Заокулярная фотогафия и виньентирование

[Вячеслав]

Я напоследок еще раз влезу...Про виньетирование-таки не ко мне, но по WOшным  DCL похже, только тут http://groups.yahoo.com/group/William-Optics/  ответить могут

[Платонов Вячеслав]

Чтобы не было виньетирования надо, согласовать выходной зрачок телескопа и входной зрачок фотоаппарата. Подобрать это можно с помощью zoom"а на фотоаппарате или регулируя расстояние между окуляром и объективом фотаппарата, подбором окуляра. Если не получится, то данный фотоаппарат не приспособлен для съемки через окуляр и остается только курить бамбук.

[Пецык Алексей]

Тогда получается, что любой фотоаппарат, у которого диаметр объектива, больше глазной линзы окуляра - а таких большинство, за исключением мелких мыльниц - не пригоден для окулярного фото. Ведь из окуляра выходит параллельный пучек, а не расширяющийся. И если фотоаппарат строит изображение всей площадью объектива, то на края передней линзы просто ничего не попадет.

[AstroNick]

Тогда получается, что любой фотоаппарат, у которого диаметр объектива, больше глазной линзы окуляра - а таких большинство, за исключением мелких мыльниц - не пригоден для окулярного фото.

Так можно и обратное сказать - про окуляр, диаметр глазной линзы которого меньше, чем диаметр данного объектива. Тогда нужно просто взять другой окуляр. Я бы не назвал свой Olympus C-4000 "мелкой мыльницей", а он прекрасно сочетается с 25-мм симметричным окуляром от НПЗ (1."25). А если на 2" окуляры перейти, то круг пригодных к таким съёмкам фотоаппаратов ещё расширится.

[Ernest]

любой фотоаппарат, у которого диаметр объектива, больше глазной линзы окуляра - а таких большинство, за исключением мелких мыльниц - не пригоден для окулярного фото

Это не верно. То есть совершенно неверно.
Фотоопарат, во-первых, не обязан строить изображение "всей поверхностью передней линзы", как правило пучки на передней поверхности имеют ограниченный размер (они ограничены диафрагмой, которая расположена внутри объектива). А, во-вторых, диафрагмируя до значений 1:8, 1:16 (а некоторые и еще больше) всегда можно согласовать диаметр входного зрачка фотобъектива с диаметром выходного зрачка телескопа (окуляра). Ну и , наконец, это совсем не надо делать - много не мало - через большую дырку легче согласовывать зрачки по положению.

Надо будет нарисовать на досуге схему согласования зрачков, а то народ в этих трех соснах плутает как в дремучем лесу.

[Пецык Алексей]

У меня Коника-Минольта А200 ну никак не хотела стыковаться с ДипСкай 2" 30мм - все равно виньетирование вылезало.   
Надо будет еще повнимательнее попробовать... Может чё не так делал 

[Slava-T]

Мне вот удалось победить виньентирование

[Slava-T]

Немного про камеру.
   Как удалось установить эксперементально, камеры с матрицей 1/1.8" дают не очень красивую картинку за окуляром. Теорию подвести под это не могу, так как не знаком с теорией построения изображения за окуляром ...
   До этого я снимал камерой Canon A510 в которой был удален объектив, а фокусировочный узел выполнял роль окуляра. Снимки получались ну более-менее приемлемые для меня. По крайней мере не надо было использовать адаптер для крепления камеры, работал автофокус ...
   Недостатки? Да можно сказать, что их не было. Но стремление улучшить камеру, процесс съемки и качество снимков в итоге превратили ее скорее в опытный образец чем инструмент пригодный для фотосъемки.
   Но снимать хочется. Пришлось приобретать новую камеру. Что из этого вышло написано в начале темы.
Виньентирование и т.д. Меня такая ситуация не устроила. Имея опыть сборки разборки цифровиков Canon я постарался реализовать в новой камере, то, что мне так нравилось в предыдущей. Единственное отличие перед фокусировочным узлом пришлось влепить plossl 20 мм.

[KMM]

А вот Сатурн в окуляр мне поймать никак не удавалось Бывает появится и тут же исчезнет на экранчике Снимал все с рук, разумеется, ибо никаких адаптеров и полочек у меня пока нет.

А мне вот вечерком удалось пофоткать Сатурн сквозь тонкие облака... С таким же Каноном А610... Всё с рук!

Есть ещё такой путь к победе над виньетированием. Надо чтобы выходной зрачок окуляра совместился с входным объектива. Вынести зрачок окуляра элементарно: надо поставить отрицательную линзу перед окуляром, как вы уже все догадались, эта линза Барлоу!
Поэтому у вас с короткофокусником было всё ОК, ведь там же первая к зеркалу телескопа (объективу) линза - отрицательная.

Вот фотки. Обработка на скорую руку , так что не взыщите... Да и сфокусироваться толком не выходило...
Надо бы ещё посидеть над обработкой, но то потом, а пока такое выкладываю, для засвидетельствования принципиальной возможности применения такого метода съёмки.

[KMM]

Вообще, на А610 шумы какие-то странные, вот и получается порой угловатый Сатурн  . М-да... А510 лучше... Хоть и делает он 10 кадров в секунду при 640х480...

[Ernest]

F окуляра = F фотоаппарата * A телескопа/ A фотоаппарата.

Скажем 250 мм апертура объектива телескопа (А=250 мм), 1:4 - относительное отверстие объектива фотоаппарата, получаем фокус окуляра по этой формуле  F окуляра = 4*250 = 1000 мм. Не многовато? Пишете формулы, позаботьтесь об их проверке, обосновании и описании параметров.
Вы, вероятно имели ввиду, что-то вроде f'ок < f'об*f'ф/(k*D), где f'ок - фокус окуляра, f'об - фокус объектива телескопа, f'ф - фокус фотоаппарата, k - диафрагменное число (например для 1:4, к = 4), D - диаметр апертуры телескопа.

Т.к. диафрагма объектива в большинстве фотоаппаратов находится очень "глубоко",вынос зрачка
окуляра должен быть не менее 20 - 25 мм.

Зависит от конкретного фотообъектива и выставленного в момент съемки зум-фактора (на больших "увеличениях" входной зрачок фотообъектива обычно ближе к его первой поверхности, да и его диаметр возрастает). Надо пробовать, чем более короткофокусный окуляр использован, тем обычно лучше качество результата.

По моему, оптимальным окуляром для светосилы 1:10 будет плёссл с фокусным расстоянием 25-30мм

При таких фокусах он уже вносит заметные собственные аберрации, если есть возможность стоит использовать меньшие фокусы.

[Ernest]

У телескопа нет диафрагменного числа, оно есть у объектива телескопа.

[Mihail Sedyh]

Входной зрачок объектива фотика является изображением апертурной диафрагмы в предлежащей части оптической системы в обратном ходе лучей. В общем случае он может быть мнимым....

Надо будет нарисовать на досуге схему согласования зрачков, а то народ в этих трех соснах плутает как в дремучем лесу.

Эрнест, это было бы крайне полезным....

[sikoruk]

Этот вопрос обсуждается уже несколько лет. Странно, что до сих пор так и не появилась ясность. Все довольно просто. На верхнем рисунке изображена принципиальная схема широкоугольного объектива с увеличенным задним  отрезком. Такие широкоугольные объективы применяются в зеркальных фото- и кинокамерах.

Параксиальный пучок (пучок, идущий вблизи и параллельно оптической оси) падает на первую отрицательную компоненту объектива (компонента может состоять из нескольких линз, но мы считаем, что она работает как отрицательная линза). После преломления пучок несколько рассеивается и падает на положительную компоненту. Она собирает пучок в точке фокуса, F.
Если теперь крайние лучи падающего пучка мысленно продлить от отрицательной линзы до пересечения с лучами, сходящимися перед точкой фокуса (голубые пунктирные линии), через точки пересечения можно провести плоскость, которая в оптике называется главной плоскостью. Это воображаемая плоскость. Она только показывает место, где можно расположить такую одиночную тонкую линзу, которая заменила бы собой весь объектив: фокусное расстояние, угол зрения, относительное отверстие.

Фокусное расстояние измеряется от главной плоскости объектива до его фокальной поверхности. Таким образом, у некоторых широкоугольных объективов фокусное расстояние может быть меньше вершинного отрезка, который начинающие оптики принимают за фокусное расстояние.

В главной плоскости расположен входной зрачок объектива, а в непосредственной близости с ней – диафрагма. Входной зрачок объектива камеры легко увидеть, как и выходной зрачок телескопа. Для этого нужно заглянуть в объектив спереди, если сам объектив вынуть из камеры и направить его задней стороной к светлой стене. У обычных объективов выходной зрачок это мнимое изображение апертурной диафрагмы объектива. У широкоугольных объективов оно уменьшенное, а у телеобъективов – увеличенное.

Если фокусное расстояние меньше вершинного отрезка, диафрагма располагается внутри объектива на заметном расстояние от входного зрачка. Это ведет к появлению отрицательной (бочкообразной) дисторсии. Например, у объектива ОКС-10 к кинокамере «Конвас-автомат» фокусное расстояние 10 мм. а задний рабочий отрезок около 18 мм. Это приводит к дисторсии, которая по моим оценкам у ОКС-10 составляет примерно 8-9%. Это немного по сравнению с теми импортными афокальными насадками, с помощью которых московские операторы снимают здание Государственной думы, Министерство иностранных дел и др.
Ниже широкоугольного объектива изображена принципиальная схема телеобъектива. Попутно замечу, что длиннофокусный объектив и телеобъектив – это сосем не одно и то же, как думают многие.

Положительная компонента собирает параллельный пучок в точку своего фокуса. Но на пути сходящегося пучка установлена отрицательная компонент, которая уменьшает сходимость пучка. В результате точка фокуса смещается дальше от объектива, а главная плоскость перемещается вперед, иногда (МТО-1000, все «кассегрены») далеко вперед. От этого при относительно малых габаритах телеобъективы имеют достаточно большое фокусное расстояние. Входной зрачок телеобъективов расположен в его главной плоскости. Диафрагму стараются расположить здесь же, но часто это не возможно. Тогда возникает положительная (подушкообразная) дисторсия. У телеобъективов она мало заметна из-за того, что поле зрения этих объективов обычно мало.

Теперь главное. Современные фото- и видеокамеры снабжаются трансфокаторами – объективами с переменным фокусным расстоянием. В одном положении такой объектив работает как широкоугольник с удлиненным рабочим обрезком, а в другом положении как телеобъектив.

При «наезде» его задняя главная плоскость вместе с входным зрачком  выдвигается вперед, при «отъезде» – назад. Этим и объясняется, что для совмещения выходного зрачка телескопа и входного зрачка фотоаппарата нужно наехать, чаще всего примерно на половину максимального фокусного расстояния трансфокатора.

Что касается совмещения зрачков, то проще всего это наблюдать в опыте. Прильните глазом к окуляру телескопа, подзорной трубы или бинокля, направленных на небо или белую стену. Глядя в окуляр, вы видите полностью невиньетированное поле зрения. Теперь начинайте медленно отодвигать глаз от окуляра. Вскоре вы увидите, как поле резко уменьшилось в диаметре и вскоре стало обычным светлым кружком. Еще немного отодвинув глаз, вы увидите обычный выходной зрачок. 
Снова совместив зрачок глаза с выходным зрачком окуляра, вы увидите полностью освещенное поле.

KMM:
<<Есть ещё такой путь к победе над виньетированием. Надо чтобы выходной зрачок окуляра совместился с входным объектива. Вынести зрачок окуляра элементарно: надо поставить отрицательную линзу перед окуляром, как вы уже все догадались, эта линза Барлоу!>>

Это действительно так. Но при использовании линзы Барлоу соответственно возрастает масштаб изображения и пропорционально сокращается поле зрения. Того же эффекта мы добиваемся без линзы Барлоу, просто «подъехав» на трансфокаторе к окуляру телескопа.


Ваш  Л. Сикорук.

[sikoruk]

Прошу прощения за ошибку с размерами рисунка.

Л. Сикорук.

[KMM]

Уважаемый sikoruk!
Спасибо за ясное и чёткое расъяснение теории! Подобные рассуждения и я когда-то провёл, а потом пришла практика... Интересно, а вы сами снимали через окуляр цифромыльницами? Какими моделями?
В теории оно всё хорошо и просто, а вот на деле... Я работал с тремя цифромыльницами: Canon PowerShot A510, Canon PowerShot A610 и Minolta DiMage S304 телескопе системы Ньютона, использовал МБСовские окуляры и в качестве линзы Барлоу - телеконвертер ТК-2.
У Canon PowerShot A510 виньетирование исчезало где-то на средних значениях зума (а то и меньших, не помню точно, давно уже юзал) с 8х-окуляром (он системы Кёльнера - для тех, кто не знает).
У Minolta DiMage S304 ни при каком зуме, ни при использовании различных увеличений конвертера, в общем никак не удалось добиться, чтоб хоть на полкадра растянуть невиньтированную область...
А Canon PowerShot A610 ещё не попользовал вдоль и поперёк на живом (недавно он мне попал в руки), но могу сказать, что данный фотоаппарат занимает промежуточное место в этом рейтинге .
В общем, у каждого фотоаппарата свои особенности, поэтому часто приходится применять не один или другой метод, а все сразу.

[KMM]

Для примера сейчас наснимал А610 потолок через 164мм ньютон и 8х окуляр МБС.

[KMM]

Первый снимок на минимальном зуме - фокусное 7,3 мм, диафрагма 2,8; второй - фокусное 9,6 мм, диафрагма 3,2; третий - фокусное 12,6 мм, диафрагма 3,5; четвёртый на максимальном зуме - фокусное 29,2 мм, диафрагма 4,1.
Как видно по снимкам, ситуация куда более сложная... Возможно, всё усложняется перемещением и самой диафрагмы.
Плохо, что равномерно освещённым получается кадр, когда остальная часть кадра просто чёрная!

Кстати, обратите внимание, при увеличении зума, увеличивается и световой диаметр! 2,6мм; 3мм; 3,6мм; 7,1мм... Интересно, такое явление в цифромыльницах встречается повсеместно? 

[KMM]

Применение линзы Барлоу даже с маленьким увеличением заметно улучшает картинку: поле зрение почти полностью равномерно освещённое, "чёрных" областей совсем нет, это всё начиная уже со средных значений зума.

[sikoruk]

KMM:
<<Интересно, а вы сами снимали через окуляр цифромыльницами? Какими моделями?>>

Снимал. Но не мыльницами. Я профессиональный кинооператор. Снимал через телескопы, микроскопы, подзорные трубы. Например, в моей книге «Любительская астрофотография» (1986 г.) помещен снимок затмения Луны, сделанный «Зенитом» через подзорную трубу «Турист».
Дешевые цифровые фотоаппараты  считаю мало пригодными для целей любительской астрономии. Поэтому в любительской астрономии использую бытовую цифровую видеокамеру Panasonic NV GS15, которая у меня для семейной хроники. До этого снимал предыдущей моделью NV GS65, а еще раньше аналоговой С-VHS. Причина в том, что у видеокамер больше диапазон фокусных расстояний и есть возможность сделать практически неограниченное количество кадров для дальнейшей обработки с частотой 25 кадров в сек.
Цифровые же фотоаппараты интересны, начиная с 1000 долл., когда у камеры снимается объектив. В этом случае камера годится практически для всех видов работ, а для Луны и планет используется с окулярной камерой без всяких проблем.

<<В общем, у каждого фотоаппарата свои особенности, поэтому часто приходится применять не один или другой метод, а все сразу>>.

Скорее всего, дело только в различной величине максимального фокусного расстояния трансфокатора.  Судя по Вашим снимкам, у трансфокатора Вашего фотоаппарата недостаточно большое фокусное расстояние при «наезде».

<<Первый снимок на минимальном зуме - фокусное 7,3 мм, диафрагма 2,8; второй - фокусное 9,6 мм, диафрагма 3,2; третий - фокусное 12,6 мм, диафрагма 3,5; четвёртый на максимальном зуме - фокусное 29,2 мм, диафрагма 4,1.
Как видно по снимкам, ситуация куда более сложная...>>

Относительное отверстие и действующее отверстие трансфокатора здесь не играет существенной роли, т.к. при больших фокусных расстояниях объектива камеры светосила определяется выходным зрачком телескопа, его величина постоянна с одним и тем же окуляром. При увеличении фокусного расстояния камеры уменьшается эквивалентное относительное отверстие всей системы. Отсюда падение освещенности на матрице. Так что в принципе ничего особенно сложного здесь нет.

Ваш  Л. Сикорук.