Paraabeliteloskooppi

[tomipa]

Aloitin kokeiluprojektin. Idea on yhdistää kaksi tasopeiliä, jotka on taivutettu paraabelin muotoon ja asetettu ristikkäin.

Ensimmäisen peilin polttoväli on kaksi kertaa toista pidempi, jotta kuva muodostuu lähelle ensimmäisen pintaa. Peilien polttopisteeseen porataan reikä kameraa varten.

Paras valmistutapa olisi hioa peilit paraabelien muotoihin. Toinen tapa on taivuttaa karkaistuja lasipeilejä kolmen tuen avulla ja neljäs tapa on taivuttaa muovipeilejä puurimojen väliin.

Kokeilen itse aluksi tuota viimeistä tapaa tutkiakseni kuvanmuodosta. Kahdelle 30 cm neliöpeilille hintaa tuli 18 eur ja puurimoille saman verran. Jos projekti valmistuu, päivitän sen vaiheita. Olisin kuitenkin kysynyt, mitä ajatuksia idea herättää (kuvauskyvyn kannalta)? Ainakin valmis kuva pitää ohjelmallisesti muokata katseltavaan muotoon 2x binnaamalla vaakapikselit tai 2 x interpoloimalla pystypikselit. Muuten kuva näyttää venytetyltä toisessa suunnassa. Liitteen kuvassa vain toinen peileistä on käännetty, mutta molempien kääntö on mahdollista, jos kameran haluaa asemoida pääpeiin sivuun.

[Timo Kantola]

Idea on yhdistää kaksi tasopeiliä, jotka on taivutettu paraabelin muotoon ja asetettu ristikkäin.
Ensimmäisen peilin polttoväli on kaksi kertaa toista pidempi, jotta kuva muodostuu lähelle ensimmäisen pintaa. Peilien polttopisteeseen porataan reikä kameraa varten.
Paras valmistutapa olisi hioa peilit paraabelien muotoihin. Toinen tapa on taivuttaa karkaistuja lasipeilejä kolmen tuen avulla ja neljäs tapa on taivuttaa muovipeilejä puurimojen väliin.
Kokeilen itse aluksi tuota viimeistä tapaa tutkiakseni kuvanmuodosta. Kahdelle 30 cm neliöpeilille hintaa tuli 18 eur ja puurimoille saman verran.

Peiliteleskoopin (Newton) peili on yleensä pyörähdyssymmetrinen paraboloidi, ei siis taso joka on väännetty paraabelin muotoon. Lisäksi toleranssit on aika tiukkoja - luokkaa 0.000005mm. Ehkä aurinkokeräimeksi lämmittämään, polttopisteeseen asennetun putkenläpi, virtaavaa vettä tuosta ideasta on, mutta optiseksi teleskoopiksi - pahoin pelkään että ei toimi. Toisaalta projektisi ei kauhean paljoa maksa, eli siitä vaan testailemaan - laita kuvia, millaista jälkeä  paraabeliteleskoopilla saa kuvattua.

[mistral]

Piirroksesta voisi kehittää laskun joka kertoisi säteen suunnan. Jos laskee vaikka 10:lle eri säteelle osumakohdan polttotasolla, näkee miten muokata peilejä. Yksi onnistunut rakenne on Ritchey Chretien, siinä on korjattu monet aberraatiot, mutta vaatii sen että komponentit tarkasti kohdallaan.

[Erik Pirtala]

Peilin taivuttaminen todennäköisesti tuottaa hankaluuksia materiaalien lämpölaajenemisominaisuuksien eroavaisuuden takia. Puulla ja lasilla ei tosin ole kovin suuri ero lineaarisessa lämpölaajenemiskertoimessa, mutta taivutetun peilin polttoväli tulee muuttumaan lämpötilan suhteen. Lisäksi jos peili on taivutettu tietyssä lämpötilassa usean tuen avulla optimaaliseen muotoon, muotokin muuttuu lämpötilan muuttuessa. (Kuormitetun puun viruma ja kosteusmuodonmuutokset tuovat vielä oman lusikan soppaan).

Mielenkiintoinen kokeilu silti, jäädään odottelemaan tuloksia.

[tomipa]

Peiliteleskoopin (Newton) peili on yleensä pyörähdyssymmetrinen paraboloidi, ei siis taso joka on väännetty paraabelin muotoon. Lisäksi toleranssit on aika tiukkoja - luokkaa 0.000005mm. Ehkä aurinkokeräimeksi lämmittämään, polttopisteeseen asennetun putkenläpi, virtaavaa vettä tuosta ideasta on, mutta optiseksi teleskoopiksi - pahoin pelkään että ei toimi. Toisaalta projektisi ei kauhean paljoa maksa, eli siitä vaan testailemaan - laita kuvia, millaista jälkeä  paraabeliteleskoopilla saa kuvattua.

Totta, että holkkumat ovat liian isoja taivuttelemalla. Paraabelitason hiominen vaatisi hiontakojeen (yksinkertaisen), joten toleransseja on helpompi tarkastella mallintamalla kuin hiomalla aihioita. Mutta esimerkiksi Zemaxissa ei ole yksinkertaista työkalua perättäisten paraabelipeilien luomiseen. Se onnistuu sitä vastoin non-sequential-editorissa vähällä vaivalla aksiaalisessa tapauksessa. Ensimmäinen lasku näyttäisi, että yhdensuuntainen sädekimppu fokusoituu kahden peilin jälkeen geometrisesti yhteiseen polttopisteeseen. Täytyy laskea kuvanlaatua paremmalla ajalla. 

Jos peilit saisi hiottua, toleranssiongelma voi tulla vielä linjaamisesta oikeisiin kulmiin. Peilit pitäisi fokusoida erikseen äärettömyyteen etäisyyssäädöin. Kuvakennoa voisi kyllä lämmittää termisellä infrapunalla. Vakavasti puhuen ideana tässä on peilien yksikertainen hionta ja teleskoopin hinta/koko-suhde.
Kuten sanottua täytyy kuitenkin ensin saada jokunen kokeilukuva aikaiseksi ja palata myöhemmin asiaan.

Newton-rakenteessa syntyy koma. Kuvausvirhettä voi yrittää poistaa hiomalla peilit hyperbeleiksi ja lisäämällä kolmannen, kahteen suuntaan hiotun, hyberbeliapupeilin. Tiedä sitten tuleeko halvemmaksi kuin ympyräsymmetristen peilien hionta.

[Lauri Kangas]

Tässä on käynnissä varmaan jonkinlainen väärinkäsitys siitä että tuollainen kaksiulotteinen kuvantaminen olisi separoitavissa vaaka- ja pystysuuntaisiksi osiksi. Ei tuossa värkissä synny minkäänlaista järkevää kuvaa yhtään mihinkään kohtaan.

[Kaizu]

Linnanmäen vekkulassa oli noita taivutettuja peilejä. Aika hauskoja kuvia niillä syntyi.

Kaizu

[tomipa]

En vielä ehtinyt tehdä kokeilua, enkä myöskään aivan saanut kiinni ajatuksesta, miksi hauskaa kuvaa ei syntyisi. Kertokaa toki, jos olette sellaisen tapauksen laskeneet. Perustelluista näkemyksistä oppii.

Käänsin sädekimppua 17,5 mrad pois akselilta x-suunnassa, ja kyllähän sinne syntyy koma kuten Newtonissa käynee aina. Laskin täpän mitaksi x = 33 um ja y = 0 um. Kaukoputken polttoväliksi valitsin 1000 mm ja apertuuriksi 100 mm x 100 mm ja FPA:n läpimitaksi 35 mm. Toki oletin hiotut peilit, enkä ole tarkastanut laskelmaa.

No en hauskuuta enempää, vaan kokeilen tuota kesään mennessä. Tietenkään hiomapajaa ei ole. Jätetään asia odottamaan ja kerron myös, jos kuvaa ei synny.

[mistral]

RC:ssä on iso työ saada kaikki kohdalleen, tuossa sinun peileissä jotka puukapuloilla taivutetaan, ei taida resoluutiota tulla. Kuinka puukapuloilla saadaan ellipsi?