Улучшение оптических качеств очковых линз.

[Shagron]

  Короче, нужно мне сделать обьектив для WEB-камеры из как можно более дешевых линз. Погрешности полировки у них дают искажения поменьше чем размер пикселей у камеры. Но вот сферическая и хроматическая аберрация... их не мешало бы устранить.
  Я конечно не считаю возможным создание хорошего ахромата из этих линз - это утопия, которая, между прочим, обсуждалась уже здесь пару лет назад (тогда я был тут зарегистрирован под другим логином). Насколько я помню, изготовление такого обьектива признали абсолютно невозможным. Но ведь ЧАСТИЧНОЕ устранение хроматической аберрации возможно? Достаточно чтобы кружок рассеяния был меньше чем пиксели у камеры. Но вот проблема - я не знаю какое число аббе у используемых для очковых линз стекла и пластмассы... А вот сферическую аберрацию устранить очень просто - нужно 2 линзы, положительную около 2 диоптрий и отрицательную около -0,5, сложить вместе, причем положительную выпуклостью наружу, а отрицательную - внутрь.
  Но это лишь предположение - в рассчетах я использовал формулу для плоско-выпуклой линзы, так как для мениска не нашел. На деле скорее всего нужно другое сочетание.

[null]

Я конечно не считаю возможным создание хорошего ахромата из этих линз - это утопия, которая, между прочим, обсуждалась уже здесь пару лет назад (тогда я был тут зарегистрирован под другим логином). Насколько я помню, изготовление такого обьектива признали абсолютно невозможным.

Были тут такие самые полезные пользователи.

[Дрюша]

Как-то я тут долго считал на Земаксе компенсатор сферической аберрации и комы для светосильного сферического зеркала (280/1250) из очковых стёкол. Схема была расчитана в соответствии с принципами Теребиджа (не возлагать на линзы "силовых" функций) и в результате, они практически не вносят хроматизма (хотя все они сделаны из одного стекла, не важно какого, но я закладывался в расчётах на K8). Совместными усилиями с некоторыми форумчанами удалось получить весьма неплохие (теоретически, в виртуальных моделях) дизайны, которые обещали дифракционное качество на поле больше чем то позволяет получить самый наглый (телевьюшный) окуляр соответствующего фокуса (чтобы было видать дифракцию, то есть, фокусом миллиметров 5-6). Но. Когда я купил эти очковые стёкла, то несколько разочаровался в них. Не знаю, чем и как их там шлифуют-полируют (я брал слекло, а не пластик), а завал по краю виден даже невооружённым глазом. Впрочем, эти периферийные зоны, затронутые завалом, наверняка обтачиваются при подгонке к оправе очков. Но я брал неофацетированные линзы (как полуфабрикаты для изготовления очков) диаметром 63мм. Причём, периферийные зоны у меня там тоже включены в работу.

А чего, собственно, надо? Сделать компенсатор для существующего объектива? Тогда нужна его расчётная схема (все диаметры, радиусы, толщины, зазоры...) Она - есть? Иначе - откуда знать, какие аберрации, вообще, компенсировать?

Или надо вообще заменить объектив на более хороший? А какой? Кругом продаются цифромыльницы с 8-12 мегапикселами, у которых написано ASPH, ED и т.п. Правда, светосила... А веб-камера - это в самом хорошем случае 1.3 или 2 мегапиксела (1600х1200 - это крутое разрешение для вебок, чаще бывает 640х480 - это 0.3 мегапихела). Яполагаю, что даже класа "ахромат" нормальный объектив сделать можно для таких целей. Даже если смасштабировать какой-нибудь Индустар-61 или Гелиос-81 (даже Гелиос-44), "Волну", "Зенитар" на формат веб-камеры, то получется конфетка. И пока никаких ЕD- стёкол. ЕD/APO по-хорошему надо начиная от 6-7 мегапиксел.

[Shagron]

  Ну, во первых, я в астрофотографии новичок - до этого только пялился в телескоп с довольно посредственными техническими данными. И хочу начать с самой дешевой аппаратуры какая только есть.
1) Купить веб-камеру 800х600 пикселей за 10 евро.
2) Выкрутить ее сферхкороткофокусный обьектив
3) Закрепить камеру вместо окуляра в телескоп сделанный из самых дешевых линз - очковых. Но некоторое исправление аберраций нужно.  Если не удастся устранить хроматизм то буду фоткать через светофильтр черно-белые фотки.
  Диаметр собираюсь делать 50 мм, фокус обьектива - 600-700 мм. Есть рассчет, но он скорее всего неправильный, так как я применял к менискам формулу для плоско-выпуклых линз взятую из книги Сикорука (другой литературы увы нет). Сей достойный двоечника документ прилагаю...
P.S. сдуру сохранил в pdf а в OpenOffice сохранять не стал - так что получилось read-only...

[Дрюша]

А какой там размер матрицы? (самому интересно!). Поделив на 800 и 600 можно получить размер пиксела.

Но очковые в стёкла стёкла в этом качестве - адназначна фтопку. У них кружок рассеяния измеряется миллиметрами. Диафрагмировать до 10-15 мм позволяет уменьшить аберрации, но вряд ли это удовлетворит Вас. Проще взять какой-нибудь ахромат (да хоть бы от трубы типа "Турист"). На барахолках их можно встретить по сходной цене. Мне больше нравилась "Турист-2": у неё только 2 колена, и фиксация на байонет. Но сейчас её уже не делают. А с рук - рублей за 500-700 взять можно (в Митино я видал). Ещё хороша ЗРТ-457...

Но скорее всего, подойдёт любой фотообъектив. Таир-3, например...

А фокус 600-700... Не многовато ли? К нему надо хороший гид, монтировку тоже серьёзную.... Как минимум, как у Мицара-М с приводом. Мож, лучше начать с поменьше? Взять более светоситьный и короткофокусный фотообъектив. Скажем, "Калейнар-5" очень приятно рисует при фокусе 100 мм (он считается длиннофокусником для формата 24х36 мм, а для размера матрицы веб-камеры, наверное, будет эквивалентен МТО-1000). Правда, диаметр у него 37 мм, а не 50, но сопоставимо. Ну, есть ещё Юпитер-37А, куча разных "Таиров" и "Юпитеров", "зоннаров" и т.п. Я бы попробовал "Гелиос-40" с фокусом 85 мм и диаметром около 60 мм (1:1.5). Правда, говорят, у него разрешалка, говорят, не ахти... Но 25 линий по центру - вытягивает. Это кружок не более 40 мкм. Авось, для вебки - сойдёт?

[aix357]

  а может (если есть желание) зеркало сделать? а приёмник из вебки вытащить и вместо диагоналки пристроить - это если чистый астрограф планируется?! думаю это будет проще реализовать...

[Дрюша]

Зеркало - сделать? А может, лучше заказать? А ещё лучше - купить инструмент на монтировке? Для такого дела как астрофото гораздо сложнее и дороже чем оптика обойдётся механика.

Насчёт очковых линз. Посмотрел я "расчётные данные". Там про плоско-выпуклые линзы. С менисками - хуже. Но. Если даже удастся полностью ликвидировать сферическую и кому, то если линзы сделаны из одного материала, то поперечный хроматизм при диаметре линз 50 мм составит примерно 0.4 мм в диаметре. Это если стёкла из К8. Если бы они были из флюорита, то могли бы дать кружок рассеяния 0.25 мм. Вас это устраивает?

Но это если качество исполнения линз - идеальное. А на самом деле - увы и ах.

[aix357]

Зеркало - сделать? А может, лучше заказать? А ещё лучше - купить инструмент на монтировке? Для такого дела как астрофото гораздо сложнее и дороже чем оптика обойдётся механика.

Можно и заказать и купить раз на то пошло... Не думаю что зеркало (хотя б даже и парабола) диаметром 60-80 мм с покрытием обойдётся в порядки раз дороже чем заказ(подбор) нужных линз... Зато плюсов сразу 2 - нет сферической нет хроматизма!
Если приёмник крепить в главном фокусе то ещё один плю(ну впринципе как и у рефрактора) снижаются требования к юстировке, т.к. нет промежуточных зеркал...
Единственные минусы: экранирование и порядок цен на 2(3,4,5...) линз и 1(2)зеркальца среднего качества и небольшого диаметра...

[Shagron]

  Razbiratj kameru vsjo taki ne hotelosj by...  a s objektivom ja pridumal bolee racionaljnyj variant: objektiv ot binoklja + sootvetstvujuschaja linza barlou (uvelichenie dast gigantskoe - vedj fokusnoe rasstojanie budet v 100 raz boljshe chem u rodnogo objektiva, esli ne boljshe... diametr tozhe ogromnij dlja takoj matricy). No ostajotsja vopros - mozhno li v kachestve barluhi ispoljzovatj ochkovuju linzu obrezannuju do 30 mm v diametre? Sam objektiv 40 mm i fokus okolo 300... mne nuzhno 600... + ja hochu obespechitj vozmozhnostj nabljudenij v okuljar, a kamera chtoby pridelyvalasj tem zhe sposobom chto i okuljar, zhelateljno bez perefokusirovki (chtoby glazom najti, potom pomenjatj okuljar i fotografirovatj).

P.S. translitom pishu potomu chto ja shas v biblioteke gde na kompah net kirillicy

[Дрюша]

Заказать зеркало будт дешевле чем ЗАКАЗАТЬ линзу. У линзы 2 поверхности (а ещё косина может быть, которую надо контролировать), имеет значение качество стекла... А уж если линзы - две, то тем более.

Хотя готовую оптику фотографического качества (из многих линз, с просветлением) можно ВЗЯТЬ (купить, в т.ч. на барахолках, с рук) много дешевле чем даже сама эта веб-камера.

Но. Если Вы собрались заняться астрофото, то достойная монтировка обойдётся ещё дороже.

[Забелин Илья]

  Мне кажется, что человеку нужен Рубинар 5,6- 500 МАКРО. Компактно, довести до ума, раз человек своими руками хочет все сделать и будут звезды точками на вебке.

   С уважением Илья

[Дрюша]

Ну, Рубинар, - он денег стоит. А почему тогда не 80ED? К нему захочется ещё тушку поприличнее. С полноразмерной матрицей. А тут человеку, вроде бы, критична цена...

[aix357]

Но. Если Вы собрались заняться астрофото, то достойная монтировка обойдётся ещё дороже.

Да. С этим даже спорить не буду. В своё время MaxMan на Астрополисе обьяснил что и к чему в астрофотографии!

[Shagron]

Короче, я пойду самым простым путем - выкручу обьектив из бинокля. Уж там то кружок аберраций никак не будет больше пиксела - его ведь и в окуляр не видно. А монтировка насколько я понимаю пойдет самая простая - выдержки на вебке все равно реализовать невозможно - в ней нет функции накопления световой энергии. Если показывает - то сразу, а если нет - то никакая выдержка не поможет.
  Кстати, мой первый опыт с вебкой могу показать, если друг скинет (я ему скинул а потом format c: ). Там луна через окуляр бинокля сфоткана - 3 кадра. По качеству полный отстой, но я держал бинокль в руках и прижимал вебку к окуляру - целью эксперимента было просто узнать какого размера будет луна на фото.

[Грехов Михаил]

Хммм а стоит ли ради вебки курочить бинокль а? Потом остальную часть куда? в монокль переделать, на полку пылится? Купите лучше какую нить подзорную трубу (типа Турист или ЗРТ) и крячьте из неё. Или порыскать по барахолкам и попытаться там что нить старое достать совковых времён. Типа объектива БШР, МШР.

[Дрюша]

Ах, да, совсем упустил, что речь идёт о вебке, а не о цифромыльнице! Ну, в таком случае специализация - только Луна, планеты, Солнце... А ещё автогид из неё сделать можно. Но тогда я вообще смысла не пойму ккие-то очковые стёкла прилаживать. Тут надо либо просто тупо уткнуть её в окуляр, либо делать окулярную камеру, окулярный микроскоп... И, кстати, тогда монтировка с приводом тоже не помешает.

[Забелин Илья]

  Не советую использовать объектив от бинокля. Он исправлен на сферическую с учетом призм. Поэтому в вебку пятно аберраций будет куда больше одного пикселя. Да и откуда Вы можете увидеть в бинокль кружок аберраций при таком зрачке? Для этого нужно увеличение порядка 100 крат.

    С уважением Илья

[Shagron]

  На местном блошинном рынке (а он всего каких 200 м² занимает) оптики мало... Надо в Ригу ехать (43 км, то есть минут 40 на поезде + автобус до блошинки)

[Грехов Михаил]

Гм. А как понять "исправлен на сферическую с учётом призм"? Я так понимаю, что призмы в бинокле ради того, чтобы сделать изображение прямым. И если они выполнены оптически точно и идеально установлены, то никакого вклада в ошибку волнового фронта не вносят... Разве что дико жрут контраст и светопропускание и в целом, если они криво установлены, (бракованный бинокль) то могут тогда ухудшать изображение.

[Дрюша]

Не совсем. В непараллельном пучке (а в бинокле он там сходящийся) призма или пара оных оптически эквивалентны довольно толстой плоско-параллельной пластинке (две призмы практически работают как одна плоско-параллельная пластина, ибо воздушный промежуток между ними очень мал). Но ППП вносит довольно заметную сферическую и ХРОМАТИЗМ. Можете проверить на Земаксе. Возьмите модель параболического зернала и введите ППП толщиной... Ну, хотя бы, миллиметров 60. Но. Никто не мешает оптимизировать ВСЮ систему в комплексе вместе с призмами (или эквивалентной ППП). Что там подправить - я не знаю (Зяма сам придумает в процессе оптимизации), но очевидно, объектив, оптимизированный с учётом призм, будет отличаться от такового, который оптимизирован без них.

А, вот, что рассеивают и поглощают... Если они грамотно просветлены, по отражают и рассеивают очень мало, а поглощают - вообще ничтожно мало (доли процента). Так что, сейчас это не самая большая проблема.