малым полем зрения не играет существенной роли.
Как работает окуляр без этой диафрагмы, видно на правом фото. На левом - Триплет.
Во втором эксперименте со зрительной трубой окуляр работал обычным образом без встроенной диафрагмы, в точности так, как он работает в обычном телескопе.
В результате самым существенным в случае окуляра является значительный хроматизм положения.
Что касается конкретного окуляра, то это два лучших из трех симметричных, которые я нашел дома. Остальные на обсерватории. Я не стал брать окуляры других систем, т.к. большинство любителей пользуются симметричными окулярами НПЗ и Красногорского школьного телескопа.
Но я твердо знаю, что и остальные окуляры ведут себя примерно таким же образом. Это принципиальная вещь, в чем легко убедиться, проецируя на стену изображение маленького отверстия в фольге, которой нужно обернуть лампу карманного фонаря. Все аберрации третьего (а кое-что и не третьего) порядка, кроме кривизны и дисторсии, в этом опыте определяются с величайшим комфортом и наглядностью.

<<Интересно было бы узнать каково было увеличение каждой из испытанных камер и вообще какова была схема испытания? Если у видеокамеры не удалялся объектив, то мы имеем не столько окулярную проекцию (окулярная камера+приемник) сколько заокулярную съемку (камера работает просто как окуляр и дает параллельный осевой пучок на выходе? + объектив видеокамеры + ее приемник). Но тут окуляр должен был править бал по полной (микрообъектив, как и  фото-кинообъектив играют тут не на своем поле).

Эксперимент с микроскопом, как я уже писал, ничем не отличался от обычных наблюдений в микроскоп, кроме того, что микрообъектив заменялся на кинообъектив и окуляр. Если говорить об эксперименте с микроскопом, то увеличение было в случае микрообъектива примерно 8 крат, с 15-мм окуляром около 10 крат, с кинообъективом 12 крат. Камера устанавливалась сразу за окуляром микроскопа. Применялся усложненный окуляр Гюйгенса (глазная линза – ахроматическая) с сеткой, которая хорошо видна на снимках.
Кстати, о параллельных осевых пучках. Работая с автофокусом, я никогда не фокусирую окуляр телескопа на бесконечность. Я всегда сдвигаю его внутрь примерно 5% фокусного расстояния. В этом случае я получаю мнимое изображение внутри телескопа, которое очень легко фокусируется камерой.



<<К слову, если бы апохроматы в микроскопах столь легко было бы заменить фото- или кинообъективами (не говоря уже, о том, чтобы получать при этом лучшие результаты), оптики расчетчики (и ваш покорный слуга среди них) едва ли переломали столько копий при их проектировании.>>

К фотообъективам прибегают в случаях подобных нашему. Например, фотообъектив ОП-15, применяемый в микроскопии в качестве проекционного, имеет разрешение в центре 420 лин/мм. Не плохо! Поэтому, когда Вы, Эрнест, берете в качестве примера для расчета «Индустар-50» или «Индустар-96», то, конечно, ничего хорошего не получится. 40 лин/мм, всего. Но уменьшите тот же «Индустар» в 4 раза, задиафрагмируйте его до 1/6-1/7, как это бывает при обычной окулярной проекции, и Вы получите совсем другой результат.
Сравнивая результаты расчета оптического узла, системы или какого-то критерия с его практической ценностью, мы должны уметь правильно оценить качество изображения. Самый банальный пример – условие Релея. С точки зрения теории – ничего не значащая чушь собачья. А на деле исправно служит уже второе столетие.
С точки зрении любого расчетчика макросъемка с помощью удлинительных колец – настоящее преступление. Но попробуйте отличить качество изображения, полученное обычным фотообъективом на бесконечности и, скажем, на удвоенной фокусном расстоянии.

Во всей этой истории самое правильное взять, да и повторить то, что сделал я. Тогда легче сравнивать однородные результаты.

Ваш  Л. Сикорук.

[Ernest]

В первой серии экспериментов окуляр работал в качестве объектива микроскопа. Поэтому расположение диафрагмы было верным

Увы, это не так. Едва-ли повторение моих слов убедит Вас. Почитайте что нибудь из оптики микроскопов, ну хоть Скворцова или Андреева. Апертурная диафрагма микрообъективов (как и любой оптики используемой в этом качестве) располагается в его задней фокальной плоскости (как и ее изображение у окуляров).

Но это мало на чем сказывается, кроме, быть может, дисторсии

И это не так. Ввиду наличия нескомпенсированных аберраций третьего порядка на оси смещение апертурной диафрагмы с ее законного (расчетного) положения приводит к появлению всего букета полевых аберраций.

Как работает окуляр без этой диафрагмы, видно на правом фото.

Без апертурной диафрагмы окуляр работает с апертурой примерно 1:1, что немилосердно не только по отношению к окулярам, но и к большинству другой изображающей оптики.

В результате самым существенным в случае окуляра является значительный хроматизм положения.

Симметричный окуляр расчитывается ахроматическим, то есть имеет на оси только вторичный хроматизм, который ввиду малости его фокуса может игнорироваться. Хроматизм увеличения в симметричном окуляре ввиду симметричности его конструкции так-же скомпенсирован. 

Что касается конкретного окуляра, то это два лучших из трех симметричных, которые я нашел дома. Остальные на обсерватории. Я не стал брать окуляры других систем, т.к. большинство любителей пользуются симметричными окулярами НПЗ и Красногорского школьного телескопа.

Признаться ни у одного из моих знакомых я не видел в использовании симметричников от НПЗ, так что ни чего не могу сказать настолько-ли они плохо сделаны, что демонстрируют весь тот ужас, о котором Вы говорите. Мои симметричные окуляры (Meade) вполне безупречны - ведут себя примерно в соотвествие с расчетом.

Но я твердо знаю, что и остальные окуляры ведут себя примерно таким же образом.

Возможно это априорное знание и повлияло столь драмматически на результаты? 

Это принципиальная вещь, в чем легко убедиться, проецируя на стену изображение маленького отверстия в фольге, которой нужно обернуть лампу карманного фонаря. Все аберрации третьего (а кое-что и не третьего) порядка, кроме кривизны и дисторсии, в этом опыте определяются с величайшим комфортом и наглядностью.

Если окуляр при этом работает в режиме 1:1 - отчего-же и нет.
Для тех, кто только читает эту ветку: окуляр как и очки, лупа - уникальный оптический прибор. Он не имеет своей апертурной диафрагмы, а заимствует ее у объектива (или в некоторых редких случаях у глаза) и его тестирование или использование в других контекстах приводит часто весьма к удручающим результатам. Примеры - см. ниже.

Эксперимент с микроскопом, как я уже писал, ничем не отличался от обычных наблюдений в микроскоп, кроме того, что микрообъектив заменялся на кинообъектив и окуляр.

Увы,.. правильно задиафрагмированный окуляр (для работы в режиме 1:10, 15 мм окуляр требует диафрагмы диаметром 1.5 мм в его заднем фокусе) никак не сможет конкурировать с микрообъективом с ЧА 0.2 (примерно 1:2) ввиду сильных ограничений накладываемых дифракцией.

Кстати, о параллельных осевых пучках. Работая с автофокусом, я никогда не фокусирую окуляр телескопа на бесконечность. Я всегда сдвигаю его внутрь примерно 5% фокусного расстояния.

Разумная предосторожность - дабы избежать случайного ухода фокуса за "минус бесконечность".

Например, фотообъектив ОП-15, применяемый в микроскопии в качестве проекционного, имеет разрешение в центре 420 лин/мм.

Есть объективы способные давать разрешение 0.7 мкм, только к чему Вы об этом - они ведь не работают с относительными отверстиями (числовой апертурой) характерной для окуляра?

Поэтому, когда Вы, Эрнест, берете в качестве примера для расчета «Индустар-50» или «Индустар-96», то, конечно, ничего хорошего не получится. 40 лин/мм, всего.

Увы и тут Вы ошибаетесь. При диафрагмировании до 1:10 даже эти объективы выдадут практически чистое дифракционной изображение.

условие Релея. С точки зрения теории – ничего не значащая чушь собачья.

Как-то даже обидно за лорда. Названный критерий имеет под собой вполне солидную теорию.

А на деле исправно служит уже второе столетие.

Кому? Профессионалы (оптики расчетчики) используют более адекватные критерии, любители не способны осознать даже эту "чушь".

С точки зрении любого расчетчика макросъемка с помощью удлинительных колец – настоящее преступление.

Стоит-ли говорить за расчетчиков? Удлинительные кольца - нормальный фотографический прием. При известных условиях (диафрагмирование в том числе) он прекрасно работает и на практике, и в расчете. 

Во всей этой истории самое правильное взять, да и повторить то, что сделал я.

Зачем?