Távcső objektívből? Mégis minek?

Többször felmerült bennem, hogy egy telezoomot (pl 55-200mm) simán lehetne használni zoomos távcsőnek, csak kamera helyett egy okulárt kellene tenni a megfelelő távolságba (Kepler-féle konstrukció). Ennek egyetlen hátránya az, hogy bár elég szép képet adna (elfogadható minőségű okulárral, persze), de az fejleg állna. Nyilván ki lehetne egészíteni a konstrukciót prizmákkal (Porro - kibelezett kukkerből) azonban a fényképezőgép képsíkja annyira közel van a lencse végéhez, hogy oda már nem fér be fizikailag egy ilyen kép-fordító. Hanem amit mi kitaláltunk, azt már sokkal régebben kitalálták mások, de nem prizmákkal, hanem a csillagászatban használt tükrös okulártartóval. Ilyenünk persze nincs, de sejtjük, hogy egyetlen tükröt tartalmaz. Ki is próbáltuk, egy darab sima hátoldali tükröt a fényútba dugva, szép ugyan a képe is, nagyít, mint az állat (egy binokulár okulárral) ám ennek a hátránya, hogy egy tükör csak egyszer tükrözi meg a képet. Vagyis most már nem lesz fejleg a kép, de a jobb és bal irány továbbra is fel van cserélve. Persze azóta van már gyári megoldás is erre, igaz, nem olcsón. Ennyi pénzből már jobbacska binokulárt is lehetne venni, igaz egy zoomobjektív zoomolható távcsövet jelent, azok meg nem olcsók. Reméljük, ennyi pénzért a Kenko cucca már prizmás és oldalhelyes, és a bajonett a rekeszt is kinyitja az objektíven, s nem kell azt kipöckölni. Szóval ha szeretnél a teleobjektívedből egy spotter távcsövet, akkor egy ilyen eszköz lehet a jó megoldás. Mi nem építjük meg, csak az egyes okulárjainkat, lencséket, tükröket kézből tartva megnézzük az optika alapjait, ami annak idején kimaradt nekünk az iskolában (vagy csak jól elfelejtettük).

Tehát, a legegyszerűbb konstrukció a Kepler távcső, ahol egy gyűjtőlencse az objektív és egy másik gyűjtőlencse az okulár. Esetünkben az objektív az maga a teleobjektív (Nikkor 55-200mm) és mögéje különféle okulárokat helyezünk. Kb. ekkora távolságban adnak éles, de fordított állású képet (végtelenre).

Az objektív esetén a fókuszpont a szenzor síkja, ehhez adódik hozzá az okulár fókusztávolsága. Ekkora helyre, házilag képtelenek vagyunk bezsúfolni a Porro-prizmákat, maximum egy tükör férne el.

De persze objektív helyett készíthetnénk egy konvex lencséből is objektívet. Egy konvex lencse fókusztávolságát elég könnyen megmérhetjük (ha egyszerű lencsének tekintjük és nem bíbelődünk a plánokkal). Legegyszerűbb egy végtelen távoli fényforrás gyújtótávolságát megmérni a lencse síkjától (amennyiben ezt vékonylencsének tekinthetjük), de ha egy kis börtönben vagyunk, ahova nem süt be a Nap, csak a falilámpa, akkor is kiszámolhatjuk. Ehhez a képletek:

1/f=1/k+1/t

ahol

f a fókusztávolság

k a képtávolság

t a tárgytávolság. 

a képletből a t illetve a k is kifejezhető:

t=k(f/(f-k))

vagy

k=t(f/(f-t))

vagy 

f=kt/(t+k)

A nagyítás (m) képlete: m= -k / t

Ahol ha m<0 a kép fordított állású, ha m>0 a kép egyenes állású, k<0 a kép nem valós, k>0 a kép valós.

|m|=|k| / t

Ezen a weboldalon remek összefoglaló van a témában, illetve van egy kalkulátor is, amivel látószöget, nagyítást, stb. ki lehet számítani. Kallódó gyűjtőlencséink fókusztávolságát viszonylag könnyű megállapítani. Ha a tárgy a végtelenben van, akkor a kép a fókuszpontban, ha a tárgy közelít, a képe is távolodik a fókuszponttól. Amikor a tárgy a 2*f pontba ér, a képe is a 2*f kerül. Ha a tárgy a fókuszpontra ér, akkor a vetített kép a végtelenbe kerül. Itt egy vékonylencse szimulátor, tologassad.  Ez meg egy másik, pont kiegészítik egymást. Ha a tárgy a fókuszpontnál is közelebb kerül a lencséhez, akkor virtuális kép alakul ki, ez a kézi nagyító esete. A lencse fókuszpontjánál közelebb van az elolvasni kívánt apróbetűs cucc fölött. Itt van egy másik, kicsit egyszerűbb szimulátor is a vékonylencsékre, ezt tologatva könnyen megérthető a kézi nagyító használata is.

Kínai kézi nagyítóból semmiképpen nem érdemes Kepler-távcsövet építeni, hacsak nem valamiféle pszichedelikus eszköznek akarod használni. Gyakorlatilag minden kontraszt szétesik a kromatikus aberrációk miatt. Még akkor is, ha az okulár egy rendes becsületes darab és csak a frontlencsének teszel egy nagyítót. Egyszerű szemüveglencsével nagyjából ugyanaz a helyzet. Eleve a szemüveglencsék sem nagy átmérőjűek (65mm). Persze egy 1D szemüveglencse (1000mm) egy 20mm-es okulárral hatalmas nagyítást tud (50X - tehát az elvi határon belül van, hiszen az objektív átmérőjének akér kétszerese is lehetne a nagyítás), de ugye minek, ha az objektívünk minősége eleve kuka. A fényereje meg olyan F:15 körül lehet (1000/65mm).  Még a kínai binokulárból kiműtött sima sárga bevonatos akromát is sokkal-de sokkal jobb eredményt ad, és még azzal sem szokás 10X nagyításnál nagyobbat ígérni. Akkor meg ugye minek bohóckodni a fejleg álló, kromahibás képpel, kell venni egy kínai binokulárt és kész. 

Normál állású képet, tükrös, vagy prizmás fordító nélkül, a színházi látcső ad (Hollandi, vagy Galilei-féle). Ehhez azonban homorú lencsére van szükségünk és azt írja a szakirodalom, hogy nem érdemes túl nagy nagyítást várni ezektől. Ráadásul egy szórólencse eleve kicsinyítve mutatja a gyűjtőlencse (objektív) fénykörét, na most a Nikkor 200mm egérlika lekicsinyítve nem egy portál na, valljuk be. 

Ilyenkor a szórólencse fókusztávolságát (-32mm), ki kell vonni az objektív fókusztávolságából és ez adja meg a kettő helyes távolságát az éles képhez (végtelenre). 

Na de mi van a konkáv lencsékkel? Hogyan lehet azoknak megmérni a fókusztávolságát? Egyik módszer a szórólencsék fókusztávolságának a megsaccolására, hogyha már van egy ismert gyűjtőlencsénk. Mi ezt a módszert követjük. De van egy érdekesebb módszer is, annak, aki akar bíbelődni, méricskélni:

Forrás

Ebben a videóban le is vezetik. A képlet: f= (u*v) / (u-v)

A kétféle távcsőmodell jobb megértéséhez itt van még ez a remek szimulátor is. 

Mi asszem ezzel elengedtük ezt a témát örökre. Hála Istennek, nem kell szétgányoljam a Nikkort sem, és nem kell építenem méteres távcsövet papírgurigából, szemüveglencséből és szigszalagból. 

Említettem már, hogy vettem egy Lidlis távcsövet? Az okulárra dugott telefon kb. ezt tudja:

Itt meg a Nikkor 200mm-es képét hasonlítjuk össze a kukkerre dugott telefon képével. A nagyítás nagyon ott van, a képminőség persze nem, de ebben nemcsak a binokulár a hibás, hanem a telefon is.