champ pleine lumière et taille du secondaire

[JJ17]

Bonsoir à tous

 

Je projette d'acheter un kit optique de 17.5" (445mm) à f/d 4.1. Or le fabricant me propose 2 tailles de miroir secondaire, un 3.5" et un 4". Lequel me conseillez vous ? Sachant que je l'utiliserai avec des nagler 26 (1.1° de champ apparent) -merci Lasilla- et 17 (0.75°). Le miroir 4" me donnerait 1.1° de champ pleine lumière et 23% d'obstruction, le 3.5", 0.63° et 20%.

 

Je ne comprends pas trop ce que signifie le champ de pleine lumière. Celui-ci doit-il être le plus proche du champ observé à l'oculaire pour profiter du maximum de lumière ? Si tel est le cas, le 4" semble plus approprié malgré l'obstruction...

 

Je pose cette question après avoir vu la taille ridicule du secondaire de certains télescopes, par exemple celui du nouveau 18" obsession f4.2 : 79 mm !!

 

Merci pour votre aide

Jean-Jacques

[GéGé]

Bonsoir!

 

 

Voici en pièce jointe un dessin qui te dit ce qu'est le champ de pleine lumière: l'un avec un champ de pleine lumière nul, le second avec un champ de pleine lumière égal à 1 Lune (on choisit en général un peu plus d'une Lune).

Avec des mots, on dit que c'est le champ dont aucun rayon n'est intercepté (donc perdu) par quelque pièce mécanique sur son chemin...

 

Tu trouveras les formules de calcul des dimensions exactes du secondaire en fonction du CPL sur l'incontournable, l'excellent site du grand Serge Bertorello (google....).

 

 

 

PS: désolé, je ne peux te donner plus de chiffres, je suis à l'hotel...

Présentation1.pdf

[MatP]

Gégé, je crois que JJ17 sait ce qu'est le champ de pleine lumière en théorie, mais ne sait pas quels sont les effets si la règle "champ de l'oculaire inférieur au champ de pleine lumière" n'est pas respectée.

 

Effectivement, le problème de la notion de champ de pleine lumière c'est qu'elle ne donne aucune indication sur la "vitesse" de la baisse de luminosité lorsque l'on sort du cercle de pleine lumière (ça doit dépendre de pas mal de choses dont la formule optique). Je crois que Mel Bartels avait sur son site un outil de calcul qui permettait de donner la baisse de luminosité à intervalles réguliers en partant du centre du champ (pour un Newton).

 

En photo je ne dis pas, mais en visuel il paraît qu'on peut tolérer une baisse de luminosité en bord de champ de l'ordre de 20 % sans que ça se remarque (je crois que c'est Bluedob qui avait donné ce chiffre, il faudrait retrouver l'info). Je pense que ça passe avec le 3,5", sachant quand même que la différence d'obstruction ne te fera gagner presque rien en lumière mais sûrement un peu en résolution.

 

Je vais essayer de te retrouver l'outil de Mel Bartels.

 

[EDIT] Ayé : http://www.bbastrodesigns.com/diagonal.htm

 

Je ne connais pas la distance entre le plan focal et le miroir secondaire sur ton télescope (c'est quand même un facteur assez sensible), mais apparemment tu es largement dans les clous avec le 3,5". Je te laisse le soin de vérifier.

[JJ17]

Merci à tous les deux pour votre aide. Oui gégé, MatP a bien compris quel est mon soucis : connaître la baisse de luminosité lorsqu'on sort du champ de pleine lumière... J'ai trouvé une règle de calcul sur le site d'Oldham et ce constructeur préfère des secondaires de petite taille afin de réduire l'obstruction et augmenter la résolution. mais ce choix est conterdit par d'autres...

Jean-Jacques

[GéGé]

Ah, pardon, je m'étais focalisé sur cette phrase "Je ne comprends pas trop ce que signifie le champ de pleine lumière."

 

[cpeg]

Pour Mel Bartels c'est là:

 

http://www.bbastrodesigns.com/diagonal.htm

 

Il considère comme tolérable apparemment 70% de lumière en bord de champ.

 

L'élément d'ajustement dans le choix du secondaire reste la distance entre l'axe et le foyer.

 

Cordialement,

Claude

[xs_man]

... préfère des secondaires de petite taille afin de réduire l'obstruction et augmenter la résolution.

...

 

Non, le contraste, pas la résolution...

 

Albéric

[AY213]

Je pose cette question après avoir vu la taille ridicule du secondaire de certains télescopes, par exemple celui du nouveau 18" obsession f4.2 : 79 mm !!

 

Non c'est vrai ça fait vraiment petit ! meme pour 400 il est plus gros:o

Le mien fait 88 mm ou pour etre precis 87,5 mm.

 

Mais franchement pour un 450 , 79 mm c'est trop petit ,j'aurais dis au moins un 100 mm de diamètre pour le secondaire.

[JJ17]

Bonjour,

 

Oui XS_man tu as raison...

J'ai consulté le site de Bertorello. Pourquoi un diamètre lunaire comme champ de pleine lumière ? Tu as peut être raison Gégé, j'ai pas tout compris

 

j'utilise un petit logiciel de calcul sur le site oldham optical qui me donne le % de lumière restant en bord de champ.

Ce que je ne comprends pas c'est une donnée à entrer : le linear field required (un chiffre compris entre 14 et 44). A quoi correspond ce chiffre ? Quelle est l'unité ? si je rentre 20, il me calcule un secondaire de 89 mm (3.5") et si je mets 35 pour l'illumination outside, j'obtiens 46% (d'illumination en bord de champ).

Pour ceux qui veulent se lancer dans l'explication voici la page oldham : http://www.oldham-optical.co.uk/ (rubrique : design)

Merci pour votre aide

Jean-Jacques

[CATLUC]

Bonjour

C'est vrai que cette histoire m'a tracassée pendant un moment.

Le champ de pleine lumière équivalent au diamètre de la Lune est je pense un choix arbitraire qui permet justement de voir la Lune entière sans perte de luminosité.

Plus simplement j'ai lu que le champ de pleine lumière était toute la partie du plan focal ou on pouvait voir l'objet visé en entier donc sans vignettage provoqué par le secondaire ou par le porte oculaire. Donc du bord du champ de pleine lumière on doit voir entièrement le miroir primaire dans le secondaire.

Pour cette vérification j'ai modifié mon bouchon de collimation en lui faisant une encoche me permettant de vérifier cela.

Cette encoche étant sur le bord je dois voir dedans tout le miroir primaire en faisant tourner le bouchon.

Voilà j'espère ne pas avoir trop raconté de sottises.

Bonne journée.

Luc.

[Toutiet]

Bonjour

C'est vrai que cette histoire m'a tracassée pendant un moment.

Le champ de pleine lumière équivalent au diamètre de la Lune est je pense un choix arbitraire qui permet justement de voir la Lune entière sans perte de luminosité.

Plus simplement j'ai lu que le champ de pleine lumière était toute la partie du plan focal ou on pouvait voir l'objet visé en entier donc sans vignettage provoqué par le secondaire ou par le porte oculaire. Donc du bord du champ de pleine lumière on doit voir entièrement le miroir primaire dans le secondaire.

Pour cette vérification j'ai modifié mon bouchon de collimation en lui faisant une encoche me permettant de vérifier cela.

Cette encoche étant sur le bord je dois voir dedans tout le miroir primaire en faisant tourner le bouchon.

Voilà j'espère ne pas avoir trop raconté de sottises.

Bonne journée.

Luc.

Bonne idée pour cette encoche, mais elle me semble bien loin du centre. Ainsi, pour une distance focale de 1,20 m et un champ de pleine lumière de 1 Lune, cela fait un disque de pleine lumière d'environ 12 mm de diamètre. Donc l'encoche devrait se trouver à 6 mm du centre. Mais qui peut le plus peut le moins et, si c'est bon comme ça, ce sera bon à 6 mm !

[CATLUC]

Salut Toutiet

moi ma focale c'est 2705mm. C'était pour le 625mm. Le bouchon et pour un tube de 32mm

 

Bonne journée.

Luc.

[serge vieillard]

salut,

 

sur mon T400 en chantier, j'ai fait le choix délibéré d'un 79 mm, pour une obstruction très légèrement inférieure à 20%.

voilà ce que j'écirs à ce sujet sur mon site :

 

"Deux solutions sont envisageables :

- Un secondaire de 79 mm (schéma ci-contre) génère 19,5% d’obstruction. Le cercle de pleine lumière est de 8,8 mm. L’illumination chute respectivement à 89 % et 73 % pour des diamètres correspondant aux coulants des oculaires 1’1/4 et 2’’. Ce choix est évidemment une contrainte sur le cercle de pleine lumière, qui se trouve par conséquent réduit. Il exclura l’usage d’une tête binoculaire, écartera les oculaires de 2 ‘’ de coulant dont la lentille d’entrée qui utilisent ce diamètre utile, ce qui n’est pas toujours le cas. Cela ne veut pas dire qu’on ne pourra pas utiliser ces beaux accessoires, mais que leur utilisation ne sera pas optimale avec l’instrument et qu’il y aura un vignetage. Mais, si on ne fait pas d’études photométriques comme du suivit d’étoiles variables, ces valeurs ne sont pas vraiment restrictives.

- Si on fait grand cas d’avoir 100% d’illumination pour les oculaires au coulant 1’1/4 et être un peu plus à l’aise, il faut choisir un secondaire de 89 mm. L’illumination est de 80% pour un diamètre de 2’’ et l’obstruction est de 22,3%, ce qui est tout à fait correct. "

 

 

 

Ce qu'il est important de voir, c'est la courbe de la chute de l'illumination du champ en fonction du diamètre d'entrée de l'oculaire. cette courbe est d'abord plane, c'est le champ de pleine lumière . Ensuite, elle décroit plus ou moins rapîdement. Il faut bien regarder la lentille d'entrée des oculaires pour apréhender la gène réellement occasionnée.

Et a part faire de la photométrie visuelle, avoir 100% de pleine lumière sur le plus gros oculaire ne gène pas grand monde. Ensuite, si on n'est pas un fan du Nagler 31 mm, on est relativement peu concerné par celà.

 

 

Serge

[Toutiet]

Salut Toutiet

moi ma focale c'est 2705mm. C'était pour le 625mm. Le bouchon et pour un tube de 32mm

 

Bonne journée.

Luc.

Ah OK, donc, dans ton cas, tout est correct:)

[JJ17]

Merci Luc et Serge pour vos commentaires.

Donc il est possible d'utiliser un 3.5 " y compris avec un nagler 26. Un autre élément important est "le focus point", c'est-àdire la distance du champ de pleine lumière au tube du télescope. J'ai abaissé celle ci de 75 à 50 mm et j'ai tout de suite vu les incidences sur la taille du secondaire. Comment avez-vous géré ce paramètre ? Quel chiffre paraît concevable si l'on tient compte de la taille des systèmes de mise au point actuels ?

[CoreDump]

Salut,

 

Dans ton cas, en prenant un tube de 500mm de diametre (2deg), une epaisseur de tube de 10mm, un PO de 75mm de haut et un nagler 26, ca donne un champ de pleine lumiere d'un quart de degré.

Au bord du champs du nagler 26 la perte n'est que de 17%.

 

Si on passe a 100mm de PO on est a 78% d'illumination.

 

Dans tout les cas c'est tres correct, mais plus de champs de pleine lumiere au dessus de 100mm du PO!

Avec un 4" tu pourrais utiliser une bino avec des 20mm/60deg et un PO qui permette un trajet optique de 140mm au max (c'est largement jouable).

 

En tout cas entre 20 et 22% d'obstruction je suis pas sur que ce soit tres sensible.

 

PS: pour la hauteur du PO, tout depend de celui ci, un kineoptic peut etre tres bas, un crayford un peu moins. Par exemple le crayford GSO, c'est 52mm mini en 2", 62 avec adaptateur 1.25, et 38mm de debattement, soit 70/80mm en moyenne.

[CATLUC]

Il me semble que le plus simple pour maitriser tout ça et de dessiner le cône lumineux à partir du primaire, un logiciel de DAO est très pratique.

Au point focal mettre le champ de pleine lumière désiré puis retracer les bords du faisceau lumineux jusqu'au primaire.

Une fois le diamètre du tube, le déplacement du porte oculaire, l'endroit ou se forme l'image dans les oculaires (il faut que tout les oculaires montrent une image nette avec la course du porte oculaire disponible) connus, on peut placer le secondaire et c'est là qu'on aura son diamètre après avoir replié à 90° le faisceau lumineux, le décalage du miroir est aussi donné à ce moment.

Pour info pour mon 625 quand je l'ai acheté d'occasion il avait un secondaire de 90mm après calculs et dessins je lui ai mis un 130mm.

Bonne journée.

Luc.

[JJ17]

Merci CoreDump.

Tu me conseilles donc de prendre le 4", si je veux profiter pleinement du champ de pleine lumière avec mes oculaires 2" et ne pas être trop contraint lors de la fabrication de la structure du télescope. Cela rejoint ce que m'a dit le fabricant du kit optique...

Merci

Jean-Jacques

[MatP]

Effectivement (merci xs_man) quand on augmente l'obstruction ça influe sur le contraste, pas sur la résolution... Méat coule pas.

 

JJ17> Tu optes finalement pour le 4" ? Tu auras plus de chances de voir la division d'Encke comme ça. (L'obstruction fait diminuer le contraste en moyenne, mais pour les fréquences spatiales élevées comme dans le cas de la division d'Encke le contraste augmenterait... cf. par exemple les courbes de MTF sur le site de Thierry Legault.)

[PULSAR08]

Salut,

 

Il y a pas mal d'éléments de réponse ici : http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/025517.html

 

Jean-Noël

http://astrosurf.com/whoswho/fiche.php3?id=10206794653cd6552950928

[JJ17]

Merci pulsar 08.

Mais que c'est compliqué pour moi ;-)) Une âme charitable pourrait-elle me faire les calculs pour un 17.5" f/d 4.1 avec un foyer sortant de 75 mm du tube, pour des secondaires de 3.5 et 4". Qu'est ce que je perds ou gagne à choisir l'un ou l'autre pour une utilisation avec des nagler 26 et17 ?

Merci d'avance

Jean-Jacques

[MatP]

Quel est le diamètre de ton tube ?

[JJ17]

Malheureusement je ne suis qu'au début du projet, je n'ai rien de précis sur la conception, je commande les optiques aux usa. Prends 50 cm pour effectuer le calcul...

Jean-jacques

[CoreDump]

Voila mon script pour les calculs, ca te donnera au moins la formule pour l'éclairement:

 

http://www.isamac.org/software/pysec.py

Si tu veux l'utiliser il faut installer le langage python: http://www.python.org

 

un tube de 50cm ca donne 2° sur le ciel, une bonne base de démarage

[MatP]

OK. On peut donc utiliser l'outil de Mel Bartels.

 

Alors avec le 4" ça donne :

 

Off-Axis Illum. Light Loss

0.00 in 100.0% 0.00 mag

0.10 in 100.0% 0.00 mag

0.20 in 100.0% 0.00 mag

0.30 in 100.0% 0.00 mag

0.40 in 100.0% 0.00 mag

0.50 in 100.0% 0.00 mag

0.60 in 99.21% 0.00 mag

0.70 in 97.08% 0.03 mag

0.80 in 94.45% 0.06 mag

0.90 in 91.54% 0.09 mag

1.00 in 88.46% 0.13 mag

 

Largement plus de 2 degrés utilisables, tu seras nettement plus gêné par la coma à cette ouverture (et ça suppose une pupille de sortie gigantesque donc une perte de lumière, à moins d'avoir le futur Ethos III avec 170° de champ apparent)...

 

Et avec le 3,5" ça donne :

 

Off-Axis Illum. Light Loss

0.00 in 100.0% 0.00 mag

0.10 in 100.0% 0.00 mag

0.20 in 100.0% 0.00 mag

0.30 in 98.85% 0.01 mag

0.40 in 96.21% 0.04 mag

0.50 in 93.18% 0.07 mag

0.60 in 89.99% 0.11 mag

0.70 in 86.71% 0.15 mag

0.80 in 83.39% 0.19 mag

0.90 in 80.04% 0.24 mag

1.00 in 76.69% 0.28 mag

 

Si on tolère une baisse de 20 %, ça donne 1,8° de champ utilisable en visuel. Plus précisément, avec le Nagler 26 qui donne 1,1° tu auras en bord de champ une perte de magnitude de l'ordre de 0,1. Je pense que c'est négligeable en stellaire par rapport à ce que te fait perdre la coma en termes de brillance de surface (y compris avec un correcteur type Paracorr). Et pour les objets diffus je doute que tu voies également la moindre différence. Avec le Nagler 17 tu perds au max. 0,04 magnitude au bord du champ. Autrement dit rien du tout.

 

Je serais toi, le choix serait vite fait : vu le gain en contraste et aussi en esthétique de l'image (diffusion moindre), sans même parler du prix du miroir secondaire, je choisirais la solution 3,5". Maintenant, si je voulais faire de la photo grand champ, je choisirais probablement le 4" (le cercle de pleine lumière doit pouvoir rentrer dans un Paracorr, ce qui fait une bonne solution low-cost pour l'imagerie grand champ), mais ça n'a pas l'air d'être ton cas.

[Astro_007]

Intéressant tout ça...je me suis amusé à faire le calcul pour mon Orion XT-10i, ce qui donne :

 

1. Avec le logiciel Newton 3.0:

 

Données:

 

-primary mirror diameter: 254mm (ok)

-primary mirror focal length: 1200mm (ok)

-vignettation free view diameter: 18mm (?)

-distance of the telescope focus and telescope optical axis: 225mm (?)

 

Résultats:

 

Computed values:

-Telescope resolution: 0,45 arc min.

-Telescope limiting visual magnitude: 14,1

-Minimal useful telescope power: 42

-Maximal useful telescope power: 508

-Dimension of a small axis of the secondary mirror: 63 mm (ok)

-Dimension of a big axis of the secondary mirror: 89 mm (ok)

-Offset of secondary mirror optical axis and the telescope optical axis: 3,1 mm (ok)

-Central shade of the primary mirror considering his diameter: 25 % (ok)

-Central shade of the primary mirror considering his area: 6 % (ok)

-Deepen a middle of the primary mirror: 3,36 mm (ok)

 

2. Avec le logiciel de Mel Bartels:

 

Units:

 

-Primary mirror diameter: 254mm (ok)

-Primary mirror focal length: 1200mm (ok)

-Diagonal size - m.a.: 63mm (ok)

-Diagonal to focal plane: 225mm (?)

 

Résultats:

 

0.00 mm 100.0% 0.00 mag

2.00 mm 100.0% 0.00 mag

4.00 mm 100.0% 0.00 mag

6.00 mm 100.0% 0.00 mag

8.00 mm 100.0% 0.00 mag

10.0 mm 99.70% 0.00 mag

12.0 mm 97.22% 0.03 mag

14.0 mm 93.84% 0.06 mag

16.0 mm 90.03% 0.11 mag

18.0 mm 85.98% 0.16 mag

20.0 mm 81.78% 0.21 mag

22.0 mm 77.49% 0.27 mag

24.0 mm 73.17% 0.33 mag

26.0 mm 68.82% 0.40 mag

 

(?) valeurs trouvées par calcul, qui donnent les valeurs correctes pour mon télescope mais dont je ne suis pas absolument sûr...

 

(ok) données certaines et vérifiées.

[Astro_007]

Pour ne pas surcharger,

 

-Calculs avec le logiciel cpl 2.0:

 

Avec les oculaires, lumière du miroir au bord du champ de l'oculaire:

 

- Hyperion 17mm (68°) = 90%

- Speers Waler 10mm (82°) = 95%

- Hyperion 5mm (68°) = 100%

 

- Exemple en image pour un Nagler 13mm T6 (82°) = 91% :

 

 

 

-Calculs avec le logiciel Newton 3.0:

 

[PULSAR08]

OK JJ17,

 

Pour faire simple, le champ de pleine lumière doit être du diamètre de la pleine lune pour le visuel, soit 32'.

 

Si on prend les paramètres de ton futue télescope :

D=445mm

F=1825mm

D tube = 500mm

Tirage + PO = 75mm

 

 

Le champ de pleine lumière doit être de

 

1825mm x RADIANS(32'/60) = 17mm

 

La distance entre le pt focale et le secondaire : 500mm/2+75mm = 325mm

 

Le petit axe du plan : (((445mm-17mm)x 325mm)/1825mm)+17mm = 93mm

 

Donc il te faut un secondaire de 100mm

[PULSAR08]

Voici le dimensionnement de ton T445mm :

[PULSAR08]

Voici le champ de pleine lumière calculé avec Correct V. 2.32 de Serge Bertorello :