Newton Ausleuchtung berechnen

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andyma

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Hallo Zusammen,
hat jemand Ahnung, wie ich die Ausleuchtung eines Newtons berechnen kann, also die 100% Ausleuchtung und die Sensorausleuchtung im Randbereich.

Danke für die Hilfe
 
Hallo,

es gibt dazu das Programm myNewton. Einfach mal "mynewton download" googeln. Das Programm ist zwar schon etwas älter, liefert aber das was Du suchst.

Gruß

*entfernt*
 
Tja, das ist dann in erster Näherung viel Geometrie des Strahlengangs und in zweiter Näherung Wellenoptik.

*entfernt*
 
Ich berechne das immer näherungsweise.

Der Strahlenkegel geht linear zusammen bis sich die Strahlen im Brennpunkt treffen. Wenn man den Abstand des Fangspiegels vom Brennpunkt kennt, kann man mit der Blendenzahl einfach den Durchmesser des Strahlenkegels am Ort des Fangspiegels abschätzen. Fangspiegeldurchmesser kleine Achse-Strahlenkegeldurchmesser=voll ausgeleichetes Bildfeld.

Visuell sind 10mm Faustregel. Das Auge nimmt Helligkeitsabfälle nicht so extrem war wie eine Kamera. Auch 2" Okulare mit maximaler Feldblende sind damit visuell noch ausreichend ausgeleuchtet.

Fotografisch ist es gerade umgekehrt. Da wähle ich das voll ausgeleuchete Bildfeld gerade so groß wie die Chipdiagonale.

Beispiel: 12" f/5 Dobson

Brennweite 1500mm, Fangspiegeldurchmesser 67mm, Tubusaußendurchmesser 35cm, Fokus über Tubus 7,5cm.

Der Abstand vom Fangspiegelmitte zur Brennebene ist 35/2+7=25cm. Der Strahlenkegel am Fangspiegel ist etwa 25/5=5cm groß. Das voll ausgeleuchete Bildfeld hat damit etwa 7-5=2cm, d.h. 20mm. Reicht also locker für visuelle Beobachtung und auch fotografisch wäre es ausreichen für eine ASI533 oder ASI183.

Ja klar, mag mathematisch nicht exakt sein wegen diagonalem Spiegel, aber für den Newtonselbstbau ist das locker ausreichend. Den Versatz des voll ausgeleucheteten Bildfeldes durch den Diagonalspiegel kann man einfach mit einem Offset beim Kleben ausgleichen und dann stimmt das mit der Faustformel schon sehr genau.

CS Joachim
 

falls du mit deiner Frage, die von Joachim genannten Maße meinst (Fangspiegel 25 cm von der Brennebene entfernt)— nein der Fangspiegel ist nicht immer dort.

Joachim hat die Berechnung der Ausleuchtung ja sehr gut und nachvollziehbar erklärt.

Die Berechnung hängt halt u.a. vom (halben) Tubusdurchmesser und OAZ Höhe ab.
Die Maße kennt man in der Regel aber erst, wenn man das Teleskop hat und nachmessen kann. Oder halt hier jemanden bitten nachzumessen, der ein baugleiches Modell hat.

Mit anderen Worten, damit also im Vorfeld klären zu wollen, ob der Fangspiegel und dessen Ausleuchtung eines angebotenen Teleskops für eine gewisse Kamera ausreicht, funktioniert leider nicht, ohne Kenntnis der Werte.

bei visuellem beobachten orientiert man sich an 10-12 mm Ausleuchtung, bei Astrofotografie entsprechend mehr.

ganz wichtig, Ausleuchtung ist keine harte Grenze. Zweifelsohne ein wichtiges Thema aber nicht zu weit hoch hängen. Wenn du in Bildecken z.b. nur 80% Ausleuchtung hast, machst du deswegen keine schlechteren Aufnahmen. Musst halt nur Flats zur Korrektur machen. Aber die sollte man sowieso immer machen, einerseits zur Erfassung/Ausgleich von leichten Unterschieden in der Empfindlichkeit einzelner Kamerapixel und zur Korrektur von unvermeidlichen Staubpartikeln.

Viele Grüße,
Alex
 
Hallo Alex, Danke für die Klärung. Ja, ich hätte bei verschiedenen Newtons die ich online gesehen habe, vergleichen wollen, welcher Durchmesser meines Sensors zu 100% Ausgeleuchtet wird und welche Ausleuchtung ich im Randbereich erwarten kann. Dazu suche ich eine Formel, denke aber, dass ich dazu wissen muss wo der Fangspiegel genau liegt. Ev täusche ich mich ja auch.
Ich weiss, dass der Newton 150/750mm aufweisst und einem 63mm Fangspiegel hat mit einem 2" Okularauszug.
Gruss
 
Mit etwas Recherche bekommst du das aber schon hin, wenn ich so drüber nachdenke.
von fast allen üblichen, breit angebotenen Teleskopen, wie so einem von dir genanntem 150/750 Newton bieten die großen Händler Ersatztuben oder Carbon-Tubus-Upgrades an. Darüber kommst du an den benötigten Durchmesser. Den verbauten OAZ gibt’s in der Regel auch einzeln, da kannst du dir die Höhe holen. Oder halt einfach nachfragen, Zollstock haben die :)

Andererseits gibt’s bei den üblichen Instrumenten. kaum Unterschiede in der Ausleuchtung, wenn nicht gerade ein custom-made. Tubusmaße, verwendetet OAZ und FS-Größen sind identisch, da oft aus gleicher Produktion, nur andere Handelsmarke. Ansonsten sind sie in jedem Falle systemisch bedingt sehr nah beieinander, dass sich, wenn überhaupt. nur Unterschiede im unteren einstelligen Millimeterbereich ergeben.

Ich denke auch aus anderen Threads, geht es dir um die Ausleuchtung einer Vollformat. Damit sind die üblichen 63 mm halt zu wenig. ohne nachgerechnet zu haben, müsste da erfahrungsgemäß irgendwas um min. 75-80 mm stehen.
Das macht bei einem 150 mm Spiegel aber schlichtweg keinen Sinn 50% der Öffnung abzudecken, weswegen so ein Instrument erst garnicht angeboten wird. Preislich sind Newtons dieser Größenordnung ja eher im Einsteigerbereich verortet, trotz der charmanten Brennweite.
Da gehen Händler ja zu Recht davon aus, dass da keine VF/FF dran soll.

im Gegensatz dazu ist flächenmäßig bei einem 10“ oder gar 12“ Spiegel, ein beispielsweise 80mm FS ja immer noch klein.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo,

der Strahlensatz reicht zwar, wenn Fang- und Hauptspiegel allein auf der Welt sind. Aber wenn der Tubus schmal ist, der Überstand vor dem Fangspiegel groß ist, vielleicht noch eine Taukappe/Blendschutz davor ist, der OAZ über dem Tubus relativ lang und schmall ist (z.b. 1,25"), dann ist eventuell der Fangspiegel nicht mehr das Element welches das ausgeleuchtete Feld begrenzt. Und ein überdimensionierter Fangspiegel nimmt ja auch wieder Licht weg und erzeugt mehr Diffraktion an der Kante. Man hat dann vielleicht ein ~100% gleichmäßig ausgeleuchtetes Feld zum Preis eines insgesamt niedrigeren Lichtniveaus.
Also, ich meine, man sollte nicht einfach sinnbefreit irgendwelchen Kenngrößenoptimierungen hinterher jagen.

Gruß

*entfernt*
 
Hallo Silvio,

soweit ich weiß, gibt es MyNewton nicht für Mac. Ob es da was Äquivalentes gibt, weiß ich leider nicht. Ich kenne mich in der Mac-Welt nicht so aus.

Gruß

*entfernt*
 
Hallo Peter,

Danke für deine Links. Ich bin noch etwas am schwimmen, liegt ev. auch daran, dass ich noch nie ein Newton von nahem sah ;)

DF_d = kleiner Fangspiegeldurchmesser für 100% volle Ausleuchtung eines Bildfeldes vom Durchmesser d
DF_0 = kleiner Fangspiegeldurchmesser für volle Ausleuchtung nur auf der optischen Achse (also Bidfelddurchmesser d = 0)
D = Durchmesser des Parabolspiegels
f = Brennweite des Parabolspiegels
f ' = seitliche Fokusablage von der Achse des Newton
d = Durchmesser des 100% voll ausgeleuchteten Bildfeldes

Die seitliche Ablage f ' der Brennebene hängt natürlich vom Tubusdurchmesser und vom gewünschten Backfokus ab.

Eine vernünftige Dimensionierung dafür wäre etwa ein Wert zwischen f ' = D * 2/3 und f ' = D * 3/4.

DF_d = 70mm (maximal. Angabe des Herstellers 70 mm kleine Achse)
D = 154 mm (nahm die Angabe welche als Öffnung angegeben wurde)
f = 600 mm
f' ==> Was bedeutet seitliche Fokuslage genau? Herstellerangabe: Tubusdurchmesser = 178 mm; Backfokus = 98 mm
da ist dann auch noch ein TS 2" drauf... da komm ich noch nicht klar.
d = wäre das die Sensordiagonale? Falls ja wäre diese (24^2+36^2)^-0.5

Um besser zu verstehen was passiert, habe ich versucht (wirklich nur versucht, weil ich noch kein Plan habe) das ganze mal zu skizzieren. Das Offset des Spiegels habe ich begriffen. Stimmt meine Skizze soweit? Falls ja würde mir die Berechnung des Backfokus Aufschluss darüber geben wo der Fangspiegel liegt? Wobei ich nicht weiss, ob die Formel für das Fangspiegeloffset nur ein Richtwert ist, oder ob der Fangspiegel genau diesen Offset von 4.49 mm benötigt.

So weit (oder eben nicht weit) bin ich jetzt. Ziel wäre es zu VERSTEHEN, wie man die Ausleuchtung des Sensors effektiv ermittelt. Angaben wie.. so ein Fangspiegel wird Abschattungen geben, sind sicherlich lieb gemeint, helfen aber beim Verstehen nicht weiter.

newton.JPG
 
f' ==> Was bedeutet seitliche Fokuslage genau?
Hallo andyma, ich habe die geometrischen Verhältnisse zur Berechnung der Größe vom Fangspiegel beim Newton unten mal skizziert. Die Situation ist völlig analog zur Wirkung einer Blende am Refraktor im Abstand f' vor der Brennebene. Beim Newton ist f' die seitliche Ablage der Brennebene von der optischen Achse. Wie groß du f' wählst hängt natürlich vom Tubusdurchmesser, vom OAZ und vom gewünschten Backfokus ab. - Gruß, Peter

Feldausleuchtung_.jpg
 
Zuletzt bearbeitet:
@Peter, vielen Dank
Das einzige was mir fehlt ist f'. Da ich keinen Newton selber baue, sondern nur ein fertiges Modell auf Vollformat Tauglichkeit nachrechen will, ist f' ja gegeben.

f' ist sicher mal der 1/2 Tubusdurchmesser + ca. 75mm des OAZ + ?? ... dann muss bei einer DSLR ja noch eine genügend grosse Distanz zum Brennpunkt übrig sein, da die Distanz zum Spiegel ja auch noch 44-45mm beträgt. Ich nehme an, dass da der grosse Backfokus gut ist.

Ich weiss jedoch nicht genau was mit 98mm Backfokus gemeint ist, bzw. wo dass dieser hinzu kommt. Fand dazu im Netz auch keine Grafik. Die Lichtstrahlen werden doch am FS gespiegelt. Die Lage des FS zum HS definiert dann den Brennpunkt der Strahlen. Ist der Backfokus sozusagen die Distanz vom eigefahrenen OAZ bis zum Brennpunkt? Da ist bei mir als Anfänger noch das Verständnis nicht da, zumal ich so ein Newton noch nie real sah.
Gehe davon aus, dass ich über den Backfokus die Distanz des FS zum HS ermitteln könnte.

Vielleicht kann das jemand grafisch darstellen oder gut erklären...
Newton
tele.JPG

OAZ
OAZ.JPG
 
Ist der Backfokus sozusagen die Distanz vom eigefahrenen OAZ bis zum Brennpunkt?
Ja, so ist es zumindest nach meinem Verständnis definiert.
Willst du das Teleskop nur fotografisch nutzen?
70mm Fangspiegel bei 150mm Öffnung ist schon gewaltig.

Gehe davon aus, dass ich über den Backfokus die Distanz des FS zum HS ermitteln könnte.
Ja, wenn alle Angaben vom Hersteller stimmen, dann schon.
Brennweite HS = (Abstand HS zu FS) + (Tubusdurchmesser / 2) + (Höhe OAZ über Tubus, eingefahren) + (Backfokus)

98mm Backfokus und 75mm Höhe des Auszugs;
mir kommt das extrem viel vor. Der Brennpunkt wäre dann ca 175mm über dem Tubus.
Da sich der Lichtkegel auf einer Länge von 4cm um 1cm weitet (f/4), hat der Kegel dann am Ende vom Auszug einen Durchmesser von 175/4 = 44mm dazu muss man noch deine gewünschte Ausleuchtung rechnen.
Das wird knapp bei 50mm Rohrdurchmesser ...

PS:
Ich halte es für möglich, dass die Angabe "Backfokus" vom Hersteller meint "Brennpunkt über Tubus"
Dann ergäbe das wenigstens ausleuchtungstechnisch einen Sinn ... -> nachfragen

Wenn mit "Backfokus" tatsächlich "Brennpunkt über OAZ" gemeint ist, ergibt diese Konstruktion eher wenig Sinn, wenn man Vollformat ausleuchten möchte.

Du kannst das nochmal nachrechnen nach Peters Formel von oben.
Du must aber beachten, dass möglicherweise nicht der Fangspiegel das begrenzende Element ist,
sondern das Auszugsrohr vom OAZ.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo,

ich habe aus Spaß mal die Dimensionen aus der Zeichnung oben in myNewton eingegeben. Das sagt mir, daß der begrenzende Faktor für 100% FOV tatsächlich die Tubusöffnung und der OAZ sind. Also sind die ganzen Überlegungen zum 70 mm Fangspiegel bis dato hier rein akademisch.
-"Grau, teurer Freund, ist alle Theorie und grün des Lebens goldner Baum. "; Goethe: Faust, der Tragödie erster Teil

Gruß

*entfernt*
 
Ich denke, wenn man das optimal machen will für f/4 dann führt kein Weg dran vorbei,
sich das selbst zurecht zu bauen.
Riesiger Fangspiegel ist kontraproduktiv, zu viel Backfokus auch, hoher OAZ ebenso.

Die Hersteller versuchen, da immer einen Kompromiss zu machen, damit das Gerät möglichst universell eingesetzt werden kann. Das funktioniert aber bei f/4 eigentlich nicht. Vor allem nicht mit den Komponenten, die da verbaut werden. Minimale Bauhöhe OAZ 75mm ist schon der Anfang vom Ende ...
 
ich habe aus Spaß mal die Dimensionen aus der Zeichnung oben in myNewton eingegeben. Das sagt mir, daß der begrenzende Faktor für 100% FOV tatsächlich die Tubusöffnung und der OAZ sind. Also sind die ganzen Überlegungen zum 70 mm Fangspiegel bis dato hier rein akademisch.
Wer würde denn auch einen Spiegel ganz ohne radialen Abstand in den Tubus quetschen, und dann noch einen Fangspiegel mit 45% Obstruktion nehmen? Das stimmt doch hinten und vorne nicht!
-"Grau, teurer Freund, ist alle Theorie und grün des Lebens goldner Baum. "; Goethe: Faust, der Tragödie erster Teil
Eben
 
Das war doch ein konkretes Teleskop-Angebot von einem Händler in #19 ...
Das würde ich jetzt nicht dem Fragenden anlasten.
 
Echt jetzt? Dann nehme ich das zurück - sorry andyma. Ich dachte, das sei ein Entwurf für einen Umbau.
Das ist dann ja wirklich Blödsinn. Um so wichtiger, daß man das mal komplett durchsimuliert, sonst bleibt man nur beim Fangspiegel hängen.

Gruß

*entfernt*
 
Ja, die Obstruktion habe ich auch mit 45.5 % gerechnet, aber den Schuh zieh ich mir nicht an ;)
Bezüglich dem radialen Abstand, weiss ich nicht wieviel dieser beträgt.
Ich bin zwar Anfänger und habe zum aktuellen Zeitpunkt noch nicht viel Ahnung, aber die Werte sind einem reellen Newton Teleskop entnommen. TS Photon 150/600 f/4 oder so ähnlich.
 
Echt jetzt? Dann nehme ich das zurück - sorry andyma. Ich dachte, das sei ein Entwurf für einen Umbau.
Das ist dann ja wirklich Blödsinn. Um so wichtiger, daß man das mal komplett durchsimuliert, sonst bleibt man nur beim Fangspiegel hängen.

Ja genau um das geht es mir doch ;)
Ich möchte ein Teleskop welches gut mit einer Vollformat DSLR harmoniert. Leider hatte ich das Gefühl, das die Verkaufsstellen einem dann irgendwas anbieten wollen und jeder was anderes behauptet.

Aus diesem Grund hatte ich nach ca. 5 Mails und Telefongesprächen nun genug und möchte selber verstehen wie der Sensor wirklich ausgeleuchtet wird und welche Newton für mich wirklich Sinn machen. Deshalb versuche ich nun mir das nötige Wissen anzueignen, um bei Händleraussagen selber beurteilen zu können ob da alles stimmt.

Das genannte Teleskop gibt es. Ich habe alle Werte die ich fand gepostet. Und nun heisst es nur noch, in 2-3 Tagen zu verstehen wie man bei Newtons nachrechnet wie die Sensorausleuchtung ist und ob die Bauweise überhaupt Sinn ergibt für meine Zwecke. ... und ich dachte mal, ich lasse mich von 2 Astroanbietern beraten und kaufe dann mal schnell ein Teleskop zu der bereits gefunden Montierung... das war vor gefühlt 1.5 Wochen ;)

Aber ich lerne dazu und spannend ist es auch.
 
Ich möchte ein Teleskop welches gut mit einer Vollformat DSLR harmoniert. Leider hatte ich das Gefühl, das die Verkaufsstellen einem dann irgendwas anbieten wollen und jeder was anderes behauptet.

Andyma, sehr gut und meiner Meinung auch die richtige Rangehensweise, dass du Dich mit dem Teleskopdesign auch theoretisch auseinander setzt und es verstehen/lernen möchtest.

Aber wonach hast du denn bei den Händlern gefragt, dass du den Eindruck hast, dass sie dir kein für Vollformat-taugliches Teleskop anbieten wollen?

Ein guter Händler wird doch eher hellhörig, wenn's um ein vollformattaugliches System geht.
 
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