Erklärung 100% ausgeleuchtetes Bildfeld

    Hallo zusammen,


    mich würde mal interessieren, was ich mir genau unter dem 100% ausgeleuchteten Bildfeld vorstellen kann.


    Ich bin gerade dabei mir meinen eigenen Spiegel zu schleifen und konstruiere in diesem Zuge parallel den zugehörigen Tubus.


    Ich versuche mal das Gesichtsfeld so zu beschreiben, wie ich es mir vorstelle und würde euch um Rückmeldungen bitten.


    Also: Wenn ich zentral durch den Okularauszug auf den Fangspiegel blicke und sich mein Auge gleichzeitig in der Bildebene befindet, sehe ich den Hauptspiegel in vollem Umfang. Somit erreicht mein Auge das Licht der gesamten Hauptspiegelfläche. Bedeutet nach meinem Empfinden 100% Ausleuchtung.
    Wenn ich nun das Auge nach z.B. rechts bewege, tangieren sich irgendwann der Fangspiegelrand und das Abbild des Hauptspiegelrandes. Auch hier habe ich noch volle Lichtleistung, weil der Hauptspiegel noch voll zu sehen ist.
    Wandert das Auge nun über diesen Punkt hinaus, ist nicht mehr der gesamte Hauptspiegel im Fangspiegel sichtbar und ein Teil des Hauptspiegel ist abgeschnitten. Dieser Bereich liefert auch kein Lichtsignal mehr ans Auge und das Bild wird dunkler.


    Deshalb wird das 100% ausgeleuchtete Bildfeld mit zunehmendem Abstand zwischen Fangspiegelebene und Brennpunkt auch kleiner, konstante Brennweite vorausgesetzt. Dafür fällt der Helligkeitsabfall zum Rand hin kleiner aus.


    Habe ich das alles so richtig interpretiert oder bin ich auf dem Holzweg?


    Freue mich auf Eure Kommentare!


    LG Christian

    Hi,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Speedy</i>
    Also: Wenn ich zentral durch den Okularauszug auf den Fangspiegel blicke und sich mein Auge gleichzeitig in der Bildebene befindet, sehe ich den Hauptspiegel in vollem Umfang. Somit erreicht mein Auge das Licht der gesamten Hauptspiegelfläche. Bedeutet nach meinem Empfinden 100% Ausleuchtung.
    Wenn ich nun das Auge nach z.B. rechts bewege, tangieren sich irgendwann der Fangspiegelrand und das Abbild des Hauptspiegelrandes. Auch hier habe ich noch volle Lichtleistung, weil der Hauptspiegel noch voll zu sehen ist.
    Wandert das Auge nun über diesen Punkt hinaus, ist nicht mehr der gesamte Hauptspiegel im Fangspiegel sichtbar und ein Teil des Hauptspiegel ist abgeschnitten. Dieser Bereich liefert auch kein Lichtsignal mehr ans Auge und das Bild wird dunkler.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Soweit ist das 100% korrekt.



    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Speedy</i>
    Deshalb wird das 100% ausgeleuchtete Bildfeld mit zunehmendem Abstand zwischen Fangspiegelebene und Brennpunkt auch kleiner, konstante Brennweite vorausgesetzt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das Bildfeld befindet sich per Definition in der Ebene des Brennpunkts. Nicht davor und nicht dahinter. Ich sehe keinen Sinn darin über die Ausleuchtung zu spekulieren, die weiter vorne oder weiter hinten herrschen würde.

    Gruß
    Michael

    Hallo Christian,<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Speedy</i>
    <br />Deshalb wird das 100% ausgeleuchtete Bildfeld mit zunehmendem Abstand zwischen Fangspiegelebene und Brennpunkt auch kleiner, konstante Brennweite vorausgesetzt. Dafür fällt der Helligkeitsabfall zum Rand hin kleiner aus.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">bis dahin ist so weit alles richtig.
    Ob ich den zitierten Satz so verstehe wie er gemeint ist, weiss ich nicht. Wenn der Abstand der Brennpunktebene zum FS kleiner wird (und damit der Abstand zwischen FS und HS grösser), wird das 100%-Feld grösser, weil der vom HS kommende Strahlenkegel an einer engeren Stelle durch FS umgelenkt wird. Dies wird üblicherweise mit einem flacheren OAZ erreicht, wobei gleichzeitig die Lage des HS geändert werden muss.
    Weitere Faktoren, die das 100%-Feld begrenzen können, sind der Tubusdurchmesser (und der Abstand Tubusöffnung zum FS) und der Durchmesser des OAZ-Rohrs (und dessen Abstand zum FS).


    Gruss Heinz

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Deshalb wird das 100% ausgeleuchtete Bildfeld mit zunehmendem Abstand zwischen Fangspiegelebene und Brennpunkt auch kleiner, konstante Brennweite vorausgesetzt. Dafür fällt der Helligkeitsabfall zum Rand hin kleiner aus.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Michael - ich denke, Christian meint damit die Lage der Brennebene über Tubus. Und damit hat er schon recht. Die Größe des zu 100% ausgeleuchteten Bildfeldes in der Brennebene ist ja insbesondere für Weitfeld und/oder Fotografie von Bedeutung.

    Danke euch Dreien!


    Ja ich hab mich bei meiner letzten Behauptung wohl etwas schwammig ausgedrückt. Ich hatte gehofft mit dem Hinweis auf die konstante Brennweite die Verständnisprobleme weitgehend auszuräumen, aber ihr habts auch so richtig verstanden:


    Bei konstanter Brennweite des HS muss natürlich der Abstand FS-HS größer werden, wenn der OAZ flacher gebaut ist und somit die Bildebene näher in Richtung Tubus wandern soll.


    Mein Gedankenexperiment sagt eigentlich nur, dass wenn ich mich mit dem Auge/Bildebene dem Fangspiegel nähere, dann erscheint der Fangspiegel relativ zum Abbild des HS im FS immer größer, sodass ich das Auge nun weiter nach einer Richtung bewegen kann, bis sich der Fangspiegelrand mit dem Hauptspiegelabbild tangieren und ab diesem Punkt die Ausleuchtung zurückgeht.


    Heinz, du hast noch weitere Faktoren genannt.
    Dass das OAZ-Rohr den Lichtkegel evtl. beschneiden könnte habe ich verstanden. Was mir nicht ganz klar ist sind der Tubusdurchmesser bzw. der Abstand Tubusöffnung zum Fangspiegel.
    Aber ich glaube zu wissen in welche Richtung es gehen soll: Die Software Newt zeichnet für das Bildfeld die entsprechenden Strahlen etwas schräg einfallend ein. Knapp am Tubus vorbei. Hat es damit was zu tun? Ist dieser Winkel definiert oder wie kommt dieser zustande?


    Gruß
    Christian

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Speedy</i>
    [brWas mir nicht ganz klar ist sind der Tubusdurchmesser bzw. der Abstand Tubusöffnung zum Fangspiegel.
    Aber ich glaube zu wissen in welche Richtung es gehen soll: Die Software Newt zeichnet für das Bildfeld die entsprechenden Strahlen etwas schräg einfallend ein. Knapp am Tubus vorbei. Hat es damit was zu tun? Ist dieser Winkel definiert oder wie kommt dieser zustande?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Wenn du das ausgeleuchtete Feld betrachtest, musst du zwingend schräg einfallende Lichtstrahlen berücksichtigen, denn alles ausserhalb der Bildmitte sind schräg einfallende Lichtstrahlen, die zusammen die Bildebene ausmachen.
    In den üblichen Strahlengangzeichnungen wird ja meistens nur das Strahlenbündel abgebildet, welches den Bildmittelpunkt definiert. Der sollte ja mindestens zu 100% ausgeleuchtet sein, ansonsten ist der FS so klein, das gar nicht der volle HS-Durchmesser genutzt wird.
    Und Strahlen ausserhalb der Bildmitte werden irgendwann durch den Tubusdurchmesser genau wie durch das OAZ-Rohr oder den FS-Durchmesser abgeschnitten und zwar um so eher, je enger der Tubus ist oder je mehr er (wie eine Taukappe) über den Fangspiegel hinausragt.

    Hallo Speedy,
    hier eine Skizze, die geometrisch die Bildausleuchtung zu erklären versucht.


    Licht von verschiedenen Sternen kommen ja als parallele Strahlen auf den Hauptspiegel. Für unterschiedliche Sterne natürlich aus unterschiedlichen Blickwinkel. Diese Strahlen werden je Stern (im Idealfall) punktförmig innerhalb der Bildebene fokussiert. Auf der Skizze sind einige Vertreter der parallelen Strahlenbündel jeweils eingezeichnet. Für Stern D sogar noch ein dritter Vertreter, der gerade noch den eingezeichneten Fangpspiegel erreicht.



    Gruß

    Morgen Jungs!


    Jetz wird mir einiges klarer und das Verständnisproblem mit der Tubusöffnung und dem Tubus-FS-Abstand ist aus der Welt geschafft. Ihr habt das super erklärt! Vielen Dank! [:)]


    Kalle deine Zeichnung hat auch sehr dazu beigetragen! Ich hoffe du hast die jetzt nicht extra wegen mir angefertigt?...[:I]


    Interessieren würde mich aber noch wie du da konstruktiv rangegegangen bist. Der blaue Lichtstrahl von Stern D am oberen Rand hat ja einen gewissen Winkel zum zentral einfallenden Lichtstrahl vom Stern A. Demnach müsste der vom Spiegel an der Kante reflektierte Lichtstrahl mit demselben Winkel austreten und die Bildebene (zunächst ohne FS) erreichen. Von diesem Punkt aus dann die Verbindungslinie zum unteren HS-Ende und dann wieder Parallel zum oberen Lichtstrahl von D wieder aus dem Tubus? War das so richtig? Weil aber der Strahl vom Brennpunkt von D am FS vorbeigeht, nochmal einen durch die Kante des FS auf den HS ziehen und dann wieder parallel nach außen?


    Werde das die nächsten Tage im CAD versuchen einzubinden.


    Viele Grüße
    Christian

    Hi Christian,
    recht einfach. Man fängt mit einem zentralen Strahl an, der fokusiert auf der opt. Achse im sog. Brennpunkt des Parabolspiegels. Damit hat man die Brennebene definiert. Alle anderen (off-axis) Strahlen (von Sternen außerhalb des Zentrums) müssen auf der Brennebene ebenfalls fokussieren. Wie groß der Abstand von der opt. Achse ist, hängt von den Winkeln ab. Man kann vereinfacht sagen, dass der off-axis-Winkel eines einfallenden Strahls, gleich dem Winkel einer Hilfslinie ist, die nicht eingezeichnet ist: Von der HS-Mitte zur Bildebene.


    Hintergedanke ist, dass ein Vollkreis am Bildhimmel abbildungsmäßig einen Vollkreis der Bildebene gleichkommt.


    Wie große und wie weit entfernt der FS nun hineingezeicht wird, ist eine konstruktive Wahlentscheidung. Nimm den halben Tubus-Innendurchmesser, addiere Wandstärke, Okualrauszug-Höhe und freie Höhe der Bildebene über den Auszug (den brauchst Du um mit diversen Okularen, Kameras in den Fokus zu kommen (Stichwort neg. Fokallage der Speers-Waler). Und gehe vom Primärfokus um diesen Abstand zurück in den Tubus. Voila, dort muss der FS sitzen.


    Die Größe des FS hängt vom gewünschten max. tatsächlichen Gesichtsfeld ab (also indirekt vom Übersichtsokular das man einsetzen möchte). Damit bestimmt man das max. Gesichtsfeld, das allerdings nicht 100% ausgeleuchtet sein muss. Weil der Abfall der Ausleuchtung am Bildrand nicht ganz so einfach zu berechnen ist, wählt man aber den einfacheren Ansatz, definiert für sich die Größe des 100%-ausgeleuchteten Bildfeldes. Typische Werte visuell sind 8mm bis 12mm.


    Fotonewton brauchen je nach Größe des Aufnahmechips mehr. Ich denke min. 2/3 der Chipdiagonalen, wenn man auf dem Foto den Helligkeitsabfall zum Rand nicht sehen will. Über Flats kann man die Helligkeitdifferenzen zum Bildrand wieder angleichen, so dass man keinen Dämmerungseffekt zum Bildrand hat. Die Empfindlichkeit, bis zur welchen Größenklasse man Sterne noch sieht, nimmt aber dann zum Bildrand immer noch ab. Es bleibt bei großen Chips immer ein Kompromiss, weil größere Fangspiegel per se ja auch die 100%-Ausleuchtung runtersetzen (durch ihren Schatten). Aber genauer können Dir die Fotofreaks das besser erklären, worauf sich achten. Ich fotografiere am Newton nicht. Das Auflösungsvermögen spielt da auch eine Rolle, in Abstimmung mit der Pixel-Größe.


    Hier die erweiterte Zeichnung mit sog. Mittelstrahl, der die Größe des Bildfeldes aufzeigt:



    Gruß

    Vielen Dank Kalle!


    Deine Zeichnung ist super! Ich hab zwar einige Zeit gebraucht, bis ich deinen Text mit der Zeichnung gedanklich verknüpfen konnte, aber die Zeit hat sich gelohnt! [:)]


    Werde das heute Abend mal ins CAD mit einbringen.


    Was mir nun auch einleuchtet ist, dass die Bildebene in wirklichkeit leicht gekrümmt ist, weil der Spiegel in einem Gedankenexperiment ohne Tubus ja auch Lichtinformationen aus fast 90° seitlich theoretisch auch bündelt, allerdings dann nicht nach vorne, sondern 90° in der anderen Richtung. Dadurch entsteht ein Abbild der Umgebung auf einer kugelförmigen Brennebene. Die Krümmung ist natürlich am Okular vernachlässigbar, weil es nur eine sehr kleine Fläche dieser Halbkugel betrifft.


    Alles super erklärt. Vielen Dank nochmal.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Christian: schau mal hier: http://www.dalekeller.net/ATM/…ans/newtsoft/newtsoft.htm


    Da kannst Du div. Parameter einstellen und die Größenverhältnise und Winkel studieren.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das war ja der Grund, warum ich mich ans Forum gewandt habe. Ich konnte mit dem ganzen Strahlenwirrwar noch nichts anfangen. Jetzt siehts wahrscheinlich anders auch. Ich werds mir sicher nochmal reinziehn [8D]


    LG
    Christian

    Speedy,
    die 'leichte Krümmung' nennt man auch 'Kaustik' (z.B. im früher öfters diskutierten 'Kaustiktest'), 'Bildfeldkrümmung' oder sonst wie. Gute Okulare, Hilfslinsen wie (Bildebener/Flattener) oder Barlowssysteme versuchen diese entgegenzuwirken.


    Noch was zur 100%-Ausleuchtung: Wenn Strahlen vom extremen Bildfeldrand auf den Hauptspiegel treffen, sehen sie den Hauptspiegel nur schräg von der Seite. Die Bildhelligkeit sinkt dann (theoretisch). Das dürfte aber erst bei Bildfeldern jenseits von 10° des Sternenhimmels überhaupt relevant werden.


    Gruß


    PS: Gut, dass die Zeichnung Dir helfen konnte. Dann haben sich meine 10 Minuten ja gelohnt.[:p]

    Hi Kalle, Speedy.
    diesen letzgenannten Effekt gibt es tatsächlich auch - in der Fotografie nennen Laien ihn gerne fälschlicherweise Vignettierung. Tatsächlich ist es aber ein Helligkeitsabfall (typischerweise mit cos^4 des Gegenstandswinkels), der sich direkt aus dem reduzierten Strahlquerschnitt und dem Abbildungsgesetz auf ein ebenes Bildfeld (mit dem Winkel steigende Brennweite) herleitet. 'Gute' Weitwinkelobjektive - aber nicht Teleskope - wirken dem durch ihr Objektivdesign entgegen. Vignettierung hingegen ist die tatsächliche Verengung des Strahlquerschnittes durch zu kleine Blenden, Linsen und Spiegel.
    DS, Holger

    Hallo Holger,<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: starrookie</i>
    <br />in der Fotografie nennen Laien ihn gerne fälschlicherweise Vignettierung<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">auch in der Fachpresse wird oft von der 'natürlichen Vignettierung bei Weitwinkelobjektiven' gesprochen [;)].
    Ich wette, dass die meisten Laien mit dem Begriff Vignettierung gar nichts anfangen können.


    Gruss Heinz


    EDIT: Auf Wunsch einen Schreibfehler korrigiert [:I]

    Hallo


    wenn du es denn in CAD einhämmerst vergiss den Tubus und OAZ nicht, machst du für 100% den kompletten Strahlengang ergibt sich auch der Offset


    Gruß Frank

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