Celestron 5 1/2" Schmidt-Kamera Umbau

[svenk123]

Hallo Torsten,

wie ich sehe, hast Du bei der Deiner SK eine andere Filmhalterspinne. Das müßte die Epoch-Variante der SK sein.
Bei meiner SK ist diese etwas kleiner, so dass ich keine Bohrung für Kameras mit 1,25" Steckdurchmesser machen kann. Daher habe ich einen anderen Umbau und musste mir einen Drehfokussierer mit Tiltplate bauen. Das ganze muss noch geschwärzt werden. Die Obstruktion ist natürlich sehr hoch, aber das ist ja für einen Astrograph nicht ungewöhnlich.

Als Bildfeldebnungslinse habe ich von Edmund Optics eine Planokonvex-Linse 25mm D. x 150mm FL, MgF2 Beschichtung, PCX Linse (#32-864).

Viele Grüße
Sven

 

[G2_Astro]

Hallo Sven,

wenn Du über den Sterngriff fokussierst, könnte so ein Skalenscheibe bei Filtereinsatz hilfreich sein!

> ska_160_160.jpg < >160° - 0 - 160° ; Skalenwert 100 - 0 - 100

von > Skalenscheiben <

Gruß Günter

 

[svenk123]

Super. Tolle Idee!

 

[svenk123]

Hallo Torsten,

ich habe nun einen ersten Test machen können. Den Tubus und die Schmidt-Platte habe ich weggelassen um die Kamera erstmal in den Fokus zu bringen. Die ASI Kamera und die Halterung habe ich mit schwarzer Tubusfarbe geschwärzt.
Die Belichtungszeit war erstmal nur 2 Sekunden. Besonders um die hellen Sterne habe ich sehr starke Reflektionen.
Treten diese Reflektionen bei Dir auch auf???

Ich frage mich wo die herkommen? Vom der Chipoberfläche, von der Bildfeldebnungslinse???

Viele Grüße
Sven

 

[G2_Astro]

Hallo Sven,

das ist die Lichtverteilung ohne Schmidt - Platte bei der starken Bildfeld Krümmung, des kurzen Sphärischen - Spiegels. Sodas die Fangspiegelhalter deshalb auch nach außen dicker erscheinen.

Man sieht aber schon das die Kamera nicht ganz mittig oder leicht verkippt sitzt, sonst wären die Streben in der Mitte gleichförmig gebogen, nach Außen nimmt dann die Verzerrung wie erwartet beim nackten Kugelspiegel zu!

Gruß Günter

 

[svenk123]

Aha, ok.

Ich habe das ganze nun mal in den Tubus geschoben und die Schmidtplatte draufgesetzt. Am künstlichen Stern sieht das ganze schon besser aus! An der Verkippung muss ich noch feinjustieren, ist aber eine ganz schöne Fummelei, wenn alles im Tubus sitzt. Zum Glück habe ich die Kamera über eine Tiltplatte verschraubt. Den Fangspiegelhalter zu justieren ist im verbauten Zustand fast unmöglich.

 

[G2_Astro]

Hallo,
Hans Vehrenberg hatte einen einfachen justierbaren Sperrholz - Ständer um die Schmidtplatte dafür richtig davor zu positionieren!

Gruß Günter

 

[svenk123]

Sieht schon mal viel besser aus.

 

[Torsten_S]

Hallo Sven,

sieht gut aus, dein Umbau und die ersten Testfotos sehen vielversprechend aus. Es wurde ja schon gesagt, ohne Schmidtplatte läuft nichts. Die sieht zwar aus wie eine einfache Glasscheibe, hat jedoch einen so nicht sichtbaren Schliff. Reflektionen treten bei mir ohne Schmidtplatte auch auf.
Bei nächster Gelegenheit mache ich auch nochmal ein paar Testfotos. Hatte mir eigentlich eine Art Atik Infinity-Livestack-Lösung gedacht. Jedoch macht mir die Kamera in Verbindung mit Sharpcap noch Probleme. Ist doch nicht so einfach wie ich mir das gedacht habe. Vielleicht muss ich doch Einzelbilder schießen und nachher per DeppSkyStacker bearbeiten. Ich werde das mal ausprobieren....

Weiter so und beste Grüße
Torsten

 

[stefan_beck]

Hallo Torsten,
prima Umbau. Meine Kamera wird leider auch nicht mehr genutzt.

Stefan
www.cometchaser.de

 

[svenk123]

Jetzt konnte ich das ganze mal testen. M13, 20min. bei unity gain.
Irgendwas stimmt da noch nicht!

Die Sterne weisen sehr starke Koma auf. Ich habe die Schmidt-Platte mehrmals rotiert und auch die Seite (Wölbung nach innen und nach außen) getauscht. Ob das an der Bildfeldebnungslinse liegt??

 

[Torsten_S]

Hallo Sven,

das kann an der Ebnunglinse liegen. Wie schon erwähnt muss diese zwingend für das System berechnet werden (Brennweite bzw. Radius und Abstand zum Chip), wie auch der neue Abstand der Schmidtplatte zum Hauptspiegel. Vielleicht kann dir Herr Düring da weiter helfen.

Sieht ansonsten schon sehr gut aus!

Probier es auch mal ohne Ebnungslinse aus, damit du einen Vergleich hast.

Viele Grüße
Torsten

 

[svenk123]

Ok, gut Hinweis. Ich schreibe ihn mal an.

Ohne die PCX-Linse sehe ich nahezu kein Koma, allerdings extreme Bildfeldwölbung.

Ich habe mich hier noch mal genauer eingelesen.

Field flattener (sub-aperture corrector)

Examples of sub-aperture corrector for field correction: singlet lens field flattener and doublet field flatteners

www.telescope-optics.net

Die Koma kommt auf jeden Fall von der PCX-Linse. D.h. die Schmidt-Platte muss weiter in Richtung Hauptspiegel versetzt werden. Und wahrscheinlich die Ebnung nur mit einer PCX-Linse für den großen Chip ungünstig. Die Linsenkombination PCX+PPP müßte ich mal ausprobieren.

 

[Torsten_S]

Hallo nochmal,

ich kann mich noch an die Gespräche mit Herrn Düring erinnern. Er sagte, die Ebnungslinse muss so nah wie möglich an dem Chip liegen. Vielleicht ist da noch etwas zu machen?

Grüße
Torsten

 

[svenk123]

Ja, die Idee hatte ich auch schon. Man kann das AR-Klarglaus an der ASI183 rausnehmen und die Linse direkt auf den Chip setzen. Leider war meine 25mm-Linse zu klein, da muss ich mir mal eine andere besorgen.
Ein Versuch wär's wert.

 

[svenk123]

Hallo,

hier ist ein erstes Testbild. Dunkelnebel Barnard 133, 2,5h Belichtungszeit. Als Flattener habe ich das AR-Klarglas durch eine 30mm Planokonvex-Linse ersetzt. Leider sind nur 1/4 des Bildfeldes in der Mitte nutzbar, ansonsten wird das Koma zu stark.

So eine richtige Idee wie man die Bildfehler reduzieren kann habe ich leider noch nicht. Wenn ich mir aber das 4er-Linsenpaket im Celestron RASA anschaue, müßte das eigentlich eine Linsenkombination sein, die evtl. funktionieren würde.

VG
Sven

 

[P_E_T_E_R]

hier ist ein erstes Testbild. Dunkelnebel Barnard 133,
2,5h Belichtungszeit

Zweieinhalb Stunden Belichtung mit einer 5,5"f/1.65 Schmidt-Kamera?
Da kann ja wohl etwas nicht stimmen.
Typische Belichtungszeiten auf ISO-200 Film sind da ca. 10 Minuten,
also meinst Du vermutlich 2,5 Minuten!

Als Flattener habe ich das AR-Klarglas durch eine 30mm Planokonvex-Linse ersetzt

Hallo Sven,

ursprünglich hattest Du doch diese 25 mm Dia. PCX#32.642 Linse aus dem Edmund Sortiment mit einer Brennweite von 150 mm, welche mit einem Krümmungsradius von 77,5 mm optimal zur Feldkrümmung Deiner Schmidt-Optik passt.

Unter den Edmund-Linsen mit 30 mm Durchmesser finde ich aber keine passende mit einer Brennweite von 150 mm. Stattdessen allenfalls die PCX#45.244, welche aber mit einer Brennweite von 120 mm und einem Krümmungsradius von 62 mm ein erheblich schlechterer Match wäre. Außerdem hat sie eine maximale Dicke von 6 mm (gegenüber 3,5 mm bei der 25 mm Linse), was auch nicht so gut ist.

Also, was willst Du mit dieser 30 mm Linse bewirken?

Deine Testaufnahme zeigt auch im Bildzentrum Unschärfe, also stimmt der Sensorabstand noch nicht perfekt. Nach außen kommt dann wohl noch eine Mischung aus Bildfeldkrümmung und Koma dazu.

Gruß, Peter

 

[svenk123]

Hallo Peter,

die 2,5h sind die Gesamtbelichtungszeit. Die Einzelframes waren 10s bei unity Gain.

Eine Linse mit 30mm Durchmesser und 150mm Brennweite gibt es leider nicht bei Edmund. Ich habe mir daher eine passende bei Thorlabs besorgt.

Der Fokus passt soweit im Zentrum, das habe ich mit der Bathinov-Maske genau eingestellt.

Aber genau das ist mein Problem. Irgendwie wirkt das Bild trotzdem noch unscharf, nicht ganz flach und natürlich Koma.
Vielleicht stimmen die 150mm-Brennweite für die Linse auch nicht?!?

Die FWHM-Verteilung zeigt eigentlich deutlich, dass die Linse das Feld nicht ganz grade zieht. Und natürlich ist auch etwas Tilt drin.

 

[P_E_T_E_R]

die 2,5h sind die Gesamtbelichtungszeit. Die Einzelframes waren 10s

Hallo Sven, also 900 Einzelframes, das ist ja schon bald wie Video am Planeten ...
Bei einer Pixelauflösung von 2,2" bringen so viele Frames aber nichts, die Abbildungsfehler reduzieren sich ja nicht mit der Zahl der Aufnahmen.

Eine Linse mit 30mm Durchmesser und 150mm Brennweite gibt es leider nicht bei Edmund. Ich habe mir daher eine passende bei Thorlabs besorgt.

Also wohl diese Linse - richtig, mit einem Krümmungsradius von 77,3 mm sollte die jedenfalls nominell passen. Hast Du denn schon einen direkten Vergleich, mit und ohne Feldebnungslinse, gemacht? - Gruß, Peter

 

[svenk123]

Hallo Peter,

natürlich habe ich das ganze auch mit + ohne Linse verglichen. Ohne Linse ist die Bildfeldwölbung noch viel extremer.

Ich habe den Krümmungsradius nach folgender Formel berechnet.

Krümmungsradius R_L = (1 - 1/n) * R_S
n=1,52249 (BK7)
R_S = D * f = 139,7mm * 1,65 = 230,505 mm

damit komme ich auf 79,105mm.

Aber bei Field flattener and corrective tele-extender steht dass für die Schmidt-Kamera die Formel

R_L = (1 - 1/n) * R_S / 2

gilt. Demnach sind ist die verwendete Linse mit 150mm Brennweite nicht korrekt. Es müßte dann eher eine Linse mit
39,4 mm Brennweite sein. Das erklärt vielleicht die noch vorhandene starke Bildfeldkrümmung.

Ich habe beide Konfigurationen mal versucht in OLSO zu simulieren. Aber ich bin leider kein Optikexperte. :-(

Viele Grüße
Sven

 

[P_E_T_E_R]

For the Schmidt camera, field flattener lens is positive, with the radius R=[1-(1/n)]R_M/2, with R_M being the mirror radius of curvature (since it has no astigmatism in the Schmidt arrangement, its best surface coincides with its Petzval surface, which equals R_M/2).

Hallo Sven,

und wo ist jetzt das Problem? Die Formel von Vladimir Sacek rechnet mit dem Krümmungsradius R_M des Kugelspiegels. Der Krümmungsradius der gewölbten Bildfläche R_S ist gleich der Brennweite des Kugelspiegels, also R_S = f = R_M/2. Die beiden Formeln widersprechen sich also gar nicht, sondern besagen das selbe!

Mit f = 9" = 228,6 mm und n=1,52249 (BK7) also

R_L = (1 - 1/n) * R_S = 0,34318 * R_S = 78,5 mm

wie gehabt.

Gruß, Peter

 

[svenk123]

Hmmm...?!? also irgendwo kann was nicht stimmen wenn da noch so viel Bildfeldwölbung ist.

 

[P_E_T_E_R]

Hast Du denn schon versucht, Koma durch Verschieben der Schmidt-Platte zu minimieren?

 

[P_E_T_E_R]

Hallo Sven, um Deine Zweifel bzgl. der richtigen Plankonvexlinse zu zerstreuen, solltest Du vielleicht auch mal in diesen alten Thread reinschauen, bei dem es um die Umrüstung einer 8" f/1,5 Schmidt-Kamera ging:

Bildfeldebnungslinse für eine CCD-Schmidtkamera

Dort findest Du auch Simulationen von Gerd Düring, aus denen hervorgeht, dass eine Verschiebung der Schmidt-Platte ratsam ist, um die von der Linse hervorgerufene inverse Koma zu reduzieren.

Gruß, Peter

 

[svenk123]

Hallo Peter,

da hast Du Recht. Die Schmidtplatte muss ich wohl weiter zum Hauptspiegel hin verschieben. Aber bevor ich den Tubus zersäge muss ich mir erstmal was einfallen lassen wie ich da am geschicktesten den richtigen Abstand ausprobieren kann. Vielleicht muss ich die Platte provisorisch mit Klebeband fixieren.

Ich habe beim letzten Test die Schmittplatte etwas weiter aus dem Tubus hinausgezogen und das Koma wurde mehr. Von daher sollte es wohl in der anderen Richtung besser werden.

Nur die von Dir angesprochene noch vorhandene Bildfeldkrümmung bereitet mir noch Kopfzerbrechen, wenn der Radius der Linse doch eigentlich stimmen sollte.

Viele Grüße
Sven

 

[P_E_T_E_R]

Hallo Sven, Dein Bild vom Barnard-Dunkelnebel zeigt jedenfalls noch etwas inverse Koma, d.h. die "Flugrichtung" der Kometen zeigt von der Bildmitte nach außen. Da Du mit der PCX-Linse die Bildfeldwölbung theoretisch so gut wie möglich eliminiert hast, sollte man also annehmen, dass der dominierende Fehler eben diese Koma ist.

Die Schmidt-Platte sollte also etwas näher zum Kugelspiegel verschoben werden. Wieviel? Für die 8"f/1,5-Schmidt-Kamera hatte Gerd eine Verschiebung von 3 bis 4 cm berechnet. Für die 5,5"f/1,65 würde ich eine Verschiebung von 2 bis 3 cm vermuten. Der Wert hängt etwas vom Abstand der Linse zum Bildsensor ab. In dem Bereich würde ich starten.

Der User peterlink hatte ja eine elegante Modifizierung seiner Schmidt-Kamera gezeigt, mit der er den Abstand der Schmidt-Platte nach Belieben einstellen kann. Wenn das jetzt zu aufwändig ist, solltest Du erst mal auf die Verschiebung verzichten und mit der existierenden Konfiguration loslegen.

Gruß, Peter

 

[svenk123]

Hallo Peter,

ich habe gestern eine Wolkenlücke genutzt und mit einer Linse mit einem Krümmungsradius von 38,5mm gearbeitet. Und siehe da, die Bildfeldkrümmung ist nahezu weg. Von daher scheint doch die Formel R_L = (1 - 1/n) * R_S / 2 korrekt zu sein.
Einzig Koma bleibt über. Die Schmidtplatte habe ich provisorisch an Tesafilmstreifen gehalten etwas in den Tubus herabgelassen. Wenn man die Platte etwa 3cm wie vorgeschlagen in den Tubus versetzt reduziert sich die Koma merklich, ist aber nicht ganz weg.

Viele Grüße
Sven

 

[G2_Astro]

Hallo Sven,

man könnte einen wieder einen alten Trick anwenden als Provisorischen verschiebbaren Halter, und zwar
Nutz man dazu Holzstickrahmen. > Bilder zu holz stickrahmen <

Die man in vielen Größen bekommt, die sich mit passendem Schnitt gut als Sprengring, als Auflage und Gegenhalter für die Platte in den Tubus schieben kann!
Damit lässt sich die richtige Position dann leicht ermittelt um den Tubus dann zu kürzen!

Ich habe so mal die Position für einen 50mm Gergory Fangspiegel ( aus einem kleinen Russen - Newton geschliffen ) für einen Rollstuhlfahrer ermittelt, zur Realisierung eines Code´ - Fokus für seinem 16" Coulter Dobson mit Hartpapier Volltubus!

Gruß Günter

 

[P_E_T_E_R]

Von daher scheint doch die Formel R_L = (1 - 1/n) * R_S / 2 korrekt zu sein.

Sven, das widerspricht aber der Theorie, kannst Du (außer dem bereits zitierten "Amateur Telescope Optics" von Vladimir Sacek) auch diesem alten Artikel von Linfoot & Wayman aus dem Jahre 1949 entnehmen:

E.H. Linfoot and P.A. Wayman: On the Aberrations of the Field-Flattened Schmidt Camera

Der Petzval-Radius R_P der originalen Schmidtkamera ist gleich ihrer Brennweite f = R_M / 2, also halb so groß wie der Krümmungsradius des Kugelspiegels. Zur Kompensation ist dann eine Korrekturlinse mit einer gleichgroßen aber entgegengesetzten Bildfeldkrümmung R_L = - n * f_1 erforderlich, so dass die sog. Petzval-Summe null ergibt:

1/ R_P + 1/R_L = 1/f - 1/(n * f_1) = 0

Daraus folgt für die Brennweite f_1 der Plankonvexlinse:

f_1 = f / n

und für ihren Krümmungsradius r_1

r_1 = (1 - 1/n) * f

also alles wie gehabt.

ich habe gestern eine Wolkenlücke genutzt und mit einer Linse mit einem Krümmungsradius von 38,5mm gearbeitet. Und siehe da, die Bildfeldkrümmung ist nahezu weg. ... Einzig Koma bleibt über. Die Schmidtplatte habe ich provisorisch an Tesafilmstreifen gehalten etwas in den Tubus herabgelassen. Wenn man die Platte etwa 3cm wie vorgeschlagen in den Tubus versetzt reduziert sich die Koma merklich, ist aber nicht ganz weg.

Nun sind ja Koma und Bildfeldkrümmung erst im äußeren Feldbereich prominent und, wenn beide beitragen, ist es auch nicht so einfach, die relativen Anteile richtig einzuschätzen.

Insofern würde ich schon bei der theoretisch richtigen Brennweite der Linse von f_1 = 150 mm bleiben und dafür dann den optimalen Abstand der Schmidt-Platte empirisch bestimmen, sonst wird das wohl kaum konvergieren.

Andernfalls müssten wir die Theorie der Optik über Bord werfen, und das halte ich für ausgeschlossen.

Gruß, Peter

 

[svenk123]

Hallo,

ich konnte die kurze Wolkenlücke gestern für ein paar Tests nutzen. Ich habe die Planokonvex-Linse nun direkt auf dem Chip der ASI183MC platziert und das AR-Fenster herausgenommen. Den Tubus der Schmidt-Kamera habe ich um 4cm gekürzt, so dass die Schmidt-Platte etwas weiter in Richtung Hauptspiegel sitzt.

Laut meiner OLSO-Simulation müßte die Schmidt-Platte 35cm von Hauptspiegel entfernt platziert werden um die Koma soweit zu eleminieren dass sich die Koma nicht in die entgegengesetzte Richtung ändert. Aber so weit wollte ich den Tubus dann doch nicht kürzen.

Die Koma ist nun enorm reduziert. Die Bildfeldebnung ist noch nicht ganz perfekt aber das ist schon mal ein wesentlicher Fortschritt. Das was da jetzt noch an Komaschweifen vorhanden ist, liegt am Kamera-Tilt und der Zentrierung des Kamerhalters. Der optimale Schärfepunkt liegt noch im oberen 1/4 des Bildes. Für die Justage mich ich mir mal richtig Zeit nehmen.

Viele Grüße
Sven