Bino-Fokusproblem bei Skywatcher 150PDS

[DiffuserUser]

Hallo zusammen,

voller Vorfreude habe ich meinen neuen Newton ausgepackt und wollte ihn so gleich mit meinem Classic Maxbright Bino ausprobieren. Der Frust war groß, denn ich komme nicht in den Fokus. Schnell hier gesucht und auch folgenden Beitrag gefunden: Fokusproblem Binokular am Dobson.

Dort haben Felix und Olli einen Vorschlag zur Innenverlagerung des GWKs gemacht. Gleich nachgemacht. Nun stellt sich aber noch folgende Frage (kommt weiter unten).

Ich kann mit einer 5cm vorgelagerten 1,25 GWK-Linse Nachbars Schornstein in 30m Entfernung scharfstellen. Durch das Vorlagern des GWK verändert sich der Vergrößerungsfaktor des selbigen:
Wikipedia sagt zur Barlow:
v = 1-a/f
Dabei ist die Vergrößerung im Originalzustand v=1.25, der Bildabstand a im Bino 110mm. Es ergibt sich eine Brennweite f der Barlow von -440mm
Durch die Vorverlagerung erhöht sich nun der Bildabstand a auf 160mm. Dann ist die Vergrößerung v = 1-160/-440 = 1.36x

Dann gab es noch die Linsengleichung, mit der man ausrechnen kann, wie viel Fokus mir noch zum Scharfstellen im Unendlichen fehlen: 1/b + 1/g = 1/f
b ist die Bildweite (der Fokus für ein bestimmtes Objekt), g ist der Abstand zum Objekt.
f ist für meinen Newton dann 750mm x 1.36 = 1020mm. Für Unendlich ist f gleich b.

Zum Schornstein ist die Bildweite b = 1 / (1/f - 1/g) = 1056mm.
Es fehlen mir also 36mm zum Fokus (Differenz von b_unendlich zu b_30m).

Wenn ich jetzt den 1.25 GWK durch den 1.7GWK ersetze und zwar direkt am Bino (so wie laut Anleitung auch sein soll), erhöht sich f auf 1275mm. Das sind 219 mm mehr als bisher.
Entsprechend müsste ich dann um 219-36=183mm weiter nach hinten! Das fühlt sich irgendwie falsch an und ich hoffe, dass ich da einen Denkfehler habe.

Wenn dem so wäre, komme ich ja wieder nicht in den Fokus, weil diesmal viel zu weit draußen. Wer schlaut mich bitte auf?

Viele Grüße,

Andy

 

[P_E_T_E_R]

Wenn ich jetzt den 1.25 GWK durch den 1.7GWK ersetze und zwar direkt am Bino (so wie laut Anleitung auch sein soll), erhöht sich f auf 1275mm. Das sind 219 mm mehr als bisher. Entsprechend müsste ich dann um 219-36=183mm weiter nach hinten! Das fühlt sich irgendwie falsch an und ich hoffe, dass ich da einen Denkfehler habe.

Hallo Andy, eine Barlow bzw. ein GWK verschiebt zwar den Fokus nach außen, aber nicht annähernd so weit, wie du aus der effektiven Brennweitendifferenz berechnest:

Mit dem Barlow-Formalismus (*)

f .......................................................... absoluter (positiver) Wert der eigentlich negativen Brennweite der Barlow
a = [(M - 1) / M] f ........................ Abstand der Barlow vor dem originalen Teleskopfokus
b = (M - 1) f .................................. Abstand der Barlow vor dem verschobenen Fokus
M = b / a ........................................ Vergrößerungsfaktor der Barlow
Δ = b - a ......................................... Fokalverschiebung

(*) Beachte die abweichende Vorzeichenkonvention gegenüber der Wikipedia, außerdem: "b" entspricht dem Abstand "a" bei Wikipedia!

Eigene Grafik

Konfiguration     GWK     f      a      b     M = b/a   Δ = b - a
                         (mm)   (mm)   (mm)              (mm)

     1a          1,25   440     88    110     1,25        22
     1b          1,25   440    118    160     1,36        42
     2a          1,7    260     88    150     1,7         62
     2b          1,7    260    118    210     1,78        92

Wie man sieht, ist die von der Barlow bewirkte Fokalverschiebung Δ = b - a wesentlich kleiner als die effektive Brennweitendifferenz (M-1)*775 mm vom Newton. Wenn der Fokus sich ähnlich weit verschieben würde, wie die effektive Brennweite wächst, dann wäre eine Barlow ziemlich unpraktisch, aber das ist zum Glück nicht der Fall!

Gruß, Peter

 

[DiffuserUser]

Hallo Peter,

vielen Dank für Erklärung. Sehr gut ist auch die Tabelle - sie hilft sehr beim Verständnis.

Ich fasse mal zusammen:
Das Ergebnis der Linsengleichung zur Bestimmung des fehlenden Fokus auf Unendlich ist erst mal richtig. Es bleibt bei den 36mm.
Mit 1.7 GWK direkt am Bino (Lösung 2a) würde ich zu 1b 20mm gewinnen - das reicht noch nicht. Mit dem um 5cm vorgelagerten 1.7 GWK (2b) wären es dann 50mm Gewinn, also ausreichend.

Mit der Lösung 1b (vorgelagerte 1.7 GWK) ragt mein Okularauszug 3cm in den Tubus rein. Das entspricht dann einer Abschattungsfläche von 15cm².
Verwende ich nun Lösung 2b reduziert sich das Reinragen auf 16mm, entsprechend dann 7.5cm². Mit dem Fangspiegel von 52mm Durchmesser ergibt sich nun ein "virtueller" Durchmesser von sqrt((21.2cm²+7.5cm²)/Pi)*2 = 6cm. Das entspricht einer linearen Obstruktion von 40%.

Wenn ich den 1.7GWK um 6 cm vorverlagere, habe ich dann

Konfiguration     GWK     f      a      b     M = b/a   Δ = b - a
                         (mm)   (mm)   (mm)              (mm)

     2c          1,7    260    119    220     1,84        101

Das Reinragen reduziert sich auf 7mm, entspricht 3.5cm². Der virtuelle Fangspiegel wird dann 5.6cm und die Obstruktion 37%.

Bin jetzt kein Obstruktionskenner, ab ich denke mal das ist ok. Wahrscheinlich am Rand eh egal.

Wenn ich jetzt den Skywatcher PDS150 mit dem 6 Zoll Classic Cassegrain von GSO vergleiche, dann komme ich auf vergleichbare Werte. Die Brennweite und das Öffnungsverhältnis des Newton ist aber mit 1380mm und f9 besser. Würdet ihr da zustimmen?

Gibt es eigentlich einen optischen Nachteil, wenn man den GWK weiter nach vorne verlegt?

Gruß, Andy

 

[arago]

Hallo Andy

Gibt es eigentlich einen optischen Nachteil, wenn man den GWK weiter nach vorne verlegt?

Ja, gibt es.
Der Glaswegkorrektor hat eine Öffnung von 24mm. Wenn du den Korrektor weiter vorne platzierst ist Deine Abschattung durch die Obstruktion noch größer. Das siehst Du schon daran wenn Du mal das Beugungsbild mal vor und hinter dem Fokus betrachtest. Je weiter Du dich von Fokus entfernst desto größer erscheint die Obstruktion.
Dein Korrektor wird aber nicht größer sondern der bleibt bei 24mm und die Obstruktion vereinnahmt immer mehr Fläche je weiter Du das Strahlenbündel vor der Primärbildebene abgreifst. Das gleiche geschieht mit den äußeren Randstrahlen des Strahlenbündels welche von der Randzone der Spiegels / Objektivs konisch zur Bildebene hinläuft.
Die größere Abschattung vom Fangspiegel her wirst Du da hinnehmen müssen.
Der Abschattung von außen her kann man entgegen wirken in dem man einen Korrektor nimmt der am Eingang einen deutlich größeren Durchmesser hat.
Der Glaswegkorrektor für Newtons in 2" hat deswegen einen deutlich größeren Eingang von ca. 37mm. Da liegt der Eingang aber auch ca. satte 80mm vor der Primärbildebene.
Der OCS-A45 von Denkmeier hat hier den größten Eingangsdurchmesser von über 40mm und minimiert damit den Lichtverlust.
Nun, man kann den 1,25er und 1,7er weiter nach vorne verlagern muß aber eine, wie Du schon gemerkt hast, Brennweitenverlängerung und Lichtverlust in Kauf nehmen.
Das hellste Bild, wohl gemerkt bei gleicher Austrittspupille, erreiche ich an einer F20-Optik ohne Korrektor. Der zu 100% ausgeleuchtete Bildkreis liegt hier am Großfeldbino bei 22,5mm.
Am F6,5-Refraktor und noch mehr am F6-Newton bleibt das Bild trotz oder gerade wegen den Glaswegkorrektoren merklich dunkler.
Am Newton hat der 2,6er Korrektor einen Eingang von 24mm und der liegt ca. 65mm vor der Primärbildebene. Mit diesem Korrektor benötigt man also noch mit Bino 50mm Weg intrafokal.
Der 1,8er von Siebertoptics hat einen Eingang von 22mm und liegt ca. 55mm vor der Primärbildebene. Beim Korrektor von Siebertoptics liegt die Bildebene gegenüber dem 2,6er von Baader rund 55mm weiter draußen! Der Glaswegausgleich liegt hier bei ca. 115mm gegenüber 60mm beim 2,6er von Baader! Ich muß also mit dem Korrektor von Siebertoptics nicht reinwärts sondern noch 5mm nach außen.

Gruß Peter

 

[P_E_T_E_R]

Der Glaswegkorrektor hat eine Öffnung von 24mm. Wenn du den Korrektor weiter vorne platzierst ist Deine Abschattung durch die Obstruktion noch größer.

@arago

Hallo Namensvetter, das hier wiederholte Argument mit einer angeblich eingeschränkten Ausleuchtung, wenn man den GWK im Abstand von 50 mm vor dem f/5 Fokus platziert, hattest du ja bereits vor einem Jahr vorgebracht. Das Argument mit der eingeschränkten Ausleuchtung ist aber nicht stichhaltig und das wurde bereits seinerzeit für den dort diskutierten Fall eines 10" f/5 Newton widerlegt und es trifft genau so wenig für den hier diskutierten 6" f/5 Newton zu:

• Wenn man in den Strahlengang einer 6" f/5 Optik eine Blende mit einer Öffnung von 24 mm im Abstand von 50 mm vor der Brennebene platziert, dann hat das zu 100% voll ausgeleuchtete Feld in der Brennebene einen Durchmesser von 15 mm. Das folgt schlicht und einfach mit dem Strahlensatz aus der Geometrie.
• Dieses voll ausgeleuchtete Feld wird aber durch die in der Blende befindliche Barlow-Linse mit deren Vergrößerungsfaktor aufgebläht. Bei einem effektiven Barlow-Faktor von M = 1,8 also auf einen voll ausgeleuchteten Durchmesser von 27 mm, was bereits die Öffnung vom Binokular übersteigt.
• Von einer Abschattung durch die begrenzte Apertur vom GWK kann also keine Rede sein.

Gruß, Peter

 

[Quanten]

Hallo Andy,
bei einem Newton bietet es sich immer an gleich einen GWK/Barlow mit Komakorrektur zu verwenden.
Dazu gäbe es folgende Modelle am Markt, der 2" Baader 1.7x GWK, die 2" APM/Keller 1.5x Telecentric, die 1.25" APM/Düring 2.7x Barlow.
Der kontrastlose evtl. unscharfe Gesichtsfeldrand kommt dann evtl. nicht von den Okularen, sondern von der Koma des Newton.
Auffällig wird das je nach Vergrößerung an Mond und Sonne, da diese schnell das gesamte Gesichtsfeld ausfüllen, oder an Jupiter Monden welche dann Kometenschwänzchen bekommen und an Sternfeldern.
Das GWKs und Barlows vigenttieren sollen, ist ein immer wieder auftauchendes Phänomen vor allem bei den 1.25" Varianten, oft wird dann sogar zu den 2" Varianten geraten, gerade so als ob Hersteller und Optikdesigner nicht rechnen könnten.
Peter hat das dankenswerter weise richtig gestellt.
LG

 

[DiffuserUser]

Hallo zusammen,

ist ja doch noch Schwung in die Diskussion gekommen . Das mit der Ausleuchtung ist aber schon auch ein valider Punkt. Mit dem Strahlensatz errechne ich für Lösungsansatz 2c (1.7 GWK mit a=119mm) nämlich eine Feldbreite von 23.8mm. Über den Daumen gepeilt würde ich behaupten, mein 1.25 GWK von Baader hat eine Blende von 23mm und ich nehme an, dass das beim 1.7er nicht groß anders sein wird. Also eine minimale Vignettierung. Für mich nehme ich mit, dass man es mit der Vorverlagerungen beim GWK auch nicht übertreiben darf.

Tatsächlich würde ich am liebsten den 2 Zoll Baader GWK mit Komakorrektur kaufen wollen - wird aber leider nicht mehr produziert.

Viele Grüße, Andy

 

[DiffuserUser]

Mit der Lösung 1b (vorgelagerte 1.7 GWK) ragt mein Okularauszug 3cm in den Tubus rein.

Nachtrag:

Mir fällt gerade auf, dass ich falsch gemessen habe: ja, der OAZ ragt 3cm rein. Aber der Hauptspiegel beginnt ja nicht am Tubusrand, sondern hat ja 1cm Abstand außenrum. Damit der OAZ vollkommen eingefahren ist bräuchte ich 36+20=56mm Gewinn zu 1b, also Δ=98. Und das ist ja sehr nahe an Peters Lösung 2b. Dann ist auch die Vignettierung kein Thema mehr. Sollte also gut sein.

Wie seht ihr das?

Grüße, Andy

 

[DiffuserUser]

Hallo Andy, eine Barlow bzw. ein GWK verschiebt zwar den Fokus nach außen, aber nicht annähernd so weit, wie du aus der effektiven Brennweitendifferenz berechnest:

Mit dem Barlow-Formalismus (*)

f .......................................................... absoluter (positiver) Wert der eigentlich negativen Brennweite der Barlow
a = [(M - 1) / M] f ........................ Abstand der Barlow vor dem originalen Teleskopfokus
b = (M - 1) f .................................. Abstand der Barlow vor dem verschobenen Fokus
M = b / a ........................................ Vergrößerungsfaktor der Barlow
Δ = b - a ......................................... Fokalverschiebung

(*) Beachte die abweichende Vorzeichenkonvention gegenüber der Wikipedia, außerdem: "b" entspricht dem Abstand "a" bei Wikipedia!

Den Anhang 416637 betrachten
Eigene Grafik

Konfiguration     GWK     f      a      b     M = b/a   Δ = b - a
                         (mm)   (mm)   (mm)              (mm)

     1a          1,25   440     88    110     1,25        22
     1b          1,25   440    118    160     1,36        42
     2a          1,7    260     88    150     1,7         62
     2b          1,7    260    118    210     1,78        92

Wie man sieht, ist die von der Barlow bewirkte Fokalverschiebung Δ = b - a wesentlich kleiner als die effektive Brennweitendifferenz (M-1)*775 mm vom Newton. Wenn der Fokus sich ähnlich weit verschieben würde, wie die effektive Brennweite wächst, dann wäre eine Barlow ziemlich unpraktisch, aber das ist zum Glück nicht der Fall!

Gruß, Peter

Hallo Peter,

beim Bestellvorgang ist mir aufgefallen, dass Baader deutlich andere Werte als Fokusgewinn für die GWK Linsen angibt, als es die Formeln zunächst hergeben. Wie man es wendet, es passte irgendwie nicht.
Verstehe ich es richtig, dass die Beispiele 2a und 2b mit 40mm bzw. 100mm vorgelagertem GWK sind?

Dann würde es auch Sinn ergeben, dass einige von nur ~1.4x Vergrößerung berichten für den 1.7 Gwk. In diesem Fall wäre a dann nur 77 mm und Delta 33 bis 35mm.

Gruß, Andy

 

[P_E_T_E_R]

Verstehe ich es richtig, dass die Beispiele 2a und 2b mit 40mm bzw. 100mm vorgelagertem GWK sind?

Hi Andy, ich verstehe die Frage nicht: in Konfiguration 2a steht der GWK im Abstand a = 88 mm vor dem originalen Fokus, und in Konfiguration 2b steht der GWK im Abstand a = 118 mm, also gegenüber 2a um 30 mm weiter davor.

beim Bestellvorgang ist mir aufgefallen, dass Baader deutlich andere Werte als Fokusgewinn für die GWK Linsen angibt, als es die Formeln zunächst hergeben. Wie man es wendet, es passte irgendwie nicht.

Die Angaben bei Baader berücksichtigen wahrscheinlich nicht nur den Fokalversatz vom GWK, sondern auch noch den beträchtlichen Fokalversatz im Glasweg vom Binokular. Wenn das Binokular einen Glasweg von der Länge L hat, dann verschiebt das alleine schon den Fokus um ~ L/3.

Peter

 

[DiffuserUser]

Hallo Peter,

ja, sorry, mein Text war ein bisschen knapp. Mein Gedankengang nochmals ausführlich:
Bei Beispiel 2a und 2b in der Tabelle ganz am Anfang des Threads sind b 150 bzw 210mm. Das Bino hat aber eine optische Länge von 110mm und endet beim verschobenen Fokus - also rechts im Strahlenbild. Man benötigt daher eine Verlängerungshülse zwischen Bino und GWK von 40mm bzw. 100mm Länge um die Distanz von b zu erreichen.
Der orginale Fokuspunkt ist eine Konstante und verschiebt sich nicht. Je weiter der Gwk nach vorne rückt oder seine Brennweite abnimmt, desto weiter verschiebt sich das Bino nach hinten.

Schraubt man den 1.7 GWK direkt ans Bino, wirkt er nicht mit seiner nominalen Vergrößerung bezogen auf 88mm, da a nur 77mm ist. Das liegt daran, dass b ja wieder bis zum Binoende reichen muss und sich das Bino durch die etwas größere Vergrößerung des 1.7 GWK im Vergleich zum 1.25 weiter nach hinten verschiebt. Entsprechend rückt der GWK näher an den originalen Fokuspunkt und a wird kleiner.

Kann man das so sagen?

Viele Grüße, Andy

 

[DiffuserUser]

Hallo zusammen,

ich habe den Gedanken von oben in eine Formel gewandelt und mit Excel ein paar Werte durchgerechnet.
Dabei gilt:

• optische Länge des Bino c = 110mm (fix)
• Offset zwischen Bino und GWK o (in 5mm Schritten erhöht)
• Abstand der Barlo vor verschobenen Fokus b = c+o
• Brennweite der Barlo f
• Aus b = (M-1)*f errechnet sich M = (c+o)/f+1
• Abstand der Barlo zum originalen Fokuspunkt a = (M-1)/M
• Feldbreite innerhalb der Barlo F = 150*a/750 für den f5 Newton

Daraus ergibt sich dann folgende Werte:

f       a       b       M     c       o      Delta   F     
440,00   88,00  110,00  1,25  110,00   0,00   22,00  17,60
440,00   91,17  115,00  1,26  110,00   5,00   23,83  18,23
440,00   94,29  120,00  1,27  110,00  10,00   25,71  18,86
440,00   97,35  125,00  1,28  110,00  15,00   27,65  19,47
440,00  100,35  130,00  1,30  110,00  20,00   29,65  20,07
440,00  103,30  135,00  1,31  110,00  25,00   31,70  20,66
440,00  106,21  140,00  1,32  110,00  30,00   33,79  21,24
440,00  109,06  145,00  1,33  110,00  35,00   35,94  21,81
440,00  111,86  150,00  1,34  110,00  40,00   38,14  22,37
440,00  114,62  155,00  1,35  110,00  45,00   40,38  22,92
440,00  117,33  160,00  1,36  110,00  50,00   42,67  23,47
                                                  
260,00   77,30  110,00  1,42  110,00   0,00   32,70  15,46
260,00   79,73  115,00  1,44  110,00   5,00   35,27  15,95
260,00   82,11  120,00  1,46  110,00  10,00   37,89  16,42
260,00   84,42  125,00  1,48  110,00  15,00   40,58  16,88
260,00   86,67  130,00  1,50  110,00  20,00   43,33  17,33
260,00   88,86  135,00  1,52  110,00  25,00   46,14  17,77
260,00   91,00  140,00  1,54  110,00  30,00   49,00  18,20
260,00   93,09  145,00  1,56  110,00  35,00   51,91  18,62
260,00   95,12  150,00  1,58  110,00  40,00   54,88  19,02
260,00   97,11  155,00  1,60  110,00  45,00   57,89  19,42
260,00   99,05  160,00  1,62  110,00  50,00   60,95  19,81
260,00  107,06  182,00  1,70  110,00  72,00   74,94  21,41
                                                  
 60,00   38,82  110,00  2,83  110,00   0,00   71,18   7,76
 60,00   39,43  115,00  2,92  110,00   5,00   75,57   7,89
 60,00   40,00  120,00  3,00  110,00  10,00   80,00   8,00
 60,00   40,54  125,00  3,08  110,00  15,00   84,46   8,11
 60,00   41,05  130,00  3,17  110,00  20,00   88,95   8,21
 60,00   42,44  145,00  3,42  110,00  35,00  102,56   8,49
 60,00   42,86  150,00  3,50  110,00  40,00  107,14   8,57
 60,00   43,26  155,00  3,58  110,00  45,00  111,74   8,65
 60,00   43,64  160,00  3,67  110,00  50,00  116,36   8,73

Ist das plausibel zu euren Erfahrungen?

Gruß Andy

 

[DiffuserUser]

Hallo zusammen,

hier nun der Bericht aus der Praxis:
Gekauft hatte ich mir ein 6 teiliges Adapterset für T2 von Bresser (Qualität so lala - aber tut's) und einen 1.7x Baader Glaswegkorrektor #2456316. Bereits in meinen Besitz war der Baader BA2408150 T2/2Zoll Adapter. Evtl. werde ich zukünftig die Bresser Hülsen durch etwas pass-genaueres ersetzen.

Dann alles ans Bino geschraubt in folgender Reihenfolge: Bino << BA2... << 10mm << 30mm << 5mm << GWK << 10mm.
Sieht dann so aus:

Getestet habe ich das Ganze dann in einer lauen Sommernacht am Ringnebel M57 mit den Baader Orthos 18mm. War soweit ganz gut. Ein Test am Mond wäre aber sicher besser gewesen um die Schärfe zu beurteilen. Das OAZ-Rohr des Skywatcher 150PDS war dabei fast komplett aus dem Tubus gefahren, also keine zusätzliche Obstruktion.
Fazit: Man kann diesen Newton durchaus mit etwa f_eff 1275mm Brennweite und 1.7x GWK nutzen.

CS, Andy