Offset / FS-Versatz für Anfänger

  • Hallo alle,


    ich habe nun schon oft den Begriff Offset gehört, manchmal auch gedacht ihn verstanden zu haben. Nun stellte sich heraus, dass ich ihn erst jetzt ganz kapiert habe.[:I]


    Ich stelle mal meine Gedanken dazu zur Verfügung und Diskussion. Vielleicht ist es ja für den ein oder anderen Anfänger und Einsteiger hilfreich, sprich verständnisfördernd. Fortgeschrittene bitte nur noch zur Korrekturlesung weiterlesen! Danke![;)]


    Beim Offset geht es um den Versatz der Optischen Achse eines Fangspiegels (FS) zur Achse des Hauptspiegels (HS).


    Nehmen wir an, wie würden einen FS korrekt aufhängen wollen, so daß er den Lichtkonus eines HS optimal aus dem Tubus in den Okularauszug (OAZ) herauslenkt. Beginnen wir damit den FS erst mal parallel zum HS zu halten, so daß der Lichtkonus genau auf den FS fällt und die Reflektion genau auf das Zentrum des HS zurückgeworfen wird. Dazu müssen die optischen Achsen beider Spiegel genau aufeinanderliegen.


    Nun soll ja der Lichtkonus nicht auf den HS zurückgeworfen werden, sondern um 90° in den OAZ abgelenkt werden. Dazu muß der FS um 45° gekippt werden.


    Nun tritt folgender Sachverhalt auf: wenn der FS um 45° geneigt wird, so daß er den Lichtkonus in den OAZ umleitet, er aber gleichzeitig auf der optischen Achse des HS liegen bleibt, dann befinden sich beide Enden das FS gleich nah an der optischen Achse, sowohl das Ende, das zum Brennpunkt geneigt ist, als auch das Ende, das zum HS hin geneigt ist!
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    Schade, hier wollte ich jetzt eine Grafik einfügen, was nicht ging: kein Zugriff. Na gut, die liefere ich nach.
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    Da aber der zu reflektierende Lichtstrahl konisch ist, sich also zuspitzt, ist sein Abstand zur optischen Achse in Richtung Brennpunkt hin immer geringer, bzw. sein Durchmesser immer kleiner, und in Richtung HS immer größer, bzw. der Durchmesser immer größer. Das hat zur Folge, dass der Teil des FS, der zum Brennpunkt hin geneigt ist, den Konus zwar vollständig reflektiert aber darüber hinaus noch aus dem Konus herausragt und somit einfallendes Licht unnötigerweise abdeckt (obstruiert).


    Der zum HS geneigte Teil des FS hingegen ist zu kurz, d.h. er reflektiert nicht mehr den gesamten Teil des Lichtkonus, der ja nun überdies Lichtverluste durch die eben erwähnte Obstruierung aufweist.


    Lösung: man muß die Achse des um 45° geneigten FS so von der Achse des HS verschieben, dass der zum Brennpunkt hin geneigte Teil wirklich nur den Lichtkonus reflektiert und keine Obstruktion verursacht und der zum HS hin geneigte Teil den Lichtkonus, mit nun optimalem Lichtanteil, vollständig reflektiert. Dieser Versatz läßt sich berechnen und nennt sich Offset.

  • Aloha,


    es gibt noch eine zweite Bedeutung:


    Wenn man ein Bild - vom Teleskop erzeugt - betrachtet, so ist ja nur der Bildmittelpunkt direkt auf der optischen Achse erzeugt. Der Rest des Bildes befindet sich in einer gewissen Entfernung von der optischen Achse - also off-axis. Da bei vielen optischen System - vorall ja auch dem Newton - die Bildfehler mit Abstand von der optischen Achse zunehmen, ist es auch hier nötig, das Phänomen zu betrachten...

  • Hi Tom,


    ich wollte mich ganz speziell zu dem Phänomen des versetzten Fangspiegels äußern. Die Tatsache, warum der FS mit seiner optischen Achse nicht exakt auf der optischen Achse des HS liegen darf war mir einfach nicht klar. Ich hoffe durch diese Erklärung auch bei anderen Beginnern ähnliche Verständnisprobleme zu beenden.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: JoergB</i>
    <br />
    ich habe nun schon oft den Begriff Off-Axis gehört, manchmal auch gedacht ihn verstanden zu haben. Nun stellte sich heraus, dass ich ihn erst jetzt ganz kapiert habe.[:I]


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo,
    Nö, das nennt sich Offset oder auf deutsch Fangspiegelversatz. Offaxis sagt man wenn man ein zum Beispiel ein Newtonfernrohr seitlich abblendet und das Lichtbündel damit nicht mehr symmetrisch um die Achse herum angeordnet ist, sondern seitlich der Achse. Sonst hast du das aber perfekt erklärt.
    Grüße Martin

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: JoergB</i>
    <br />Hi Martin,


    danke für den Hinweis. Meine Güte, man lernt nie aus! [:)]


    Den Titel habe ich angepasst.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Jörg,
    Die Mathematiker gehen da analytisch dran [:)] Es gibt den Begriff des Kegelschnittes, da gehören alle diese Kurvenformen dazu. Am einfachsten ist der Kreis, das ist wenn man einen Kegel genau senkrecht zu seiner Achse schneidet, dann bildet die Schnittmenge der Ebene mit dem Kegel einen Kreis. Wenn der Winkel kleiner als 90° ist, dann gibt es eine Ellipse. Die Achse des Kegels schneidet diese Ellipse dann in einem ihrer Brennpunkte. Das was wir für den Offset berechnen das ist letztlich der Abstand der Brennpunkte vom Mittelpunkt der Ellipse. (oder so ähnlich [:)])
    Wenn man den Winkel weiter verkleinert dann gibts erst eine Parabel, dann eine Hyperbel.
    Grüße Martin

  • Hi Martin,


    in deinem Buch schreibst Du aber, Du bist kein Mathematiker! [:D][:D][:D]


    Aber sehr interessant, alles quasi vom Kreis aus zu berechnen, der wiederum als Schnittfläche eines Kegels betrachtet wird und beim Kippen innerhalb des Kegels zur Ellipse wird. Sehr plastische und hilfreiche Vorstellung!

  • Aloha,


    OK off-axis war gar nicht gemeint... dann ging meine Ausführung natürlich ins Leere.


    Damit es noch ein bisschen komplizierter wird: Durch den Versatz des Fangspiegels ist die Öffnung des Newtons damit also nicht mehr rotationssymmetrisch! Viele Näherungsformeln der Optikrechnung werden dann um einen mir (weiterhin) unbekannten Grad verfälscht.

  • hi leute


    das ist ja alles schauerlich!
    bringt man da überhaupt noch, speziell bei "schnellen" systemen, konzentrische beugungsringe zusammen ?


    so wie sich mir das darstell hat man zumindest 3 möglichkeiten:


    I. man ordnet das FS zentrum (optische achse hat der FS keine da er flach ist) mit offset an,
    dadurch beschneidet man den vom HS reflektierten lichtkonus symmetrischkonzentrisch / rotationssymmetrisch, jedoch parallel zu achse einfallende strahlen werden mit einem zur achse versetztem kreis nicht symmetrisch beschnitten und bilden somit nach reflexion vom HS erst gar keinen symmterischen lichtkonus (warum als noch versuchen den gar nicht symmetrischen konus symmetrisch zu beschneiden ?).


    II. man ordnet das FS (grösse wie I.) zentrum ohne offset auf der HS achse an. dadurch werden parallel zur HS achse einfallende strahlen symmetrisch/konzentrisch beschnitten allerdings wird dann der von HS reflektierte lichtkonus vom rand her asymmetrisch beschnitten.


    III. man wählt den FS grösser als notwendig um die randstrahlen vom HS zu erwischen und zwar so gross dass sich eine symmtrische abschattung des HS ergibt´und ordnet ihn ohne offset an. damit wird die abschattung allerdings grösser als mit I. II.


    was ist nun warum besser I. / II. beides nicht symmetrisch
    was ist mit III. ? symmetrisch aber grössere abschattung


    das diese überlegungen für kleine öffnungsverhältnisse keine rolle spielen ist so weit klar.


    ist am ende in einem SCHIEF-spiegler alles viel GERADER ?


    grüsse robert

  • Hi Robert,


    die Änderungen auf die Abbildungsqualität sind mit meiner HX916 so minimal, bzw. gar nicht sichtbar, dass ich das Thema nicht überbewerte...


    Ich wähle die Lösung, dass ich den Fangspiegel längs der optischen Achse soweit verstelle, dass die resultierende Ausleuchtung in dieser Achse symmetrisch zur optischen Achse ist. Dasselbe dann auch horizontal, also die Achse des Fokusers.


    Damit erreiche ich eine völlig symmetrische Ausleuchtung des Bildfeldes und kann damit in Abhängigkeit der Chipgrösse meiner Kamera den kleinst-möglichen Fangspiegel einbauen, der den Chip noch 100% ausleuchtet.


    Damit fällt der Fangspiegelschatten nicht mehr zentrisch auf den Hauptspiegel, OK. Aber was macht das aus? Wie gesagt, ich kann an der HX916 den Unterschied nicht sehen. Aber den Unterschied in der Ausleuchtung sehr wohl. Also bin ich zufrieden. Die entstandenen Bilder mit meine n12 Zoll f/4 sind mir auch gut genug. Wenn man vom Mars mal absieht ;)


    http://www.licha.de/AstroWeb/g….php3?iBPId=156&iSOId=152


    http://www.licha.de/AstroWeb/g…e.php3?iBPId=160&iSOId=53


    (Man beachte den Link auf die HiRes-Varianten!)


    Gleiches gilt auch für die Performance mit Pentax SMC XL Okularen...


    Ich habe versucht, das ganze in OSLO vor dem Bau meines 12ers zu simulieren. Aber die Ergebnisse waren so daneben, dass ich aufgab. Bin aber OSLO-Laie, kann also jederzeit auch an Eingabefehlern meinerseits gelegen haben...

  • Hallo allesamt,


    den Begriff Off-Axis habe ich von einer Website, die teilweise auch in anderen Threads empfohlen wurde. Dort wird die Kollimation eines Newtons sehr ausführlich beschrieben.


    Das es nun Offset heißt, konnte ich zu dieser Zeit nicht wissen.


    Hier liegt also ein ganz blöder, aber leider wohl häufiger vorkommender Sachverhalt vor: die recht uneinheitliche Terminologie macht die Kommunikation unnötig kompliziert.


    Lupos: *WAS* ist schauerlich? Ein Bezug wäre sinnvoll.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: lupos</i>
    <br />hi leute


    das ist ja alles schauerlich!
    bringt man da überhaupt noch, speziell bei "schnellen" systemen, konzentrische beugungsringe zusammen ?



    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo,
    Genau das ist die Preisfrage. Mir wäre es eigentlich egal ob die Beugungsfiguren intrafokal oder extrafokal symmetrisch sind. Aber man kann ein Newtonsystem sehr gut anhand der Beugungsfiguren justieren.
    M.E. sind die Ringe bei hoher Vergrößerung dicht am Focus und im Bildzentrum konzentrisch. Bei kleiner Vergrößerung und hohem Abstand sieht man jede Obstruktion wie zum Beispiel den Okularauszug der bei manchen Geräten besonders intrafokal in den Starhlengang reicht.
    Grüße Martin

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