Spiegelobjektive

[Hoogo]

Was sorgt eigentlich dafür, daß Spiegelteles flauer als Linsen sind? Dazu muß ja an den Spiegeln eine Menge Streulicht entstehen. Beschlagen die im Laufe der zeit irgendwie mehr als Linsen?

 

[Ivo]

Was sorgt eigentlich dafür, daß Spiegelteles flauer als Linsen sind? Dazu muß ja an den Spiegeln eine Menge Streulicht entstehen. Beschlagen die im Laufe der zeit irgendwie mehr als Linsen?

So viel flauer sind SPiegelteles nicht. Vor allem mein Panagor 300-er Spiegeltele. Da muss man schon gut schauen um zu sehen das es ein Spiegeltele ist. Vielleicht bei 1000mm oder so, aber dan könnte auch daran liegen das dies ein extremes Tele ist.

 

[Frank Klemm]

Was sorgt eigentlich dafür, daß Spiegelteles flauer als Linsen sind?

An hochwertigen Spiegelobjektiven?
Gar nichts.

Es ist genau umgedreht. Wenn man richtig hohe Kontraste verarbeiten muß, sind Linsen komplett unbrauchbar.
Sauber geschliffene Spiegeloptiken sind vollständig frei von parasitären Reflexionen und von chromatischer Aberration.
Für die Beobachtung der Sonnencorona verwendet man nur Spiegeloptiken.

1. Parasitäre Reflexionen:
An Linsen entsteht an jeder brechenden Grenzfläche auch eine Reflektion. Mittels Entspieglung kann man diese in einem begrenzten Spektralbereich (z.B. 450 nm bis 700 nm) reduzieren. An reinen Spiegeloptiken habe ich dieses Problem gar nicht erst.

2. An Spiegeloptiken brauche ich mich mit der Wellenlängenabhängigkeit des Brechungsindexes nicht rumzuärgern.


Wenn was an flauen Bildern dran ist, dann ist es das generelle Probleme aller Teleobjektive: Atmosphärische Trübungen machen sich im wesentlichen im Telebereich breit.

 

[René_P]

Was sorgt eigentlich dafür, daß Spiegelteles flauer als Linsen sind? Dazu muß ja an den Spiegeln eine Menge Streulicht entstehen. Beschlagen die im Laufe der zeit irgendwie mehr als Linsen?

Der Hauptfaktor für den geringeren Kontrast ist der Sekundärspiegel, der mitten im Strahlengang sitzt und dieses "verschattet". Diese zentrale Obstruktion muss für fotografische Zwecke recht groß sein, damit das Bildfeld der Kamera voll ausgeleuchtet wird. Groß heißt, ca. 30 % des gesamten Hauptspiegeldurchmessers werden vom Sekundärspiegel verdeckt. Bei optimaler Bildfeldausleuchtung mit minimaler Vignettierung wird der Sekundärspiegel sogar noch größer und kann (z.B. bei fotografisch optimalen Ritchie-Chretien-Systemen) auch mal 40 % betragen.

Hinzu kommt, dass Licht am Sekundärspiegel vorbei (sehr schräg) direkt auf den Film fallen kann, wenn die internen Blendrohre nicht ausreichend lang sind. Lange Blendrohre wiederum führen zu erhöhter Vignettierung... Also ist jedes fotografische Spiegelsystem, egal ob reine Spiegel oder katadioptrisch immer ein Kompromiss zwischen gleichmäßiger Ausleuchtung und Streulichtempfindlichkeit (also verringertem Kontrast).

Einen Ausweg haben die weiter oben schon erwähnten Schiefspiegler à la Telespec versucht zu gehen. Allerdings (aufgrund der schiefen Abbildung) haben die einen ziemlich massiven Astigmatismus, was zu deutlichem Schärfeverlust führt. Übrigens wurde das seinerzeit, als die Dinger mal am Markt waren, auch so von der Fotopresse bestätigt wurde.

Man könnte nun einen Schiefspiegler mit eingebauter Astigmatismuskorrektur bauen (der Hauptspiegel müsste dann asphärisch mit kompensierender Schiefe sein). Oder man macht eine Astigmatismuskorrektur per Hilfslinse (Keillinse), wie das eher die Regel ist.

In der Astronomie werden ja meist größere Spiegelsysteme benutzt (meist über 150 mm Durchmesser). Das gibt mehr Freiheiten bei der Konstruktion, da das Bildfeld der Kamera im Verhältnis immer kleiner wird. Man kann also für Kleinbildformate durchaus Spiegelsysteme mit einer Ostruktion von nur gut 20 % bauen - was zwar zu einer Vignettierung zum Bildrand führt, aber auch einen ordentlichen Kontrast bietet.

Hier bewähren sich auch Newton-Spiegel – aber sowas ist für die normale, bildmäßige Fotografie einfach zu groß, unhandlich und langsam in der Handhabung. Ich denke mal, die Grenze des vertretbaren war mit den Zeiss Mirotaren erreicht (5.6/10O0 und 4.5/500), die immerhin mit 4,5 kg (nur das "kleine" 500er) zu Buche schlugen.

Generell bin ich aber auch nciht der Meinung, dass Spiegeloptiken oder katadioptrische Optiken schlecht sind. Nur billig sind gute Vertreter auch nicht, denn die Spiegel müssen mit einiger Präzision gefertigt und vor allem eingebaut werden. Typisches Beispiel sind die Russentonnen 11/1000. Die liefern ganz ordentliche Bilder - nur nicht ab Werk. Meistens sind nämlich die Frontlinsen (Maksutov-Korrektoren) viel zu fest eingespannt, so fest, dass sie sich verbiegen und zu Astigmatismus führen. "Entspannt" sind die Bilder dann recht ordentlich mit hohem Auflösungsvermögen. Und im digitalen zeitalter lässt sich der Kontrast leicht aufpeppen.

Gruß,
René

 

[Hoogo]

Also vom Prinzip her wären Spiegel also besser als Linsen, sie haben keine unerwünschten Reflexion und weniger Abbildungsfehler. Praktisch findet das Licht in den Spiegelkonstruktionen aber leichter einen Weg an allem vorbei auf den Film, und das senkt bei Gegenlicht den Kontrast. Das Bild anbei ist ein Jpg voll gegen die Sonne.

Sollte das Abschatten durch den Sekundärspiegel nicht einfach nur Licht schlucken? Das sollte dann zwar dunkler machen, aber den Kontrast nicht verschlechtern?

 

[Ivo]

Ich gebe mal ein Vorbild von Spiegeltele auf moderate Distanz (etwa 10m) und bei gutes Licht, so gut wie unbearbeitet

 

[flowmotion]

meiner Meinung nach gehören Spiegeltele der Vergangenheit an

 

[Kalsi]

meiner Meinung nach gehören Spiegeltele der Vergangenheit an

...und warum?

 

[Ivo]

Ob andere Leute ein SPiegelobjektiv ein Relikt der Vergangenheit finden interesiert mich am wenigsten. Ich werde es weiterhin einsetzen, vor allem unter die Bedingungen wo andere 300mm Objektive zu schwer oder zu gross sind.

 

[kentsfield]

irgndwie ist es schon sinnvoll irgendwo ab 500mm Brennweite die Technologie zum Spiegeltele zu wechseln.

Spiegeltele ist: viel leichter, viel kleiner, günstiger, usw.

gruss

 

[René_P]

Sollte das Abschatten durch den Sekundärspiegel nicht einfach nur Licht schlucken? Das sollte dann zwar dunkler machen, aber den Kontrast nicht verschlechtern?

Der Sekundärspiegel ist schlicht eine Blende mitten im Strahlengang und produziert als solche Beugung. Diese Beugung ist bei fotografisch optimierten Systemen im vergleich zum ungebeugten Strahleneinfall schon recht große (eben wegen des großen Sekundärspiegeldurchmessers), so dass er sich bemerkbar macht. Kontrastverlust ist aber in der Fotografie automatisch bedeutend mit schlechten Bildern, sofern er sich in Grenzen hält.

Gruß,
René

 

[René_P]

Spiegeltele ist: viel leichter, viel kleiner, günstiger, usw.

Das ist aber genau die falsche Erwartung, die zum schlechten Ruf der Spiegelobjektive führt. "leichter und günstiger" gehen jeweils massiv zu Lasten der Qualität. Ein wirklich gutes Spiegelobjektiv MUSS teuer sein, weil die Oberflächengenauigkeit der Spiegel erheblich besser sein muss, als bei einem Linsensystem (Form und Rauhigkeit). Und ein einigermaßen lichtstarkes Spiegelsystem hat dann auch sein Gewicht. Man muss ja nicht gleich ein Zeiss Mirotar 4,5/500 zum Maßstab nehmen (fast 4 kg und selbst als 40 Jahre altes Gebrauchtmodell kaum unter 3000 Euro), aber die Richtung stimmt.

GERADE für Spiegeloptiken heißt "günstig" auch immer "schlecht".

Ausnahmen sind noch die russichen Produkte, die teilweise recht ordentliche Qualität bieten, allemal deutlich besser als der ganze China-Schrott für um die 100 euro.

Gruß,
René

 

[HtPC]

Bis jetzt ist das ja schon alles gut erklärt

Bleibt nur Grundsätzliches.

Ein Spiegelteleskop für KB oder Crop DSLR ist im Prinzip ein Cassegrain System, das aber lichtstark gebaut wurde.
Für die Astronomie werden aber sehr lange Brennweiten damit gebaut. Der Hauptspiegel muß parabolisch geschliffen sein, der Sekundärspiegel hyperbolisch. Das ist in beugungsbegrenzter Qualität sau teuer.
Um eine gleich hohe Auflösung wie bei einem Linsensystem gleichen Durchmessers zu erzielen, darf der Fangspiegel (gilt auch für Newtons) nicht größer als 12-15% des Hauptspiegels sein.
Der Fangspiegel sollte maximal das 2,5fache an Verlängerung des Hauptspiegels erbringen, um das Licht aus dem Teleskop an eine Okular hinter dem Hauptspiegel bringen zu können.
Nur in dieser Anordnung ist es ein astronomisches nutzbares Instrument zu Beobachtung, da der kleine Fangspiegel in der Regel kleiner ist als der Bildkreisdurchmesser von Kameras.
Nutzt man es doch, zeigen sich Vignettierungen.

Foto-Cassegrains sind auf Lichtstärke getrimmt, und daher kurzbrennweitiger , 1:5/1:8 statt 1:12 /1:20!
Aus Kostengründen werden zwei einfache Sphären/oder Parabole verwendet, wobei der Restfehler des Hauptspiegels über eine Schmidtplatte korrigiert ist und der Sekundärspiegel, mit 4fach längere Brennweite über eine sekundäres Linsensystem korrigiert wird.
Die kurze Primärbrennweite (kurze Baulänge, hohere Öffnung) führt zu einer Abschattung, da der Sekundärspiegel damit mehr als 50% des Durchmessers des Hauptspiegels groß sein muß, um noch eine genügend großen Bildkreis zu erzeugen.
Würde man sich auf die Hälfte der Brennweite als Baulänge begnügen (meist ist es ja nur 1/5) hätte man mehr konstruktive Möglichkeiten es photographisch zu Optimieren.
Dafür gibt es aber wohl keinen Markt, da es dann nicht mehr in die Jacke paßt
Es liegt also nicht an den Spiegeln, sondern an der Art der Konstruktion des Systems. Das bewußt die Vorteile der Spiegel preisgibt, um auf eine kurze Baulänge zu kommen.
Vor der AF zeit überbot man sich ja mit "Rekorden" in der Baulänge, jetzt ist der Ruf der Spiegel hin, und was man an "neuem" angeboten bekommt, ist der gleiche "Marketing-optimierte-Mist" von einst!

 

[Hoogo]

Bin mit der Antwort noch nicht zufriedengestellt

Hab gerade mal meine kleine Russentonne ausgemessen: Durchmesser vorne 8cm, der Sekundärspiegel ca. 3cm. Bleibt also ein Rand von 2,5cm. Eine Runde Öffnung von 2,5cm wären Blende 20, die Beugungseffekte beim Spiegelobjektiv dürften wohl nicht schlimmer sein.

400mm kriege ich auch mit Linsen hin, muß ich mal probieren, wie das mit Blende 20 aussieht. Ich rechne aber eher damit, daß das Bild unschärfer wird, aber nicht sooo flau wie das Spiegeltele.

Hab mir das Spiegeltele noch nie so genau angesehen wie jetzt. Da ist ja noch voll die Röhre drin, die die rückseitige Öffnung vor Streulicht schützen soll, aber schräg durchsehen kann ich trotzdem. 4cm mehr Geli oder 1cm mehr Abdeckung in der Mitte sollten helfen. Scheint, der Sommer ist gerettet

Was sind eigentlich die kürzesten Brennweiten für Spiegel? Ich habe nur von 30mm aufwärts gehört.

 

[Hoogo]

Warum sind Spiegel in diesn nihct-sphärischen Formen so schwer herzustellen? Asphärische Linsen scheinen mir inzwischen mehr die Regel als die Ausnahme zu sein. Und ist man denn bei Spiegeln nicht in der Wahl des Materials viel freier? Könnte man die nicht einfach in ein recht weiches Material prägen, polieren und dann verspiegeln?

 

[HtPC]

Also ich habe eine 1:10 MTo "Russentonne", der Hauptspiegel hat einen Durchmesser von 106mm, die Brennweite beträgt 992mm; der Spiegel darf etwas größer sein.
Der "Aschenbecher" vorn (Maksutov-Linse) hat 98mm Durchmesser. Also 992/98= 10,12

Die Obstruktion beträgt 33% oder 34mm Durchmesser des Sekundärspiegels.

Hauptspiegel und Maksutov sind "entspannt" und je auf eine Dreipunktauflage gesetzt.
Fotografisch ist er zwar für einen 48mm Bildkreis gerechnet, aber ich nutze ihn nur zur "Nachführung", da er für die Beobachtung um das doppelte zu viel Abschattet.

MfG

 

[HtPC]

Warum sind Spiegel in diesn nihct-sphärischen Formen so schwer herzustellen? Asphärische Linsen scheinen mir inzwischen mehr die Regel als die Ausnahme zu sein. Und ist man denn bei Spiegeln nicht in der Wahl des Materials viel freier? Könnte man die nicht einfach in ein recht weiches Material prägen, polieren und dann verspiegeln?

Bei kleinen Fangspiegeln für die Beobachtung ist das ja wohl auch kein Thema mehr, der Hauptspiegel wird aber aber erst parabolisiert und dann per Handretusche "hinpoliert". Bei kleineren Linsen, und entsprechenden Stückzahlen und einem tolerierbarem Ausschuß lohnt die Maschine. Nur soviel Teleskope werden ja nicht gebaut.

 

[Ronald_Stenzel]

Bin mit der Antwort noch nicht zufriedengestellt

Hab gerade mal meine kleine Russentonne ausgemessen: Durchmesser vorne 8cm, der Sekundärspiegel ca. 3cm. Bleibt also ein Rand von 2,5cm. Eine Runde Öffnung von 2,5cm wären Blende 20, die Beugungseffekte beim Spiegelobjektiv dürften wohl nicht schlimmer sein.

wie kommst du auf eine runde öffnung von 2.5cm durchmesser? du musst doch erstmal die gesamtöffnungsfläche deiner tonne ermitteln, dann die fläche des fangspiegels und selbige dann subtrahieren. aus der ergebenden effektiven öffnungsfläche kannst du dann den unobstruierten durchmesser ermitteln... würden so in etwa 7.4cm flächenmässig wirksame öffnung ergeben.... also deutlich entfernt von f/20. blieben dann nur noch der kontrastverlust durch die zusätzliche beugung am fangspiegel, aber der dürfte aber nicht soooo ins gewicht fallen, da mehr verlust durch streulicht und evtl. fragliche oberflächenqualität der spiegel zu erwarten sind. den rest erledigt dann eh die ebv....

ja und asphärische linsen werden heutzutage einfach preiswert gepresst/abgeformt...


cs

 

[Hoogo]

Naja, ich dachte mir halt so, daß für die Beugung der durchschnittliche Abstand zwischen 2 Kanten das Spannende ist, und die 2,5 cm sind so der kürzeste Abstand, den ich sinnvoll finden konnte. Schlimmer als bei einer Linse mit 1:20 kann die Beugung wohl nicht werden. Lichtstärker als 1:20 ist es natürlich trotzdem.