Почему изображение перевернуто?

[MYA]

Собственно, почему изображение в рефракторе перевернуто, понятно. Не понятно, почему используется такая оптическая схема. В чем ее преимущество перед той, где изображение прямое? Если кому не в лом, то ответьте чайнику.

[admin]

Для того чтобы получить в телескопе прямое изображение необходимо вводить дополнительные оптические элементы. А каждый дополнительный элемент - это дополнительные потери света, чего астрономы, само собой, стараются избегать.

[Анатолий Волчков]

Маленькое добавление к сообщению Станислава.

К небесным объектам не применимо понятие верх-низ. В космосе нет выделенного направления. Это на Земле есть сила тяжести, направление которой мы интерпретируем как «низ». Но вот, представьте себе, что два наблюдателя смотрят на Луну: один с северного полюса, другой – с южного. У кого из них изображение будет неперевернутым? Верх-низ это чисто земное (планетное) понятие. В космосе этого нет.

Поэтому использование оптики, дающей перевернутое относительно того, что мы видим невооруженным глазом, изображение не вносит неудобства, а выгода прямая – меньше потери света.

[kup]

На кафедре "Оптики и спектроскопии МГУ" молодым студенткам "преподы" задавали шутливые вопросы, мол:" Леди объясните , почему когда Вы смотритесь в зеркало "право" и "лево" меняются местами , а верх и низ нет?" Подсказка к ответу: сила тяжести здесь не при чем. Ну ладно, это так. Вообще , привыкнуть к перевернутому изображению просто- через 1-3 месяца будете плавать как рыба в воде. Как сказано выше , такого удобствия как прямое изображение астрономы избегают лишь по причине лишней потери света и  искажений на дополнительных элементах. Но здесь я все же как любитель астрономии а не "бородатый астроном" выскажусь. Одно дело перевернутое изображение, а другое "зеркальное". Ко второму ну никак не могу привыкнуть, очень неудобно, вместо того чтоб сосредоточиться на поиске или исследовании объекта, тратишь значительные усилия на всяческие умственные преобразования. Опять же проблема с атласами (зеркальных то нет, а для перевернутого изображения достаточно просто перевернуть атлас и все). Трудновато с "зеркальным"и удовольствия никакого. А что делать? Вот например возьмем рефрактор. Как наблюдать в зените? Принимать Камасутровскую позу ? Вот вроде есть зенитная призма. Ну и что?Изображение то зеркальное. И здесь лично для меня экономия в свете никак не оправдывает возникшие
неудоства. Поэтому я ненавижу визуалить в рефракторы. Пусть при одинаковых диаметрах объектива рефрактор лучше
рефлектора (в свете и контрасте). Я выберу второе. Я давно понял, что ради комфорта  стоит пожертвовать даже 10-15% света. Вы выиграите в конечном итоге. Моя мечта раздобыть
пентапризму ( преломляющую ось на 90 град, а не на 45). Но ее в "Звездочетовском" магазине пока нет. Можно конечно соорудить систему- пентапризму  из 3 (НЕЧЕТНОЕ КОЛ-ВО>1)стандартных (90 гр. призм), но слишком наворочено....Вот и пылятся мои ахроматические объективы, а жаль.Поэтому я согласен с автором вопроса (и в идеале сам бы хотел иметь прибор дающий прямое изображение, только с поправкой на наблюдение небесных объектов, ось преломлена на 90 гр.) пусть даже ценой потери 10-15 % света.

[kis]

Я бы тоже согласился бы с последним высказыванием. Действительно не очень удобно работать с зеркальным изображением. В особенности когда высокая проницающая и звезд побольше чем в имеющемся каталоге. Угадывать перевернутый рисунок и сопоставлять его с картой достаточно тяжело. А потери при наших подмосковных условиях в несколько процентов несущественны.

[Agas]

...и в идеале сам бы хотел иметь прибор дающий прямое изображение, только с поправкой на наблюдение небесных объектов, ось преломлена на 90 гр. пусть даже ценой потери 10-15 % света.

Этот идеал легко достижим посредством использования прямоугольной призмы с крышей, дающей полное оборачивание изображения и практически не ухудшающей пропускания системы (при условии просветления граней призмы). Пентапризма же не оборачивает изображение и, кроме того, она имеет довольно низкий коэффициент светопропускания – порядка 80%, вследствие применения двух серебрёных граней (в случае алюминированных граней светопотери будут еще больше). Аналог пентапризмы – 2 зеркала расположенных под углом 45° друг к другу. Этот вариант немного лучше в смысле светопропускания, но сложнее по механике и юстировке.

Можно конечно соорудить систему- пентапризму  из 3 (НЕЧЕТНОЕ КОЛ-ВО>1)стандартных (90 гр. призм), но слишком наворочено....

Да уж, наворочено!   Полное оборачивание достигается применением 2 (!) обычных прямоугольных призм развернутых под углом 90° друг к другу.

[Nazar]

Проще уж принять камасутровскую позу...

[tlgleonid]

Кому нужно прямое изображение - рекомендую систему Грегори с диэлектрическим многослойным покрытием Зеркал. У Нас в Киеве такие Каминский создает.

[Vladneb]

Если в Киеве научились создавать диэлектрические многослойные покрытия (и где?), то готов привезти комплект на переалюминирование, сколько стоить будет (260 мм + вторичное) и к кому обращаться?

[kup]

Агас, как выглядит эта призма с крышей? И главное  , в чем ее отличие от пентапризмы (в смысле где  ее реально достать то любителю за разумные деньги )? Теория о двух отражающих плоскостях под 45 гр. очевидна. Я тоже могу на бумаге нарисовать. Где бы вот готовый блок в корпусе оттяпать, вот в чем вопрос.
А что касается навороченой схемы , то  стандартных (прямоугольных) призм нужно 3, а не 2. Ведь речь идет не только об оборачивании изображения (устранения "зеркальности" ) , но и об изломе оси на 90 гр. в меридианальной плоскости , и главное о комфорте наблюдателя. А с 2-мя призмами достигается лишь половина цели, сделать можно, но комфорта не будет.
Вы наверное имеете в виду следующее расположение 2-х призм:1. Пусть наш объект - точка Запада (объектив рефрактора смотрит туда). Первая призма: один катет смотрит на Запад, другой на Юг.Вторая призма: один катет на Север, другой в Зенит. Такая схема работает. Изображение прямое: верх в верху , низ в низу, право и лево на месте. Но смотреть на точку Запада теперь нужно следующим образом: Вы поворачиваетесь на Север и опускаеете голову вниз( подносите глаз о окуляру)- пока все нормально. А теперь представьте что мы зафиксировали Азимут(оставим тот же-западный), но задали телескопу другую высоту -пусть 65 гр. И как вы теперь собираетесь смотреть на объект ( при условии сохранения ориентации объекта в поле зрения) задать башке крен в 65 гр? Такова вот (оборачивающая не только изображение но и шею) схема из 2- призм (оптическое извращение да и только с еще большей болью в спине и др. частях тела при наблюдениях)- смена камасутровской позы при дополнительных затратах сил, средств и времени. Так что  менее чем из 3-х стандартных призм соорудить что либо стоящее врядли получиться. А я о том комфорте , котоый реализуется в биноклях ТЗК.
------------------------------------------
Леонид, Вы имеете в виду приобрести Грегори целиком что ли( надеюсь в системе четное число отражений)? Тогда у  кого нет телескопа , совет действительно ценный ( кто желает прямое изображение). А у кого уже имеется объектив- рефрактор , или зеркальные: Максутов или Кассегрен какой к примеру ? Лошадь то есть, осталось купить седло. А вы предлагаете взять другую лошадь с готовым седлом. Или разговор идет об оборачивающем блоке под названием "Грегори"?
----------------------------------

[Митрофанов Павел]

        Прямоугольная призма с крышей, это прямоугольная призма, у которой на гипотенузе выполнены две плоскости с углом между ними 90 градусов. Внешним видом это напоминает крышу дома. Отсюда и название. Катеты такой призмы, по форме, напоминают домик с крышей, как его обычно рисуют маленькие дети.
  Возникшую  проблему с рассмотренной  Вами оборачивающей системой из двух призм, решить просто. Необходимо, чтобы механический узел с призмами имел возможность поворота вокруг оптической оси. Тогда повернув узел, например, на 90 градусов, удастся избежать неудобств, описанных Вами.
 

[Agas]

Агас, как выглядит эта призма с крышей? И главное  , в чем ее отличие от пентапризмы (в смысле где  ее реально достать то любителю за разумные деньги )?

Прямоугольная призма с крышей выглядит примерно так (см. рис.). Она широко применяется в различных военных оптических приборах, типа орудийных панорам. Стоит обычно перед окуляром. Так что, если у кого есть доступ к военному лому, может разжиться. А вообще, были бы вы у нас в Сибири…  


[вложение удалено с форума]

[Agas]

Вы наверное имеете в виду следующее расположение 2-х призм:1. Пусть наш объект - точка Запада (объектив рефрактора смотрит туда). Первая призма: один катет смотрит на Запад, другой на Юг.Вторая призма: один катет на Север, другой в Зенит...

Да я имел в виду именно такое расположение призм. Оно является самым простым, но да, согласен, имеет отмеченный Вами недостаток. И для его устранения призмы можно расположить по-другому. А как - попытаюсь объяснить на Вашем же примере с объектом на Западе. Итак, встаем лицом на Запад, наклоняем голову и смотрим в окуляр вертикально вниз. Первая призма: один катет обращен к глазу, другой примерно на Северо-запад. Положение второй призмы описать сложнее, поэтому для облегчения понятия ситуации вместо второй призмы лучше взять плоское зеркало. Итак, наблюдая через призму, наклонами и разворотами зеркала добиваемся видимости объекта. Он  будет иметь какой-то наклон, который устраняется поочередными подвижками как призмы, так и зеркала. В итоге получаем телескопическую систему с прямым изображением и с комфортом наблюдения как в ТЗК, и даже большем, т.к. у ТЗК излом оси оптической только 45°, а у нас - 90.
Кстати, оборачивающая система такого типа, с использованием двух плоских зеркал, применяется в частности в бинокулярных телескопах, например http://www.page.sannet.ne.jp/mazmoto/index-e.htm .

[Митрофанов Павел]

     Уважаемый  Agas.  Вначале, для определенности и что бы правильно понимали, хочу предложить следующую терминологию. Призму, установленную сразу после окуляра, будем называть окулярной призмой. А призму, в которую непосредственно наблюдаем, назовем глазной.
     Если правильно Вас понимаю, то Вы предлагаете развернуть глазную призму таким образом, что границы поля будут ориентированы не вертикально и горизонтально, а повернуты на 45 градусов.  Конечно, это не очень большое неудобство, тем более что в темноте границы поля не видны. Но тогда получается, что окулярная призма установлена таким образом, что катет, обращенный к окуляру, не перпендикулярен оптической оси телескопа,  а катет, обращенный к глазной призме, не параллелен катету глазной  призмы.   Если это так, то тогда количество минусов в предлагаемой Вами системе, пожалуй, на два больше, чем в системе, предлагаемой   kup.  Первый, общий  минус уже упоминался   kup – неудобное положение головы. Этот минус имеет и Ваша система, если она, система, жестко закреплена на окулярном узле, а телескоп установлен на параллактической монтировке. Ведь не даром же разработчики бинокуляров, на которые Вы даете ссылку, придумали конструкцию, в которой весь блок бинокуляров имеет возможность вращаться вокруг оси цилиндра, в котором он (блок бинокуляров) закреплен. Хочу обратить внимание еще  на один, на мой взгляд, существенный  недостаток, присущий каждой из рассматриваемых оборачивающих систем.  Как известно, для того, чтобы весь световой поток, вышедший из окуляра попал в глаз, необходимо совместить зрачок глаза с выходным зрачком телескопа. Чтобы это можно было сделать в случае применения одной из двух рассматриваемых оборачивающих систем, необходимо иметь окуляр с  далеко вынесенным выходным зрачком.  Для оборачивающей системы, предлагаемой   kup, в которой призмы установлены вплотную друг к другу, и первый катет окулярной призмы перпендикулярен оптической оси, вынос выходного зрачка должен быть не менее    2 мм + 2L/n,  
     где: 2 мм – расстояние от первой поверхности роговицы глаза до зрачка глаза,
             L   -   длина катета призмы,  мм.
             n   -    показатель преломления материала призм.
   
       Для оборачивающей системы предложенной Вами, вынос выходного зрачка должен быть еще больше примерно на  L/2.       Стоит ли тогда все это городить, если сомнительное для телескопа преимущество в виде прямого изображения будет достигнуто путем урезания и так небольшого поля.
      Вероятно, имеется еще один минус, который Вы не учли.  Система установлена в сходящемся пучке лучей. Поэтому могут быть лучи, которые будут падать на окулярную призму под большими углами, и в результате не будут претерпевать полного внутреннего отражения. Тогда на катеты необходимо будет наносить зеркальное покрытие.  Впрочем, чтобы точно определиться с возможностью этого, необходимо провести расчеты.
      И о последнем минусе. Неудобства наблюдения с оборачивающей системой, предложенной  kup,   являются мнимыми. Как я уже указывал, этих неудобств легко избежать, если при конструировании узла оборачивающей системы предусмотреть возможность поворота всего узла вокруг оптической оси телескопа. В Вашей конструкции также необходимо предусмотреть такую возможность. Но если в первом случае конструкция такого узла может быть достаточно простой, то в Вашем случае этого не скажешь. И сложность конструкции вызвана не только тем, что ни какие катеты призм не параллельны, но и тем,  что нерабочие грани призм лежат в не параллельных плоскостях.
     Конечно, можно сделать все что угодно. Но, как  я понимаю, речь идет о том, что бы сделать «меньшей кровью».

[Agas]

Уважаемый Павел. Мы, похоже, говорим немного о разных вещах. Я имел в виду (и полагаю что Кup тоже) оборачивающие системы расположенные ДО окуляра, а Вы оцениваете их как расположенные ПОСЛЕ него. Поэтому Ваши замечания насчет не вертикальных границ поля зрения и удаления выходного зрачка принять не могу. Что касается сложного пространственного расположения призм, то да, это есть, поэтому считаю целесообразным подобные системы выполнять на зеркалах. И последнее - насчет Вашего предложения сделать весь этот узел поворотным. Будьте очень осторожны, когда предлагаете какие либо развороты, связанные с призмами. Лучше это сначала проверить на каком-нибудь простейшем макете во избежание появления каких либо неприятных сюрпризов типа разворота изображения.  

[Митрофанов Павел]

Уважаемый  Agas,  абсолютно согласен с тем, что мы говорили о разных вещах. А посему мои некоторые замечания, в данном случае, считаю неуместными и забираю их обратно.  Оставлю свое замечание насчет необходимости поворота всей оборачивающей системы, для устранения неудобства, связанного с разворотом головы. Какие бы оборачивающие системы мы не применили, избежать данного неудобства не удастся.  Потому, что это неудобство связано не с разворотом изображения, а с разворотом всего окулярного узла, если труба телескопа установлена на параллактической монтировке.  На азимутальной монтировке, при применении соответствующих оборачивающих систем, данного неудобства можно избежать. А Ваши опасения по поводу разворота изображения совершенно напрасны.  При наблюдении небесных объектов небольшой разворот абсолютно не страшен. А при наблюдении земных, достаточно, наблюдая в окуляр и поворачивая оборачивающую систему вокруг оптической оси объектива, найти нужное положение и в этом положении зафиксировать оборачивающую систему.  Естественно все это будет просто, если в оборачивающей системе все ее элементы  жестко закреплены относительно  конструкции, несущей эти элементы.

[canopus777]

Нашёл подходящую тему. Вопрос такой. Как сделать в телескопе полностью правильное (обычное, как видит глаз) изображение? Диагональное зеркало- его переворачивает, но при этом зеркалит горизонтально, что тоже плохо. Призмы оборачивающие его переворачивают правильно? Или только оборачивающий окуляр подойдёт?

[Андрей Лёвин]

 А что касается навороченой схемы , то  стандартных (прямоугольных) призм нужно 3, а не 2. Ведь речь идет не только об оборачивании изображения (устранения "зеркальности" ) , но и об изломе оси на 90 гр. в меридианальной плоскости , и главное о комфорте наблюдателя. А с 2-мя призмами достигается лишь половина цели, сделать можно, но комфорта не будет.
 
------------------------------------------

Что-то много написано и ни одного рисунка... Поэтому может я чего не понял?.. Почему 3 призмы (Ар-90)? Так будет 3 отражения (если они от диагональных граней), и, соотв., зеркальное (в случае рефрактора) изображения.

[alfardus]

Нашёл подходящую тему. Вопрос такой. Как сделать в телескопе полностью правильное (обычное, как видит глаз) изображение? Диагональное зеркало- его переворачивает, но при этом зеркалит горизонтально, что тоже плохо. Призмы оборачивающие его переворачивают правильно? Или только оборачивающий окуляр подойдёт?

Нужно использовать вместо диагонального зеркала призму Амичи. Она дает прямое НЕзеркальное изображение. Но для астрономических наблюдений лучше не использовать. Разве что на равнозрачке, или в искателях.

[СитТхАрта]

О пля раскопать топик которому 14 лет почти!

по теме для астронаблюдений НЕТ НИКАКОЙ НУЖДЫ оборачивать изображение. Был искатель с оборачивающей призмой, сливал прямому искателю по яркости и проницанию - просто ух.

п.с. прямое изображение дает оптическая схема Грегори.