Однолинзовый апохромат с вращающимся КЗС фильтром

[md]

В первых цветных  кинокамерах и телевизорах использовался принцип последовательного сложения красного, зеленого и синего изображения при помощи быстровращающегося диска с тремя или шестью цветными светофильтрами. Серьезным недостатком таких телевизоров было расщепление полноцветного изображения при передаче быстродвижущих обьектов.

Большинство астрономических объектов или неподвижно или перемещаются чрезвычайно медленно.

Одиночная асферическая линза большого диаметра (>200 мм) и умеренной светосилы (<1/10) обеспечивает высокое качество изображения в узком спектральном диапазоне. Обычной по такой схеме строят солнечные телескопы и коронографы для наблюдения в лучах водорода и кальция. 
http://www.cosmo.ucar.edu/coronagraph.html



Если применить блок цветных фильтров вращающийся быстрее 20 оборотов в секунду, то можно получить полноцветное изображение.
Если вблизи красного фильтра будет  положительная линза небольшой силы, а вблизи синего - отрицательная, то масштаб всех трех изображений будет одинаков, а составное изображение близко по качеству к апохроматическому, с небольшим падением яркости. Можно применить и большее количество фильтров для более широкой области спектра.

Некоторые телевизионные проекторы (DLR color wheel TV projector) создают цветное изображение именно таким способом. Для улучшения цветопередачи используют дополнительные желтый и голубой фильтры.
http://www.cosmo.ucar.edu/coronagraph.html

[библиограф]

Одиночная асферическая линза большого диаметра (>200 мм) и умеренной светосилы (<1/10) обеспечивает высокое качество изображения в узком спектральном диапазоне.

Одиночное параболическое зеркало с такими диаметром и светосилой обеспечит высокое
качество изображения в широком спектральном диапазоне - от УФ до ИК, безо всяких
фильтров!

[Дмитрий Маколкин]

Если применить блок цветных фильтров вращающийся быстрее 20 оборотов в секунду, то можно получить полноцветное изображение.
Если вблизи красного фильтра будет  положительная линза небольшой силы, а вблизи синего - отрицательная, то масштаб всех трех изображений будет одинаков, а составное изображение близко по качеству к апохроматическому, с небольшим падением яркости.

Как Вы предлагаете менять эту линзу? Она должна располагаться на оптической оси неподвижно всё время, пока наблюдение ведется через один фильтр и мгновенно меняться при смене фильтра. Если её менять плавно, одновременно с вращением фильтра, то хорошей картинки не будет. Хорошей она будет только тогда, когда будет находиться на оптической оси без смещения вбок.

Если уж заморачиваться с фильтрами, то надо подобрать их толщины таким образом, чтобы их непарфокальность компенсировала продольную хроматическую аберрацию объектива.
Посчитайте на досуге, там всё несложно и считается напрямую, по формулам.
Заодно неплохо посчитать, в каком спектральном диапазоне такая одиночная линза даст изображение, которое можно считать свободным от хроматической аберрации.

[Alex1958]

Если применить блок цветных фильтров вращающийся быстрее 20 оборотов в секунду, то можно получить полноцветное изображение.
Если вблизи красного фильтра будет  положительная линза небольшой силы, а вблизи синего - отрицательная, то масштаб всех трех изображений будет одинаков, а составное изображение близко по качеству к апохроматическому, с небольшим падением яркости.

Как Вы предлагаете менять эту линзу? Она должна располагаться на оптической оси неподвижно всё время, пока наблюдение ведется через один фильтр и мгновенно меняться при смене фильтра. Если её менять плавно, одновременно с вращением фильтра, то хорошей картинки не будет. Хорошей она будет только тогда, когда будет находиться на оптической оси без смещения вбок.

Если уж заморачиваться с фильтрами, то надо подобрать их толщины таким образом, чтобы их непарфокальность компенсировала продольную хроматическую аберрацию объектива.
Посчитайте на досуге, там всё несложно и считается напрямую, по формулам.
Заодно неплохо посчитать, в каком спектральном диапазоне такая одиночная линза даст изображение, которое можно считать свободным от хроматической аберрации.

Дмитрий! Я тут подумал, а возможно ли собрать CCD фильтры в некую сборку, допустим, для ахромата, чтобы компенсировать хроматическую аберрацию при астросъемке?  Теоретически и практически, или это бесполезно? Я, к сожалению не оптик. Просто , любопытно, для ахромата посчитана хром. аберрация для двух волн, а подбором толщины фильтров мы, допустим, подгоняем третью. Сферическая убьет сразу все потуги....?
И ещё,  будет ли съемка в узкополоснике Н альфа  на ахромате идентична съемке на АПО такого же размера или есть грабли?

[Дмитрий Маколкин]

Дмитрий! Я тут подумал, а возможно ли собрать CCD фильтры в некую сборку, допустим, для ахромата, чтобы компенсировать хроматическую аберрацию при астросъемке?

Можно подобрать толщины подложек фильтров таким образом, чтобы при съёмке с ахроматом не надо было бы перефокусироваться при смене фильтров. Но набор таких фильтров будет строго привязан к определенному фокусному расстоянию объектива-ахромата и виду хроматической коррекции (она может быть разной).

И ещё,  будет ли съемка в узкополоснике Н альфа  на ахромате идентична съемке на АПО такого же размера или есть грабли?

Полоса узкополосного фильтра достаточно мала чтобы хроматическая аберрация ахромата не сказывалась на качестве. Если сферическая аберрация у такого объектива в красных лучах хорошо исправлено, тогда можно и поснимать. Другое дело, что корректор поля всё равно будет нужен, если нужно мало-мальски большое поле.

[Alex1958]

Дмитрий! Я тут подумал, а возможно ли собрать CCD фильтры в некую сборку, допустим, для ахромата, чтобы компенсировать хроматическую аберрацию при астросъемке?

Можно подобрать толщины подложек фильтров таким образом, чтобы при съёмке с ахроматом не надо было бы перефокусироваться при смене фильтров. Но набор таких фильтров будет строго привязан к определенному фокусному расстоянию объектива-ахромата и виду хроматической коррекции (она может быть разной).

И ещё,  будет ли съемка в узкополоснике Н альфа  на ахромате идентична съемке на АПО такого же размера или есть грабли?

Полоса узкополосного фильтра достаточно мала чтобы хроматическая аберрация ахромата не сказывалась на качестве. Если сферическая аберрация у такого объектива в красных лучах хорошо исправлено, тогда можно и поснимать. Другое дело, что корректор поля всё равно будет нужен, если нужно мало-мальски большое поле.

Ага, т.е. халява, типа "прикуплю потолще фильтров и буду снимать как на АПО", не прокатывает. А вот ответ на второй вопрос обнадёживает.
Спасибо, попробуем.

P.S. Фильтр На 3нм на ахромате SW150 будет бомба. Фильтр всё равно решил купить, ахромат SW есть, редьюсер для 1200 фокусного имеется,кто мешает попробовать ?. В основном, при нашей погоде, только водород успеваю снимать.

[ekvi]

Если применить блок цветных фильтров

А если применить полосные интерференционные? и не во входном зрачке, а перед окуляром?
Только всё это как-то ближе к шоу, чем к науке: будет ли от этого какой-то прок (кроме "навара"(?

[Грехов Михаил]

При этом линза должна не только смещать изображение туды-сюды.... но и каким-то образом исправлять существенную сферическую аберрацию для данной длины волны (то бишь сферохроматизм главной линзы). То есть вполне возможно тоже на ней наводить асферику. С учетом того, что у нас одна линза асферическая (но не ахромат), то она будет хорошо работать только для одной длины волны-допустим зеленый. А в другие-будет резкий свал качества изображения.

Далее-поле такой системы. Ясно и понятно, что линза будет весьма по-разному работать для разных пучков. Какой-то пучок пройдет через центр и будет гуд, а какой-то по краю линзы- и это что-то еще внесет....

Не мудрите. Для классического ахромата есть рассчитанный VD и реально существующий Хромакорр.

[ysdanko]

Если применить блок цветных фильтров вращающийся быстрее 20 оборотов в секунду, то можно получить полноцветное изображение.

На самом деле для трех фильтров потребуется не 20 оборотов в секунду, а 60.  При такой скорости вращения, для исключения вклада от вибрации, потребуется очень точная балансировка всех вращающихся масс.  Если вспомнить о требованиях насчет 1/4 "лямбды" для качественного изображения, то задача сбалансировать всю эту вращающуюся хню (да еще и с разной толщиной для каждого фильтра) становится совершенно не реальной.

[md]

Одиночная линза требует применения узкополосных фильтров. Ахромат позволяет использовать широкополосные фильтры. Оптимальное качество цветного изображения получается при использовании красного, желтого, зеленого, синего и фиолетового цвета.  Необходимо также использовать  обтюратор аналогичный кинопроекторному.
Острота цветного зрения максимальна для желто-зеленого цвета, меньше для красного и очень мала для сине-фиолетового. По этому сферическая аберрация должна быть исправлена полностью только для зеленого цвета. Главное - устранить ореол расфокусированных синих, красных и особенно фиолетовых лучей.
Это устройство целесообразно применять для длиннофокусных ахроматических рефракторов диаметром от 200-300 мм.

[Грехов Михаил]

Острота цветного зрения максимальна для желто-зеленого цвета, меньше для красного и очень мала для сине-фиолетового. По этому сферическая аберрация должна быть исправлена полностью только для зеленого цвета.

Это не так. Вы что-то путаете. От длины волны зависит не острота зрения, а его чувствительность. Так называемая кривая видности глаза. Но изображение в красном и зеленом мы видим так-же резко, так и в зеленом.

Это устройство целесообразно применять для длиннофокусных ахроматических рефракторов диаметром от 200-300 мм.

Этого устройства еще нет. Оно только в теории. Вам Дмитрий говорил, что линза должна быть неподвижной. для частоты 1/60 секунды - малореально.

Ахромат позволяет использовать широкополосные фильтры.

Для ахромата есть Хромакорр.