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

3

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

4

Historie1608 “Hollandse kijker”● Lang brandpunt● Klein beeldveld

Ignazio Porro:● 1854 Porro prisma: 4 reflectievlakken

Ernst Abbe (Zeiss/Schott):● 1886 Apochromatische lens

John Dollond:● 1758 Achromatische doublet

(kroonglas+flintglas)

5

Uittrede pupil● Duidelijk is de interne demping en diafragmering te zien. Lidl

10x50=10x40!!!

6

Diverse uittredepupillen

Swarovski EL 10x50 Swarovision

Fujinon FMTR-SX 10x50

Pentax 10x50 ED-DCF

1970'er Kamakura 10x50

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 2012......

8

Prisma's● Porro: 4 reflectievlakken

– hoge transmissie– Beter stereoscopisch zien

9

Prisma's● Schmidt-Pechain: 5 reflectievlakken

– zeer compacte bouw: veel toegepast in dakkant

10

Prisma's● Zeiss Dialyt: 3 reflectievlakken

– zeer hoge transmissie– Lange kijker

11

Collimatie

12

Collimatie

Spreekt voor zich.....

13

Collimatie

Objecten moeten samenvallen

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.

15

Chromatische abberatie

● Chromatische abberatie: variatie brekingsindex afhankelijk van golflengte

● Wordt ook dispersie genoemd.

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

17

Abbe Index

18

Glassoorten/Abbe Nummeren typische eigenschappen

● Flint: 35 < V < 40 8.7● Lanthanium Kroon: 50 < V < 62, 6.7-9.3● 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, 0.02 (Keck1&2)● Calcium Fluoride: 62 < V < 90. Zeer zacht. 18.7!!!*) Thermische expansie cursief x10-6/K

19

Prisma GlassoortenBK7 vs. Bak4/PK

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!!!

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

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

20

Glasfabrieken optisch glas

● Schott (1883 Zeiss, Duran, Zerodur)● Hoya (2006: Pentax)● O'Hara● Corning (Pyrex)

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.

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)

23

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

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.

25

Phase coating● Door dakvorm (Dialyt/Dakkant prisma's) looptijdverschil

afhankelijk van kleurfrequentie.

● Dit 1/2 uit fase zijn wordt gecorrigeerd met een vertragende phase-coating om de lichtstralen van diverse frequenties tegelijk aan te laten komen in het oculair.

26

Abberaties● Coma

Schuin invallende stralen vallen niet in hetzelfde brandpunt.

In verrekijker: geen mooie stipjes aan de randen van beeldveld

27

Abberaties● Astigmatisme

Brandpunten X en Y as vallen niet samenIn verrekijker: “steepjes aan de randen”

28

Abberaties● Chromatische abberatie

Brandpunt is afhankelijk van licht frequentie

In verrekijker: kleurfouten

29

Abberaties● Sferische abberatie

Brandpunt is afhankelijk van afstand van lensas

30

Stikstof vulling● Door de kijker onder druk te vullen met stikstof is ze vochtwerend

van binnenuit!

Zeiss 8x60 U-boot“Kommandant Glaß”

2.5kgFOV 9.1°

Zeiss 7x50 U-Boot1.72kg

FOV 7.3°

31

Waterdicht● Door de kijker ook nog goed af te dichten, kan ze onder water

worden gehouden!

32

Nieuwste ontwikkelingen● Field flattener → onvervormd sterrenbeeld

– Fujinon (F)MTR/SX– Swarovski Swarovision

● Nano coating tegen beslaan (Fujinon/Swarovski)

EINDEEERSTE DEEL

33

Kegeltjes-->Staafjes

Na 10 minuten wordt omgeschakeld.

34

Gevoeligheid staafjes tov. kegeltjes

Betere signaal/ruisverhouding!!!

35

Staafjes vs. Kegeltjes

36

Gevoeligheid/Pupildiameter

37

Max. donker geadapteerde Pupildiameter vs. leeftijd

38

Uitttredepupil meten

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

39

Uittredepupillen diverse types verrekijkers

Uittredepupil [mm]=Objectief diameter [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!!!

40

Belangrijke bino formules

Uittredepupil [mm]=Objectief diameter [mm]

Vergroting

Schemergetal = vergroting x objectief diameter

41

Verschillende types verrekijker

Uittredepupil [mm] Schemergetal Type8x32 4 16 vogelaar overdag7x35 5 15.68x40 7 17.97x50 7 18.7 maritiem10x50 5 22.4 astro12x50 4 24.5 vogelaar statief8x56 7 21.2 jacht10x56 5.6 23.715x70 4.67 32.4 astro-statief

● Kies hoog schemergetal● Kies de verrekijker die past bij je uittredepupil een een zo hoog

mogelijk schemergetal.● >10x vergroting: statief noodzakelijk

42

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!!!!

43

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

44

Specificaties 10x50 topsegment

Merk Type Gewicht Beeldveld Field Anti fog Eye relief Prijs[gram] [graden] flattener coating [mm] [euro]

Swarovski Dakkant 998 6.6 ja ja 20.0 2500

Leica Dakkant 1000 6.7 nee nee 15.0 2000

Fujinon Porro 1430 6.3 ja ja 19.8 850

Pentax Dakkant 730 5.0 nee nee 17.0 1200

● Swarovski: duurste.● Leica: kortste eye relief, grootste beeldveld● Fujinon: zwaarste en goedkoopste● Pentax: lichtste en kleinste beeldveld

45

Waarneemlocaties

● Achtertuin (SQM 19.8)

● Camping bosrand achterhoek (SQM 20.9)

46

Gebruikte attributen

● Gitzo statief● Ligstoel● Deepsky reiseatlas● Rood lampje

47

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

48

TestresultatenWeging Swarovski Leica Fujinon Pentax

Transmissie 10 9 7 10 5Eyerelief 9 10 5 9 7Beeldveld 10 10 8 9 5Prijs 5 1 2 10 4Resistentie tegenbeslaan 9 10 5 9 1Randscherpte 5 9 8 8 10Vlak beeldveld 7 10 4 10 5Afwerkingsnivo 5 10 9 8 6Gewicht 5 5 5 1 10Kleurweergave sterren 8 10 6 9 7Maan 5 10 8 7 5Deepsky nacht 1 10 10 5 9 4Deepsky nacht 2 10 9 5 10 5Deepsky nacht 3 10 10 5 9 4Deepsky nacht 4 10 9 7 10 5

TOTAAL 1075 696 1044 618

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

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.

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

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!!!!!● www.allbinos.com

53

Einde

54

Binnenwerk Swarovski

55

Bk7 vs. BaK4BK7 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.