Deepsky met de verrekijker Patrick Duis, Hooge Mierde

Presentatie over: "Deepsky met de verrekijker Patrick Duis, Hooge Mierde"— Transcript van de presentatie:

1 Deepsky met de verrekijker Patrick Duis, Hooge Mierde

2 Waar gaan we het over hebben?
Voorstellen Korte historie Uittredepupillen: de ene is de andere niet! Verrekijkertechniek PAUZE Welke bino voor grab 'n go deepsky gebruik? Test topsegment bino's op deepsky. Swarovski Astro-Habicht Second life optics project Conclusie 2

3 Voorstellen Hoe het startte (JWG/7x35 op Gitzo) 3

4 Historie 1608 “Hollandse kijker” Lang brandpunt Klein beeldveld
John Dollond: 1758 Achromatische doublet (kroonglas+flintglas) Ignazio Porro: 1854 Porro prisma: 4 reflectievlakken Toen Ernst Abbe in 1893 zijn eigen rechtopstaand-beeld prisma systeem wou patenteren was hij zeer verrast dat iemand anders het al, tientallen jaren eerder, had uitgevonden en gepatenteert. Ondanks zijn diepgaande werk m.b.t. Optica had hij nog nooit van Porro gehoord..... Ernst Abbe (Zeiss/Schott): 1886 Apochromatische lens 4

5 Uittrede pupil Duidelijk is de interne demping en diafragmering te zien. Lidl 10x50=10x40!!! 5

6 Diverse uittredepupillen
Swarovski EL 10x50 Swarovision Pentax 10x50 ED-DCF Fujinon FMTR-SX 10x50 1970'er Kamakura 10x50 6

7 Lidl 10x50 vs. Kamakura 10x50 1970'er Kamakura 10x50 2012'er Lidl 10x50 Hmmm... ik zou toch eerder opa's Kamakura 1970'er prefereren boven de Lidl van 20 euro.....uit 7

8 Prisma's Porro: 4 reflectievlakken hoge transmissie
Beter stereoscopisch zien 8

9 Prisma's Schmidt-Pechain: 5 reflectievlakken
zeer compacte bouw: veel toegepast in dakkant 9

10 Prisma's Zeiss Dialyt: 3 reflectievlakken zeer hoge transmissie
Lange kijker 10

11 Collimatie 11

12 Collimatie Spreekt voor zich..... 12

13 Objecten moeten samenvallen
Collimatie Objecten moeten samenvallen 13

14 Collimatie: controleren
Horizontaal: object mag niet teveel van links naar rechts bewegen Verticaal: object mag niet teveel van boven naar beneden bewegen Steeds 1 seconde linkeroog, daarna 1 seconde rechteroog. 14

15 Chromatische abberatie
Chromatische abberatie: variatie brekingsindex afhankelijk van golflengte Wordt ook dispersie genoemd. 15

16 Abbe Nummer V “Mate van lage chromatische abberatie”
Hoe hoger het getal, hoe beter: nd: brekingsindex geel, 587,56nm nF: brekingsindex blauw, 486,13nm nC: brekingsindex rood, 656,27nm Subscript is Fraunhofer symbool 16

17 Abbe Index 17

18 Glassoorten/ Abbe Nummer en typische eigenschappen
Flint: 35 < V < Lanthanium Kroon: 50 < V < 62, BAK4: barium kroon: 55 < V < 62, 7.0 (prisma's) Bk7 (Corning: Pyrex, Schott: Duran): borosilicaat kroon 62 < V < 68, 7.1 (reflectieve oppervlakken) Schott Zerodur 55.9 < V < 56.1, (Keck1&2) Calcium Fluoride: 62 < V < 90. Zeer zacht. 18.7!!! *) Thermische expansie cursief x10-6/K Hallo Patrick, De doorsnede van een model met glastype aanduiding is onderweg. BaK4 (Barium Kroonglas) prisma geeft de constructeur de mogelijkheid om een groothoekoculair te bouwen, iets wat met Bk7 (Borosilicate) prisma niet mogelijk is. Aangezien bij een dakkant prisma 1 weerspiegelingsvlak niet de minimale vereiste hoek heeft voor weerkaatsing van het licht (het gaat er daar nl dwars door heen) dient alleen dit vlak bekleedt te worden met een “spiegel”. Dit kan zijn, aluminium of zilver (hebben hun nadelen (de kleuren worden niet allemaal optimaal gereflecteerd) maar is wel goedkoop) of een onder hoog vacuum aangebrachte coating van zo’n 60 lagen Titanium, goud of pak maar een daarvoor geschikt materiaal. Dit geldt dus voor prisma’s gemaakt van BaK4 en Bk7. Maar van Bk7 als bekledingsmateriaal heb ik nog nooit gehoord. Groeten, Jan 18

19 Prisma Glassoorten BK7 vs. Bak4/PK
Bk7 (Borosilicate crown) ρ=2.51 [g/cm] α=7.1x10-6 [K-1] nd=1.51 (brekingsindex) Lage dispersie Duur Coatings nodig voor reflectie oppervlakken Lagere transmissie Lager contrast Vignettering aan de rand Bak4 (Barium crown) ρ=3.05 [g/cm] α=7.0x10-6 [K-1] nd=1.57 (brekingsindex) Hoge dispersie--> CA! Hoge reflectie: geen coating nodig!!! PK (Phosphate crown) ρ=3.70 [g/cm] ZWAAR α=13.0x10-6 [K-1] nd=1.53 (brekingsindex) Lage dispersie Coatings nodig voor reflectie oppervlakken Hallo Patrick, De doorsnede van een model met glastype aanduiding is onderweg. BaK4 (Barium Kroonglas) prisma geeft de constructeur de mogelijkheid om een groothoekoculair te bouwen, iets wat met Bk7 (Borosilicate) prisma niet mogelijk is. Aangezien bij een dakkant prisma 1 weerspiegelingsvlak niet de minimale vereiste hoek heeft voor weerkaatsing van het licht (het gaat er daar nl dwars door heen) dient alleen dit vlak bekleedt te worden met een “spiegel”. Dit kan zijn, aluminium of zilver (hebben hun nadelen (de kleuren worden niet allemaal optimaal gereflecteerd) maar is wel goedkoop) of een onder hoog vacuum aangebrachte coating van zo’n 60 lagen Titanium, goud of pak maar een daarvoor geschikt materiaal. Dit geldt dus voor prisma’s gemaakt van BaK4 en Bk7. Maar van Bk7 als bekledingsmateriaal heb ik nog nooit gehoord. Groeten, Jan 19

20 Glasfabrieken optisch glas
Schott (1883 Zeiss, Duran, Zerodur) Hoya (2006: Pentax) O'Hara Corning (Pyrex) 20

21 Fabrikant uit Verre oosten legt verschil tussen BAK4/Bk7 uit
Prisma's zijn optische glasblokken bestemd om het reliëf te verhogen, waarbij de belemmering van het instrument wordt gereduceerd. Zij worden gefabriceerd vanaf een glasplaat vanaf drie tot vier vierkante meter. Hoe meer het midden van deze glasplaat wordt gebruikt, des te hoger is de kwaliteit van het glas. Dit heet dan BAK4. Deze hoogwaardige lenzen worden in duurdere modellen toegepast. Het glas dat wordt gebruikt aan de randen heet BAK7. Dit is meer gespreid en wordt gebruikt voor de courante modellen. 21

22 Coatings Lord Rayleigh 1886: oud aangetast glas had hogere transmissie dan nieuw glas. Olexander Smakula (Zeiss 1935) Militair geheim tot in begin 2e wereldoorlog Door demping van reflecties gaat minder licht verloren, en daardoor wordt contrast verhoogd. Zeer belangrijk voor hoge vergrotingen (planetaire waarnemingen) 22

23 Anti-reflectieve coating
Boven: U ziet een reflectie Onder: geen reflectie zichtbaar!!! Meer contrast! 23

24 Dielectrische coating
Voor reflectieve oppervlakken wordt dielectrische coating toegepast welke de reflectie versterkt. Benaderd een 100% reflectiviteit t.o.v. 90% met een puur metallische laag. 24

25 Phase coating Door dakvorm (Dialyt/Dakkant prisma's) looptijdverschil afhankelijk van kleurfrequentie. Dit 1/2l uit fase zijn wordt gecorrigeerd met een vertragende phase-coating om de lichtstralen van diverse frequenties tegelijk aan te laten komen in het oculair. 25

26 Abberaties Coma Schuin invallende stralen vallen niet in hetzelfde brandpunt. In verrekijker: geen mooie stipjes aan de randen van beeldveld 26

27 Abberaties Brandpunten X en Y as vallen niet samen
Astigmatisme Brandpunten X en Y as vallen niet samen In verrekijker: “steepjes aan de randen” 27

28 Abberaties Brandpunt is afhankelijk van licht frequentie
Chromatische abberatie Brandpunt is afhankelijk van licht frequentie In verrekijker: kleurfouten 28

29 Brandpunt is afhankelijk van afstand van lensas
Abberaties Sferische abberatie Brandpunt is afhankelijk van afstand van lensas 29

30 Stikstof vulling Door de kijker onder druk te vullen met stikstof is ze vochtwerend van binnenuit! Zeiss 7x50 U-Boot 1.72kg FOV 7.3° Zeiss 8x60 U-boot “Kommandant Glaß” 2.5kg FOV 9.1° 30

31 Waterdicht Door de kijker ook nog goed af te dichten, kan ze onder water worden gehouden! 31

32 Nieuwste ontwikkelingen
Field flattener → onvervormd sterrenbeeld Fujinon (F)MTR/SX Swarovski Swarovision Nano coating tegen beslaan (Fujinon/Swarovski) EINDE EERSTE DEEL 32

33 Kegeltjes-->Staafjes
Na 10 minuten wordt omgeschakeld. 33

34 Gevoeligheid staafjes tov. kegeltjes
Betere signaal/ruisverhouding!!! 34

35 Staafjes vs. Kegeltjes 35

36 Gevoeligheid/Pupildiameter
36

37 Max. donker geadapteerde Pupildiameter vs. leeftijd
37

38 Uitttredepupil meten Op doorzichtige folie printen
Dichtbij oog houden en door gaten kijken Kies het paar die net raken 38

39 Uittredepupillen diverse types verrekijkers
Objectief diameter [mm] Uittredepupil [mm]= Vergroting 8x32: 4mm, te klein, je vangt niet genoeg licht 7x35: 5mm 8x40: 5mm 8x56: 7mm 7x50: 7mm 10x50: 5mm 12x50: 4mm, net iets te klein!!! 39

40 Belangrijke bino formules
Objectief diameter [mm] Uittredepupil [mm]= Vergroting Schemergetal = vergroting x objectief diameter 40

41 Verschillende types verrekijker
Uittredepupil [mm] Schemergetal Type 8x vogelaar overdag 7x 8x 7x maritiem 10x astro 12x vogelaar statief 8x jacht 10x 15x astro-statief Kies hoog schemergetal Kies de verrekijker die past bij je uittredepupil een een zo hoog mogelijk schemergetal. >10x vergroting: statief noodzakelijk 41

42 Don't underestimate the powers of the bino!!!!
Waarnemen met 2 ogen 2 sensoren: binoculaire sommatie (hersenen krijgen 2 signalen binnen) Meer hersenactiviteit: binoculaire facilitatie Uit onderzoek is gebleken: factor 1.4x Dus: 50mm objectief bino waarneming komt overeen met 70mm objectief monoculaire waarneming!!!! Don't underestimate the powers of the bino!!!! 42

43 Test 10x50 topsegment Swarovski EL 10x50 Swarovision
Leica 10x50 Ultravid HD Fujinon 10x50 FMTR-SX Pentax 10x50 ED-DCF 43

44 Specificaties 10x50 topsegment
Merk Type Gewicht Beeldveld Field Anti fog Eye relief Prijs [gram] [graden] flattener coating [mm] [euro] Swarovski Dakkant ja ja Leica Dakkant nee nee Fujinon Porro ja ja Pentax Dakkant nee nee Swarovski: duurste. Leica: kortste eye relief, grootste beeldveld Fujinon: zwaarste en goedkoopste Pentax: lichtste en kleinste beeldveld 44

45 Waarneemlocaties Achtertuin (SQM 19.8)
Camping bosrand achterhoek (SQM 20.9) 45

46 Gebruikte attributen Gitzo statief Ligstoel Deepsky reiseatlas
Rood lampje 46

47 Geteste objecten Volle Maan (reflectie demping/contrast) M31
Gekleurde sterren M81/82 M51 Komeet C2009/P Garradd NGC2903 M65/66 NGC4631 47

48 Testresultaten Weging Swarovski Leica Fujinon Pentax
Transmissie Eyerelief Beeldveld Prijs Resistentie tegen beslaan Randscherpte Vlak beeldveld Afwerkingsnivo Gewicht Kleurweergave sterren Maan Deepsky nacht Deepsky nacht Deepsky nacht Deepsky nacht TOTAAL 48

49 Swarovski Astro Habicht?
10x50 i.v.m. maximale uittredepupil Porro: 4 i.p.v. 5 reflectievlakken: max. transmissie Coatings geoptimaliseerd voor 500 nm: staafjes Mogelijkheid tot inschroeven 2” UHC/OIII filters Anti-fog coating Field flattener Widefield oculairen Long eye relief oculairen DE ULTIEME 10x50 ASTRO-BINO 49

50 Advertenties..... Deze topklasse kijker heeft gekleurde glazen aan de voorkant dus je kunt er ook nog wat mee zien in de schemer. Deze verrekijker is voorzien van dioptrie instelling, dus mensen met moeilijke ogen hebben hier profijt van. Te koop: een Carl Zeiss Delactis 8x40 van voor de oorlog. Zijn er dus maar weinig van gemaakt. Te koop: Een werkelijk onwijs goede verrekijker uit een nalatenschap. Verder heb ik er geen verstand van. 50

51 Second Life Optics Project
House of Optics Maarssen met Bushnell/Leica Non-profit organisaties Rangers in natuurparken IVN (wandelingen in natuur/natuureducatie voor volwassenen en kinderen) JWG (jongeren werkgroep) deepsky waarnemen Scouting Defecte bino's worden gerepareerd Van elke gedoneerde bino ontvangt U ontvangst-/registratiebewijs en later uiteindelijke bestemming DUS!!! DONEER DIE ONGEBRUIKTE BINO!!!! ELK TYPE IS WELKOM 51

52 Conclusie Onderschat die oude Japanse/Duitse bino van opa niet!!! Veelal stukken beter dan nieuw spul van rond de 20 euro. Moderne coatings zijn -veel- beter dan die van enkele tientallen jaren geleden (lees: Zeiss Jenoptem verrekijkers zijn niet -per definitie- de beste......) Goede optiek heeft zijn prijs, het is niet voor niets duur: verschil tussen deepsky object wel/niet zien. Eerst zelf door kijken, dan kopen! Geen postorder! Geloof die folderverhalen allemaal niet, geloof alleen uw eigen ogen! Wat voor mijn ogen werkt, hoeft niet voor uw ogen te werken: stem bino af op uittredepupil!!!!! 52

53 Einde 53

54 Binnenwerk Swarovski 54

55 Bk7 vs. BaK4 BK7 is borosilicate crown glass with low dispersion and low refractive index. As the material for Porro prisms in binoculars, it used to be popular in extremely wide field military binoculars (like Asahi Pentax), and also in some wide field astronomy binoculars (suspected in Binon by Miyauchi). The advantage is: no added chromatic aberration, and a very sharp view. The drawback is: high cost if specified according to Schott, and moreover, additional mirror coatings are necessary on the Porro prism diagonals, due to the low refractive index of this material. Porro prism binoculars employing this material may suffer from a lower transmittance, and eventually from lower contrast, even if the view is still extremely sharp. The brightness of the view may drop towards the edge of the field of view. All these advantages and disandvantages are well recognizable on my 7x35 (11deg) Asahi Pentax vintage binocular. However, the extremely wide field of view enables to fix the very large nebulas. BaK4 is Barium crown glass with high dispersion and high refractive index. This is regarded as the preferable material for the Porro prisms. The advantage is: clear bright view due to the totally reflecting diagonals in the Porro prisms, additional mirror coatings are not required. The drawback is: some added chromatic aberration, readily visible during daylight on the bright illuminated white surfaces against a darker background - as frequently seen in the popular "chimney" test. (The rest of the chromatic aberration is due to the lenses in the binocular.) Most of the binocular Porro designs in Japan employ BaK4 for the prisms. Some of the binoculars on the market indicate the BaK4 prisms, even if this material has been already replaced by phosphate crown, or replaced in another way. This new material has a high refractive index, nearly as high as BaK4, and a low dispersion, nearly as low as BK7, combining to some extent the advantages of both. Binoculars using such prism materials have often slower optics (f/# larger than f/5), and they have larger sized prisms, even if the field of view is not very wide. The overall impression is that of a "bulky" binocular. Possibly, the BA8 series by United Optics employs such prism material, or anything similar. An added chromatic aberration is as good as not recognizable. The inherent chromatic aberration due to the lenses, is lower when the optics is slower, anayway. 55